09/Sep/08

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Evolución

En 1859 Charles Darwin publicó su teoría de la selección natural entre una explosión de controversias. Como el trabajo de Copérnico que en el siglo XVI reveló el movimiento de la Tierra, la idea de Darwin agitó los cimientos de la comunidad científica y modificó profundamente la opinión de la humanidad sobre su lugar en el universo

Hoy, la evolución es la fuerza unificadora en la biología moderna; une campos tan distintos como la genética, la microbiología y la paleontología. Es una explicación elegante y convincente de la sorprendente diversidad de las más de cinco millones de especies vivas de la Tierra.

La evolución tiene varias facetas. La primera es la teoría de que todas las especies vivas son descendientes modificados de especies más tempranas, y que todos compartimos un antepasado común en el pasado distante. Por lo tanto, todas las especies están relacionadas vía un vasto árbol de la vida. La segunda es que esta evolución es impulsada por un proceso de selección natural o "la supervivencia del más apto".

Darwin argumentó que todos los individuos luchan por sobrevivir de recursos limitados, pero algunos tienen pequeñas diferencias hereditarias que les dan una mayor oportunidad de sobrevivir o reproducirse que a los individuales que carecen de estos rasgos beneficiosos. Tales individuos tienen una aptitud evolutiva mayor, y los rasgos útiles que poseen se vuelven más comunes en la población porque una mayor cantidad de sus vástagos sobrevive.

Al final, estos rasgos ventajosos se convierten en una norma. A la inversa, los rasgos perjudiciales son rápidamente erradicados a medida que los individuos que los poseen tiene menos probabilidades de reproducirse. La selección natural por lo tanto trabaja para crear una población que es altamente adecuada para su ambiente, y que puede adaptarse a los cambios.

Guerras de sexos

Cuando los individuos compiten por recursos limitados en su ambiente están sujetos a la selección ecológica. Sin embargo los rasgos útiles no son sólo los que les dan una ventaja de supervivencia, sino también los que aumentan las oportunidades de una planta o animal de reproducirse. Estos rasgos están sujetos a la selección sexual.

Los rasgos seleccionados sexualmente pueden hacer a un organismo macho más atractivo ante las hembras, la cola del pavo real por ejemplo. Algunas veces éstos se correlacionan con la salud de un individuo, y son por lo tanto un honesto distintivo de adaptabilidad. Otro tipo de rasgo sexualmente seleccionado da ventaja física a unos machos sobre otros al competir por parejas, la cornamenta de los ciervos, por ejemplo. La selección sexual puede actuar incluso a nivel molecular.

Las aves son particularmente conocidas por sus llamativos ornamentos para atraer parejas, pero también incrementan las posibilidades de ser descubiertas por los predadores. Otros rasgos sexualmente seleccionados incluyen: la melena del león, el plumaje del herrerillo o de periquito australiano, los rituales de cortejo de los urogallos, las señales de amor de los insectos, la altura de los machos humanos y su pelo, inteligencia y rasgos faciales.

Reproducción de especies

Durante eones, y muchas generaciones, el proceso del lento cambio evolutivo, denominado anagénesis, puede hacer que una especie evolucione en otra. Pero la mayor parte de las nuevas especies se forman en un evento de especiación, cuando una especie se divide en dos; un proceso que Darwin llamó el "misterio de los misterios".

La especiación alopática ocurre cuando un cambio geográfico -un río que cambia de curso, por ejemplo, o una nueva cordillera -separa a una especie en dos. Una vez separadas, como sucede con las ardillas antílopes a cada lado del Grand Canyon en EE.UU., las poblaciones evolucionan por separado, y al final se vuelven distintas y reproductivamente aisladas.

La especiación simpática ocurre cuando aparecen nuevas especies sin separación, como las 13 especies de pinzones de las Galápagos o los peces cichlid en África. Estas especies se adaptan a diferentes oportunidades en el ambiente, y luego dejan de cruzarse -quizás debido a algún mecanismo de aislamiento. Raramente pueden formarse nuevas especies también a través de una hibridación, como los girasoles.

La evolución Darviniana es un proceso lento y gradual. Pero gran parte del registro de fósiles insinúa largos y desconcertantes períodos largos de estasis, con escasos cambios. En cambio, en 1972 los biólogos evolutivos Niles Eldredge y Stephen J. Gould argumentaron que las especies, quizás incluso comunidades, se forman de repente con un cambio espasmódico. Llamaron a la teoría "equilibrio interrumpido".

