GUÍA DE ESTUDIO
“Evidencias de la Evolución”
BE32G2
INTRODUCCIÓN
El proceso evolutivo se apoya en diversas disciplinas del quehacer científico. Cada una de estas disciplinas contribuye desde su ámbito de estudio a comprender la Teoría de la Evolución y a representar el proceso evolutivo que ha marcado la historia de la vida en la Tierra, permitiendo que las formas vivientes cambien de generación en generación, abarcando una extraordinaria diversidad y adaptabilidad a las más increíbles condiciones ambientales que existen en el planeta, tal y cual como lo conocemos hoy.
EVIDENCIAS DIRECTAS
La observación directa permite identificar, en algunos casos, la acción de la selección sobre otros organismos. Estos casos representan un cambio en pequeña escala que ocurren al interior de las poblaciones en un corto plazo de tiempo. Este proceso se denomina Microevolución. Este proceso ha sido observable en los últimos siglos debido a que el ser humano ha ejercido fuertes presiones selectivas sobre organismos como insectos, bacterias, etc. lo que ha hecho posible observar los resultados y la acción directa de la Selección Natural. Entre los ejemplos modernos de selección natural que actúan sobre variaciones aleatorias, se encuentran:
1. El aumento en la frecuencia de una variante negra de mariposa conocida como Biston betularia, en áreas industriales.
2. el incremento de las bacterias resistentes a antibióticos.
3. los múltiples logros de la selección artificial.
4. la constatación de las variaciones existentes entre las poblaciones naturales pertenecientes a la misma especie.
EVIDENCIAS INDIRECTAS
Cuando ocurren cambios por encima del nivel de especie, se habla de una Macroevolución. Este proceso produce la diversificación de los organismos adaptados a diversos ambientes. A diferencia de la microevolución, sólo es posible observar los resultados de la Selección Natural, sin embargo, es imposible observar su acción directa. A continuación, se revisan las siguientes disciplinas que han contribuido a apoyar la Teoría de la Evolución.
Paleontología. El 99% de los seres vivos que han habitado el planeta y desapareció en el tiempo no ha dejado huella en el paso por la tierra en los diferentes períodos evolutivos, sin embargo, unos pocos se han conservado en las rocas sedimentarias, a través de un proceso conocido como fosilización. El registro fósil revela una progresión desde los organismos más antiguos y sencillos, hasta muchos de los organismos actuales, unicelulares y pluricelulares. Se han descrito y nombrado alrededor de 300.000 especies fósiles y se continúan descubriendo más de ellas. Es posible determinar la edad del registro fósil por varios métodos, entre ellos el de C14. Si cualquiera de estas pruebas fallara, la teoría tendría que modificarse para ajustarse a la información recién obtenida. Cada fósil es una prueba individual de la Teoría de la Evolución. Tal vez el mejor ejemplo conocido de una serie progresiva de fósiles que se inicia en un organismo primitivo antiguo, pasa por varias etapas intermedias y termina en las formas modernas, corresponde al registro fósil de los caballos. Fósil significa “encontrado bajo la tierra” y se refiere a partes de una planta o animales o a cualquier impresión, trazo o vestigio morfológico dejado por organismos extinguidos. La edad de un fósil se puede estimar conociendo la vida media de un elemento radioactivo, que corresponde al tiempo necesario para que la mitad del Isótopo inicial se transforme en otro elemento secundario. Así conociendo la proporción de ambos elementos en la muestra estudiada, es posible estimar el tiempo transcurrido en la transformación y, en consecuencia, la edad del fósil.
Tipos de Fosilización
· Compresión e impresión. La primera se presenta cuando un organismo o parte de él, queda atrapado por sedimentos sin descomponerse por completo, por lo cual es posible rescatar restos genéticos. La segunda se obtiene cuando por presión o elevado calor ambiental, los restos orgánicos desaparecen completamente, dejando una huella del organismo original.
· Petrificación. Se obtiene cuando las partes sólidas, como huesos o caparazones e incluso tejidos blandos, se reemplazan por minerales como carbonato de calcio o sílice.
· Molde. Se obtienen cuando un material que rodea a un organismo muerto se solidifica; los tejidos luego se desecan y el molde se rellena con minerales que se endurecen, formando una copia exacta de las estructuras externas del organismo original. Por ejemplo: huellas de pisadas (los lugares más apropiados para la fosilización son los océanos y los lagos)
Anatomía Comparada. Las evidencias evolutivas aportadas por la Anatomía Comparada, surgen de haber constatado que las semejanzas básicas entre grupos de organismos son completamente independientes de la forma de vida que llevan. Corresponde a la comparación de detalles estructurales, de características presentes en organismos diferentes. Órganos Homólogos se refiere a aquellas estructuras que tienen un origen evolutivo común, pero que desempeñan funciones diferentes. Ejemplo: la aleta anterior de una ballena, el ala de un murciélago, la pata anterior de un perro, la pata de una oveja, aunque cumplen funciones diferentes, están constituidos por casi el mismo tipo de estructuras. Órganos Análogos, son aquellos órganos que cumplen funciones similares, pero las estructuras que lo conforman no están relacionadas evolutivamente entre sí. Por ejemplo: las alas de una mariposa cumplen con la función de vuelo, lo mismo que las alas de una paloma o de un murciélago, estas estructuras no tienen el mismo origen evolutivo. La evidencia de estos órganos homólogos y análogos en los seres vivos fue un importante avance en el perfeccionamiento de los estudios evolutivos, ya que permitieron construir filogenias basadas en el parentesco evolutivo de las especies y desechar las filogenias basadas en criterios funcionales.
Embriología Comparada. Estudia el crecimiento, formación y morfogénesis de los organismos desde que el óvulo es fecundado. Las pruebas embriológicas se basan en el estudio comparado de la Ontogenia o desarrollo embrionario de los animales. Todos los animales, cuyos estados embrionarios son similares, estarían emparentados. Por ejemplo los embriones de pez, anfibio, reptil, ave y mamíferos presentan características tan semejantes que resulta difícil distinguir uno de otro y reconocer entre embriones el tipo de animal al cual corresponde. Sin embargo, en el estado adulto, estas semejanzas no son tan evidentes o sencillamente no persisten. Es probable que en todas las especies de un phyllum, los primeros estados del desarrollo embrionario sean controlados por un mismo tipo de genes. Puesto que a medida que avanza el proceso evolutivo se van agregando nuevo genes, producto de mutaciones, pero se conservan aquellos que determinan los aspectos de las primeras fases embrionarias, podría aceptarse que mientras mayor sea el parentesco entre dos especies, mayor es el número de genes comunes a ellas. En la actualidad, subsisten algunas especies de plantas y animales que han conservado la anatomía y forma de vida muy primitivas. Por ejemplo, Celacanto (pez del período Devónico) y Ginkgo biloba (género antiguo de los árboles antiguos)
Taxonomía y Sistemática. Es una disciplina científica que se preocupa de la clasificación de los organismos, basándose en un sistema jerárquico de grupos, ordenados según sus semejanzas. Actualmente el sistema científico de clasificación se basa en lo propuesto por Carlos Linneo: los seres vivos se agrupan en categorías taxonómicas, en donde las especies se incluyen en géneros; varios géneros conforman una familia; las familias se agrupan en órdenes y los órdenes en clases; la siguiente categoría para animales y protozoos es el Phyllum y para Hongos y plantas es la División, y el último nivel taxonómico es el Reino. La taxonomía ha contribuido a establecer relaciones del parentesco en los diferentes grupos, de acuerdo con las características morfológicas, fisiológicas y genéticas que comparten.
Sistemática: su aporte ha permitido construir árboles filogenéticos, en los que se observa la historia evolutiva de los seres vivos desde los reinos y sus principales divisiones, hasta las especies que conocemos en la actualidad. El estudio de las relaciones evolutivas entre los organismos o Filogenia está a cargo de la Sistemática
Biogeografía. El estudio de la distribución geográfica de las especies indica que ellas se originaron en una determinada área y, a medida que se expandieron hacia otras regiones del planeta, se fueron adaptando al medio al que llegaban. Barreras geográficas limitan la distribución de las especies, y la competencia entre éstas conduce a un establecimiento de una flora y fauna característica de cada región. El aislamiento determinado por algún tipo de barrera, al impedir el cruzamiento de los individuos, permite la evolución independiente de las nuevas especies. Darwin al observar en las islas Galápagos las semejanzas entre varias especies de pinzones, pero con importantes diferencias en sus picos, por adaptaciones a diferentes tipos de alimentos, concluyó que toda estas aves venían de una sola especie ancestral que emigró de Sudamérica hacia las islas Galápagos. Al quedar aisladas en diferentes islas, distantes unas de otras, las poblaciones de pinzones fueron diferenciándose gradualmente y originando nuevas especies. Algo similar ocurre con la presencia de Marsupiales y Monotremas en Australia. Se cree que Australia estuvo conectada con el continente Asiático hace mucho tiempo, de modo que los animales no tuvieron mayores problemas en desplazarse. Antes que surgieran los mamíferos placentarios (más desarrollados), Australia quedó aislada del resto del mundo por el océano, imposibilitando que los placentados invadieran su territorio. Esto permitió que los Marsupiales y Monotremas sobrevivieran y evolucionaran hacia formas actuales (Canguros, Koalas, Equidnas y Ornitorrincos) que sólo existen en Australia. Estos ejemplos suministran una fuerte evidencia de que los seres vivos son lo que son y están donde están a causa de los acontecimientos ocurridos en el curso de su historia previa.
Bioquímica Comparada. La presencia de biomoléculas y macromoléculas con estructuras y funciones semejantes, hizo pensar a los científicos que los organismos las han heredado de sus antepasados comunes, en el transcurso de la evolución. Por ejemplo, el ATP y los sistemas metabólicos que permiten regenerarlo, se encuentran en todos los seres vivos estudiados y son similares a lo largo de las líneas evolutivas. También las hormonas tienen idéntica composición química en los diversos mamíferos. Otra evidencia aportada por la Bioquímica tiene relación con numerosa proteínas y enzimas que cambian levemente en su composición aminoacídica. Cuanto más emparentadas son las especies cuya enzima se compara, menor es la diferencia de su composición aminoacídica.
Biología Molecular. Se apoya en un hecho simple: el material genético de las especies determina en gran medida las características fenotípicas y se hereda de generación en generación. Se puede establecer relaciones de origen evolutivo estudiando y analizando las semejanzas y diferencias del material genético de las diferentes especies. Las técnicas de bandeado molecular permiten utilizar pequeñas cantidades de ADN. Los fragmentos se digieren por enzimas de restricción y luego se termina base a base la secuencia de nucleótidos. Con la ayuda de programas computacionales, se compara las secuencias y se identifican las regiones con un mayor grado de homología, lo que permite postular posibles relaciones filéticas. Usando éstas técnicas se han estudiado el origen evolutivo de diferentes organismos, como bacterias, protistas, hongos, vegetales y animales. Gracias ha éstos se ha podido postular que el hombre está evolutivamente más emparentado con el gorila que con el orangután, y que ambos habrían derivado de un ancestro común. Los estudios realizados por la biología molecular, han establecido que ciertos componentes proteicos están presentes en organismos remotamente relacionados como el hombre y una bacteria.
VOCABULARIO