La Evolución

¿Qué es la evolución?
Toda la gran diversidad de formas de vida de nuestro planeta surgió durante la larga historia terrestre por descendencia de un organismo muy sencillo. Esto significa que organismos al parecer muy distintos, como un pino y una rana, en realidad tienen una relación lejana y un mismo antepasado en común. Todos los organismos que existen en la actualidad surgieron de organismos anteriores por un proceso de cambio gradual o evolución.

La evolución es el cambio genético, heredable, que sufre una población en el transcurso del tiempo. No se trata del cambio individual que ocurre en la vida de un organismo, sino  de cambios en las características de las poblaciones a lo largo de muchas generaciones. Si se acumulan suficientes cambios, puede surgir una nueva especie.

El fijismo

El hecho de que las especies evolucionan no siempre fue aceptado. Durante mucho tiempo dominó una postura denominada fijismo. Los fijistas sostenían que las especies no cambian, sino que sus características se mantienen fijas a través del tiempo; según los fijistas, las especies que conocemos siempre fueron como son hoy, desde el momento de su creación.

Los hechos y las teorías

Hoy ningún biólogo pone en duda que la evolución ocurrió y sigue ocurriendo. La evolución es un hecho. Lo que está en intenso estudio es el mecanismo por el cual se produce la evolución. Existen pruebas de que la evolución ocurre, pero cambian las ideas que explican cómo lo hace. Las teorías son explicaciones científicas acerca de los hechos; las teorías se amplían, se modifican y se reemplazan a medida que se adquieren nuevos conocimientos. Desde que el hombre se interesó en la evolución, las teorías sobre este tema fueron cambiando...

La teoría de Lamarck

Si bien hubo algunos antecedentes, la primera teoría más elaborada que intentó explicar la evolución  surgió recién en 1809, y se debió al naturalista francés Jean Baptiste Monet, caballero de Lamarck.

Lamarck era partidario del transformismo, o evolución, como lo llamamos hoy. ¿Cómo explicaba Lamarck la evolución? Él pensaba que el ambiente hace surgir necesidades en los seres vivos. Y que los seres vivos tienen un deseo o fuerza interior que los hace esforzarse para superar los desafíos del medio. En ese afán por superar las dificultades, los seres vivos hacen uso o desuso de determinados órganos. Por ejemplo, un animal como la jirafa, que se alimenta de las hojas de los árboles, tiene la necesidad de alcanzar las ramas más altas una vez que consumió las hojas inferiores. Entonces ejerce un constante estiramiento de su cuello y sus patas hasta lograrlo. En cambio un topo, que se adapta a vivir bajo tierra, no utiliza sus ojos, ya que en la oscuridad éstos no son útiles. Así, las patas y el cuello de una jirafa se irían estirando y en cambio, los ojos del topo irían perdiendo la capacidad visual a lo largo de sus vidas. Es decir que según el uso que un ser haga de sus órganos, éstos tenderán a desarrollarse (como las patas y el cuello de la jirafa) o a atrofiarse (como los ojos del topo). A este mecanismo lo llamó Lamarck la ley del uso y desuso de los órganos.
Por la ley del uso y desuso, los organismos irían adquiriendo determinadas características a lo largo de sus vidas. Y esas características adquiridas serían heredadas por la siguiente generación. La herencia de los caracteres adquiridos, según Lamarck, haría que en cada generación las jirafas nacieran un poco más altas, pues no heredarían la estatura que sus padres tenían al nacer, sino la que estos adquirieron después de un constante uso de sus cuellos y patas. Entonces el uso y desuso de los órganos, más la herencia de los caracteres adquiridos, explicarían cómo las especies se transforman y se adaptan al medio a lo largo del tiempo.

¿Estaba acertado Lamarck?

Caracteres genéticos y caracteres adquiridos

Los seres vivos tienen en su ADN una serie de instrucciones, llamadas genes, que determinan la mayoría de sus características. Por ejemplo, en los genes de un árbol están las instrucciones acerca del tipo de tallo, de raíz, de la forma de las hojas, del tipo de flor y fruto que ese árbol desarrolla a lo largo de su vida. Esos caracteres genéticos se transmiten a la descendencia en el momento de la reproducción.

En zonas muy ventosas, los árboles crecen inclinados en la dirección del viento; se los llama "árboles en bandera". Esa característica es una modificación que adquiere el árbol por la influencia de su ambiente. Es un carácter adquirido. Sin embargo, si una semilla de ese árbol es transplantada a una zona donde no hay vientos fuertes, el árbol, descendiente del árbol en bandera, crecerá sin inclinarse. No hereda la inclinación de su progenitor, ya que esa no es una característica genética.

Los caracteres adquiridos son aquellos que se desarrollan a lo largo de la vida pero no están "escritos" en los genes. Esos caracteres no se heredan.

Entonces... ¿Las jirafas pueden heredar el estiramiento del cuello que alcanzaron sus padres, debido al uso? O ¿Los topos heredan la atrofia de los ojos sufrida por sus antecesores, a causa del desuso? Ciertamente, tanto uno como otro son caracteres adquiridos. Esto significa que no son heredables. Lamarck se equivocò en este punto, lo que invalida su teoría sobre la evolución.

Darwin

Darwin en el rastro de la evolución
Darwin en el rastro de la evolución
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Charles Darwin
Charles Darwin

Charles Darwin y el Beagle

Charles Robert Darwin nació en Inglaterra en 1809 y murió en 1882. Siempre se interesó por las Ciencias Naturales. Siendo muy joven, se embarcó como naturalista en el HMS Beagle, emprendiendo un viaje alrededor del mundo que duró cinco años. Al regreso de su viaje, de nuevo en Inglaterra, Darwin se casó y formó una familia. Sin embargo, por casi treinta años, reflexionó acerca de todo lo que había observado en su travesía y maduró su teoría de la evolución.

El itinerario del Beagle

Viaje del "Beagle" del 27 de diciembre de1831 al 2 de octubre de 1836

Darwin y Wallace

"(...) a comienzos del verano de 1858. Mr. Wallace, que en aquel tiempo estaba en el archipiélago malayo, me envió un ensayo, On the Tendency of varietes to depart indefinitely from the Original  Type (Sobre la tendencia de las variedades a apartarse indefinidamente del tipo original), y este ensayo contenía una teoría exactamente igual a la mía." Darwin, Autobiografía.

Mientras Darwin se dedicaba a la escritura de un largo manuscrito, en el que volcaba todas las observaciones que había recogido, recibió la noticia de que Alfred Russell Wallace había llegado a las mismas conclusiones que él. Entonces ambos accedieron a publicar sus ideas sobre la evolución en un artículo del Journal de la Sociedad Linneana, en 1858.

El origen de las especies

"En septiembre de 1858 me puse a trabajar (...) Resumí el manuscrito que había empezado a escala mucho mayor en 1856, y completé el volumen en la misma reducida proporción. (...) Se publicó con el título de Origin of Species en  noviembre de 1859. (...) Es, sin duda, la obra más importante de mi vida. Desde un principio tuvo gran éxito. La reducida primera edición de 1250 ejemplares se vendió el mismo día de su publicación, y una segunda edición de 3.000 ejemplares, poco después." Darwin, Autobiografía.

 

 En la solapa "Libros" podés descargar  "El Origen de las especies"

La teoría de Darwin y Wallace: la selección natural

Darwin y Wallace pensaban que la evolución ocurre por un proceso de selección natural.
Ellos habían  realizado dos observaciones muy importantes:

  • Las especies tienden a producir más descendientes de los que pueden sobrevivir, ya que los recursos del medio, como el alimento y el espacio, no son suficiente para todos. Eso hace que sobrevivan muy pocos de todos los que nacen.
  • Dentro de cada población, los individuos tienen variaciones individuales: diferentes colores, alturas, formas, velocidad, etc. Muchas de estas variaciones se transmiten a la descendencia.

Darwin había notado cómo los criadores de animales observaban ciertas diferencias entre las razas y cruzaban los ejemplares elegidos, buscando obtener descendientes con las características más deseadas. Es decir que los criadores realizaban una selección artificial dentro de las especies, para mejorar las razas de acuerdo a sus conveniencias.
A partir de estas observaciones,  Darwin y Wallace supusieron que en la naturaleza también ocurría una selección. Como no todos pueden sobrevivir, los que lo logran son aquellos con alguna característica que les permite adaptarse al medio mejor que los demás. Darwin lo llamó “la supervivencia del más apto” o "selección natural".
Darwin sostenía que los pequeños cambios que la selección natural ocasiona dentro de una población se irían acumulando, y las especies podían cambiar gradualmente, hasta convertirse en otras en el transcurso de mucho tiempo.

Un ejemplo de selección natural: el caso del melanismo industrial en Biston betularia

En Inglaterra, antes de la revolución industrial, la mayoría de las polillas de la especie Biston betularia eran blancas, aunque existían algunos ejemplares oscuros. Sobre los troncos de abedul, de color claro, las polillas blancas pasaban más inadvertidas para sus predadores que las oscuras, que eran detectadas con mayor facilidad. El color blanco, por lo tanto, era una característica ventajosa en ese ambiente. Mientras que las polillas oscuras eran eliminadas por sus predadores, las blancas vivían más tiempo y llegaban a reproducirse. Es decir, que la variante blanca resultaba favorablemente seleccionada por el medio. La siguiente generación también  era blanca, pues heredaba el color de las polillas blancas sobrevivientes.

Al producirse la revolución industrial, el hollín desprendido de las fábricas ennegreció la corteza de los árboles. Entonces, las polillas oscuras resultaron más aptas. Con el tiempo, pasaron a ser mayoría en la población. A este predominio de la variante oscura en la población se lo denominó "melanismo industrial" (por el pigmento melanina). Así es como la selección natural va produciendo cambios en las poblaciones, según cambian las condiciones del medio.


La teoría sintética

Ya en el siglo XX se hicieron importantes descubrimientos en el campo de la genética, que es el estudio de la herencia. Con los nuevos conocimientos acerca de cómo se transmiten las características de padres a hijos, se pudo completar la teoría de Darwin y Wallace. Surgió así, alrededor de 1940, una nueva teoría, vigente hasta hoy, que recibió el nombre de teoría sintética, pues se construyó como una síntesis entre las ideas sobre la selección natural y los nuevos aportes de la genética.

Mutación y selección natural de bacterias resistentes
Mutación y selección natural de bacterias resistentes

¿Qué es lo que agrega la teoría sintética a la teoría darwiniana?
  1. En primer lugar, en la época de Darwin no se sabía por qué dentro de una población surgían distintas variantes.
  2. Por otra parte, Darwin pensaba que cuando una variante (por ejemplo el color de las polillas) era seleccionada en una población, luego dicha variante se mantenía por herencia (las polillas transmitían a sus descendientes el mismo color que les había permitido la supervivencia). Sin embargo, pensaba que los caracteres hereditarios se mezclaban durante la reproducción. Por ejemplo, si una polilla negra se cruzaba con un blanca, la descendiente sería gris. Entonces no se explicaba cómo se podía mantener el color “puro” en la población. Ésta era otra  pregunta sin respuesta dentro de su teoría.
La teoría sintética responde ambas incógnitas:
  1. La información para los caracteres hereditarios se encuentra en los genes, que son las unidades informativas en el ADN. Los genes se transmiten a través de las gametas durante la reproducción sexual. Pero los genes sufren alteraciones espontáneas llamadas mutaciones. Las mutaciones genéticas producen un cambio en la información que guardan los genes y ese cambio se traduce en la aparición de una característica distinta.
  2. A través de las leyes de la herencia enunciadas por Mendel quedó claro que los genes no se mezclan. Supongamos el caso de una polilla que hereda de su madre un gen que informa color claro y de su padre un gen que informa color oscuro. La polilla no sería gris, como creía Darwin, sino negra. Cuando un individuo hereda dos genes diferentes para una característica, sólo se manifiesta uno de ellos, al que se llama gen dominante. En este caso, domina el gen para color negro. Sin embargo, la polilla posee ambos genes y puede transmitir a la descendencia cualquiera de los dos. Es decir que el gen que no se manifiesta, llamado recesivo (en este ejemplo, el que determina color blanco), no se pierde y puede llegar a manifestarse en generaciones futuras.

Poesías sobre la evolución

El divulgador científico Leonardo Moledo escribió poesías sobre la evolución. Podés descargarlas aquí.

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