Como los individuos en una población, las especies también luchan entre sí por sobrevivir, y la mayor parte se extingue con el tiempo. Las especies también pueden morir en extinciones masivas, como la que causó la desaparición de los dinosaurios. Hoy podríamos estar en medio de otra extinción masiva, causada por el abuso humano del hábitat.

Situaciones evolutivas

Durante su viaje sobre el HMS Beagle y a través de toda su vida, Darwin reunió pruebas que contribuyeron a su teoría de la selección natural. En Origen de las Especies presentó el apoyo de los campos de la embriología, la geografía, la paleontología y la anatomía comparativa. Darwin también encontró evidencias para su teoría en ejemplos de evolución convergente, co-evolución y radiación adaptativa.

La evolución convergente es cuando han evolucionado independientemente las mismas adaptaciones en diferentes linajes de las especies bajo similares presiones de selección. Hoy vemos la evolución convergente en especies tan diversas como: tiburones y camellos, langostinos y saltamontes, flamencos y espátulas, marsupiales, mamíferos placentales y criaturas marinas luminosas. También la vemos en las orejas y los dientes de los mamíferos.

La co-evolución es cuando la historia evolutiva de dos especies o grupos de especies se entrelaza íntimamente. Los ejemplos incluyen: la co-evolución de plantas florales y los polinizadores como las abejas, lagartijas y polillas; las ardillas de bolsillo y sus piojos; los humanos y los microbios intestinales; y la guerra que llevan adelante nuestro sistema inmunológico contra los agentes patógenos que nos atacan.

La radiación adaptativa es la rápida especiación de una especie ancestral para llenar varios segmentos ecológicos vacíos. Las radiaciones adaptativas son muy comunes cuando los animales y las plantas llegan a islas antes deshabitadas. Los ejemplos de la radiación adaptativa pueden ser encontrados en: los pinzones de las Galápagos, los marsupiales de Australia, los mieleros y moscas de la fruta de Hawai, los carnívoros y otros mamíferos de Madagascar, las aves de Nueva Zelandia, y los prehistóricos pterosauros voladores.

Clave secreta

Darwin pudo establecer la selección natural, sin ningún conocimiento de los mecanismos genéticos de la herencia, o el origen de las nuevas variaciones en una población. Su propia teoría sobre la transmisión de los rasgos, llamada pangénesis, estaba totalmente equivocada.

Fue no hasta Gregor Mendel y los comienzos del siglo XX que el mecanismo genético de la herencia empezó a ser revelado. Ahora sabemos que la mayor parte de los rasgos, como el color de la piel, de los ojos y el grupo sanguíneo, son determinados por nuestro ADN y genes. Durante el siglo XX, los biólogos evolutivos como Ernst Mayr, J. B. S. Haldane, Julian Huxley, y Theodosius Dobzhansky combinaron la evolución Darviniana con nuestros nuevos conocimientos sobre genética para producir la "síntesis moderna", como llamamos hoy a la biología evolutiva.

La mayoría de los genes vienen en una variedad de formas, una heredada de cada padre. Las variedades son conocidas como lo aleles, y codifican rasgos ligeramente diferentes. La incidencia de los diferentes rasgos, o aleles, en una población es manejada por la selección natural y la deriva genética, que puede reducir la variación genética al azar. Hoy, la evolución es definida como el cambio en la frecuencia de aleles en las poblaciones a lo largo del tiempo.

Los nuevos rasgos son introducidos en las poblaciones por la circulación genética de otras poblaciones o por mutación. La mutación es un cambio en la estructura de un gen y puede ser causada por errores en la copia del ADN, químicos cancerígenos, virus, luz ultravioleta y radiación. La mayoría de las mutaciones son neutrales, sin tener ningún efecto sobre la función genética; otras son perjudiciales, como las que causan enfermedades hereditarias como la fibrosis quística. Raramente las mutaciones pueden conducir a nuevos rasgos beneficiosos, como el aumento de la resistencia a la malaria.

Hoy, los biólogos evolutivos están en gran parte divididos en dos campos. Los pro-seleccionistas como Richard Dawkins, Stephen Pinker, Edward O. Wilson, Matt Ridley, Mark Ridley y Jared Diamond, creen en la primacía de la selección natural como el principio guía de la evolución. Otros como Niles Eldredge, Stephen J. Gould, Brian Goodwin, Stuart Kauffman y Steven Rose, argumentan que todavía nos estamos perdiendo algo grande, y que la selección natural no explica toda la complejidad de la evolución.

Fuente: New Scientist. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard