GUÍA NUMERO 1 BIODIVERSIDAD Y SOCIODIVERSIDAD
¿QUÉ ES LA EVOLUCIÓN?
Evolución es la rama de la Biología que se refiere a todos
los cambios que han originado la diversidad de los seres vivientes en la
Tierra, desde sus orígenes hasta el presente.
Actualmente los biólogos estamos convencidos, por las
evidencias acumuladas, que todas las formas vivientes, incluyendo al ser
humano, surgieron paulatinamente en el curso de la historia de la Tierra, y de
que todos los organismos se originaron a partir de formas primitivas
simplificadas.
La evolución es una teoría por el contexto de las pruebas
científicas confirmadas por la observación del proceso evolutivo en comunidades
modernas. Ésto nos permite mantener un alto grado de certeza acerca de la
presencia actual de los mecanismos evolutivos que trabajan en la naturaleza, de
tal forma que no podemos interpretar erróneamente el Método Científico. Sólo la
gente obstinada no ve evidencia en la evolución.
Cuando un enunciado no se ha verificado se denomina
"hipótesis", pero si la hipótesis es sometida a pruebas
experimentales y se verifica como cierta, entonces alcanza el nivel de
"Teoría"
EL ORIGEN DE LA VIDA
Primeramente debemos pensar que la Tierra no presentaba las
condiciones que presenta en la actualidad. Hace cerca de 4 mil millones de
años, la Tierra tenía una atmósfera llena de gases tóxicos (metano, monóxido de
carbono, bióxido de carbono, bióxido de azufre, etc.) y estaba casi desprovista de oxígeno. Tenía una
gran cantidad de agua, en su mayor parte en estado gaseoso. El calor
atmosférico era intenso y la Tierra era agitada por violentas erupciones
volcánicas. Nuestra Luna era cuatro veces mayor que en el presente, los
planetas exteriores gigantes y nuestra luna actuaban como pantallas protectoras contra los meteoritos,
y el Sol brillaba débilmente.
En 1950, Stanley Miller realizó un experimento en el que él
simuló el ambiente de la Tierra primitiva. Miller hizo circular metano y
amoniaco dentro de un contenedor de vidrio con agua caliente y con una
atmósfera simulada. Entonces agregó una descarga eléctrica. En 24 horas, cerca
del 50% del carbono del metano había formado aminoácidos (componentes
principales de las proteínas) y otras moléculas orgánicas. Este experimento ha
sido repetido por muchos investigadores y los resultados cada vez son más
sorprendentes. Se ha encontrado que casi cualquier fuente de energía
(electricidad, polvo volcánico caliente, luz, radiación ultravioleta) ha podido
convertir las moléculas primitivas en una variedad enorme de compuestos
orgánicos complejos.
En 1988, Sidney W. Fox et al, de la Universidad de Miami,
realizaron un experimento que simulaba las condiciones primitivas de la Tierra
y obtuvieron la síntesis de microesferas de proteínas, con la habilidad de
crecer, reproducirse y realizar algunos procesos químicos característicos de
las células vivas.
En el agua tibia de los océanos habían compuestos orgánicos
disueltos, formando una "sopa nutritiva". Al principio, se
sintetizaron muchas moléculas orgánicas complejas, entre ellas las proteínas,
los ácidos nucleicos, los lípidos y los carbohidratos. Entonces las moléculas
prebióticas originaron coacervados.
Un coacervado es un agregado de moléculas mantenidas unidas
por fuerzas electrostáticas. Esas moléculas son sintetizadas abióticamente. A.
I. Oparin de Rusia llamó coacervados a los protobiontes. Un protobionte, el
cual es un tipo de coacervado, es un glóbulo estable que es propenso a la
autosíntesis si se agita una suspensión de proteínas, polisacáridos y ácidos
nucléicos. Muchas macromoléculas quedaron incluídas en coacervados.
ESTRATEGIAS EVOLUTIVAS
LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS OCURRE POR LA CONFLUENCIA DE
TRES COMPONENTES INTERDEPENDENTES DETERMINANTES:
SELECCIÓN NATURAL- es el conjunto de modificaciones en el
ambiente de los organismos (puede ser ejercido a un nivel de individuo o a
nivel comunitario), graduales o repentinas, las cuales provocan una tensión
particular capaz de aniquilar a los individuos o a las especies menos
adaptables, y hacer para prevalecer a los mejor adaptables. Un buen ejemplo de
Selección Natural es la pericia para realizar movimientos natatorios.
Históricamente, los genes que determinan esta característica estaban en la pila
genética de la población antes de que se presentara la ocasión de utilizarla.
Algunos miembros de la población poseían los genes, mientras que otros carecían
de ellos. Cuando ocurrió una inundación, los que poseían los genes ventajosos
sobrevivieron; por otro lado, los que eran incapaces de ejecutar los
movimientos natatorios perecieron, porque ellos carecían de los genes que
determinan dicha habilidad.
NEUTRALIDAD- este concepto se refiere a la presencia de
genes que determinan características fenotípicas nuevas, las cuales se acumulan
en el caudal genético de la población, sin actuar favoreciendo a los genes en
la supervivencia del individuo, ni contribuyendo para su exterminio. Una
ilustración perceptible es la presencia de pezones en mamíferos macho, cuya
funcionalidad es obsoleta porque los machos no amamantan a sus crías. Sin
embargo, el gene que determina el desarrollo de los pezones continúa expresándose
y transmitiéndose a la descendencia.
ESTRUCTURACIÓN- aún cuando
no se produzca una presión selectiva sobre los individuos, ocurren en
ellos algunos cambios estructurales que propician una ventaja funcional sobre
aquellos individuos que carecen de esas modificaciones. De esta manera, los
cambios estructurales que conducen a una variación en la función, transfiere al
individuo hacia otra línea evolutiva, incrementando también su habilidad para
ocupar otros nichos ecológicos, o para ser movidos entre varios nichos de
acuerdo con sus requisitos para sobrevivir. Un ejemplo de Estructuración es la
posición erecta y locomoción bípeda de los seres humanos. Los humanos no se
enderezaron por necesidad, pues el cambio estructural ocurrió como un
acontecimiento al azar, y no en función de un acontecimiento selectivo en el
entorno. Cuando se modificó la postura de los humanos, los individuos se
encontraron ante la disyuntiva de abandonar su nicho ecológico previo o de
permanecer en él sometidos a una desventaja peligrosa para la supervivencia de
la especie; la nueva postura los calificó para habitar en áreas más abiertas y
menos limitadas en recursos. No impidió que los individuos pudieran seguir
habitando en su nichos ecológicos previos, así se amplió el mundo del Homo
sapiens.
Algunas partes del Genoma son más capaces de tomar la
sucesión de nucleótidos, y la manera de llevarse a cabo reside en la
recombinación del material genético, basado sobre la historia de éxito de los
antepasados. Así, las biomoléculas tienen la capacidad de "ver" y
"escoger" los cambios más apropiados para producir una función nueva,
o la menos viable que podría suspender algo esencial. Los genomas codifican
esta estrategia, y los organismos han intercambiado información genética por la
transferencia horizontal de genes. Sucedió en el pasado, sucede ahora, y estará
sucediendo en el futuro. La Biodiversidad es una fuente de información
genética, y los intercambios de información ocurren entre organismos variados,
así que ésta llega a ser una buena razón para comenzar con la prioridad en la
conservación de la Biodiversidad.
Hay un factor determinante que favorece y dirige los cambios
evolutivos: la Selección Natural. La selección natural es el conjunto de
presiones externas e internas que provocan una tensión dentro de una comunidad
específica afectando a cada individuo. Los óptimos genes propicios sobrevivirán
a esas presiones, y los menos adecuados desaparecerán. Pero ésto no siempre es
así, pues en muchas ocasiones los genes para la conducta de cooperación en
grupo favorecen la supervivencia de los "débiles". Si un individuo
posee una combinación propicia de alelos, entonces esos alelos serán
transmitidos a su progenie, de tal manera que los alelos favorables aparecerán
en una proporción mayor en las generaciones siguientes.
CAUSAS DE EVOLUCIÓN EN LOS SERES VIVIENTES
Hasta ahora, los científicos hemos identificado las
siguientes estrategias evolutivas moleculares:
1. Cambios simultáneos múltiples en un solo genoma.
2. Transferencia Horizontal. Implica mecanismos que adaptan
a un ADN funcional preexistente para nuevos propósitos.
3. Cuando los límites entre Intrones/Exones concurren en
sitios en los cuales la variación en las estructuras de las proteínas pueden
acomodarse.
4. Duplicación de genes. Permite que un genoma explore la
variación en un contexto funcional sin perder la funcionalidad de la copia
original.
5. Módulos de Translocación y transposición de secuencias de
ADN, en vez de mutaciones puntuales.
6. Transposones, o ADN invasivo, por ejemplo, los plásmidos
bacterianos.
En suma, la evolución no se debe tan solo a las mutaciones
puntuales. Podría decirse que las mutaciones al azar y puntuales son poco
incidentes en la evolución.
No todos los cambios son evolución. Evolución es un proceso
que implica variación, reproducción, herencia y selección.
Variación se refiere a cambios en el genotipo individual que
podría o no expresarse en el fenotipo de ese individuo. La evolución no es
posible sin variación.
Reproducción es una función de los sistemas vivientes que
permite la producción de entidades nuevas que podrían o no compartir los
cambios genotípicos de sus antepasados. Evidentemente, la evolución es
imposible sin reproducción.
Herencia es la aptitud de transferir la información genética
de entidades preexistentes a sus descendientes. La evolución biológica es
irrealizable sin herencia.
Selección es el sistema de variaciones en el medio externo o
interno que proporciona situaciones de tensión para los individuos, las
poblaciones, las comunidades, la biota, etc. La evolución puede ocurrir sin
selección a través de radiación estocástica.
EVOLUCIÓN DEL HOMBRE (Resumen)
La existencia del ser humano tiene unos 6 millones de años,
desde que era un Australopithecus, más simiesco que humano, pero que ya
mostraba algunas características humanas, por ejemplo el bipedalismo y cierta
conducta social.
Su vida era más que agitada. Los peligros le asaltaban a
cada momento, pues aún no desarrollaba las habilidades que poseemos en la
actualidad; sin embargo, ya empleaba herramientas sencillas y formaba grupos de
defensa, sobre todo contra depredadores y contra las inclemencias de la
naturaleza. Medían más o menos 1.5 m y pesaban cuando mucho 47 Kg. (qué
envidia).
Más tarde, se desarrollaron los primeros homínidos, con un
cerebro de mayor tamaño que el de los simios más grandes de la época y con la
habilidad para fabricar herramientas. Entre los más notables encontramos al
hombre de Neanderthal, al hombre de Cro-Magnon y al hombre actual. Todos ellos
del género Homo (por ejemplo, Homo habilis, H. rudolfensis, H.
neanderthalensis, H. ergaster, etc.).
Los seres humanos actuales descendemos del H. ergaster, del
cual evolucionó el H. erectus, luego el H. heidelbergensis, y, finalmente, el
H. sapiens sapiens. Después de nosotros no sabemos, pero lo podemos predecir de
acuerdo a las tendencias evolutivas presentes.
Los biólogos llaman mimetismo a aquella capacidad que tiene
algún organismo vivo de asemejarse a otro con fines protectores. Dicha
similitud puede ser en apariencia, olor, sonido e incluso en ubicaciones. El
ser que imita se llama mimético; el imitado, modelo. Por lo general, el proceso
de mimetismo se produce con seres de otras especies.
La señal de mímesis, sea de morfología o comportamiento,
funciona para engañar al receptor, o sea, la criatura depredadora, lo que le
impide identificar a la verdadera presa. Los mímicos pueden usar distintos
modelos en diferentes estados de sus ciclos vitales o pueden ser polimórficos,
esto es, adoptan múltiples modelos. Es más común que los modelos sean
organismos que estén relacionados con el imitador.
La imitación defensiva ocurre cuando el organismo es capaz
de evadir encuentros que habrían sido perjudiciales para su vida al hacer que
el atacante lo considere otra especie cualquiera. Se han descritos varios
tipos:
Mimetismo batesiano
Se refiere a dos especies simulares en apariencia, pero sólo
una de ellas tiene propiedades peligrosas, como aguijones, espinas o alguna
química, mientras que el simulador carece de estas características y es
realmente inofensivo. Ejemplos de este mimetismo son algunas especies de
mariposas que imitan a las mariposas tóxicas Heliconia. Estos mecanismos
también se encuentran en algunas serpientes venenosas como la coral.
Mimetismo de Müller
Se trata de dos especies que comparten propiedades similares
dañinas. La imitación favorece las probabilidades de supervivencia. La
coloración es la característica más común de este mecanismo. Algunas ranas
venenosas de América del Sur y la rana Mantella de Madagascar son ejemplos de
este tipo de mimetismo.
Auto-mimetismo
Son organismos que tienen una parte del cuerpo que imita la
de otras criaturas peligrosas, para aumentar la supervivencia durante un
ataque. Por ejemplo, muchas polillas de mariposas y distintas especies de agua
dulce tienen puntos en los ojos, manchas que brillan momentáneamente, que
asustan a los enemigos y ayudan a que la especie pueda escapar.
Podemos encontrar animales en ecosistemas con condiciones
extremadamente diversas. Sin embargo, cada grupo de animales está adaptado a
ambientes muy concretos y no es capaz de sobrevivir en otros.
De entre las imnumerables adaptaciones fisiológicas, vamos a
describir las más importantes:
Adaptaciones a la temperatura.
Adaptaciones a la cantidad de luz.
Adaptaciones al tipo de alimento.
Adaptaciones al sustrato.
Adaptaciones a la temperatura
Los animales que
viven en ambientes fríos desarrollan mecanismos para resistir las bajas
temperaturas. Los animales endotermos (mamíferos y aves) desarrollan
estructuras que mantienen el calor corporal (pelo y plumas) y acumulan grasa en
su cuerpo para poder quemarla.
Los animales exotermos, al no disponer de un control de la
temperatura interno deben ralentizar su actividad al máximo, refugiándose en
sitios donde la temperatura sea favorable para ellos. Es lo que se conoce como
letargo.
Adaptación a la cantidad de luz
Otros animales han adaptado su cuerpo a vivir en la
oscuridad. Para ello han modificado algunas estructuras sensoriales y sus
ritmos biológicos. Las aves rapaces nocturnas, como el búho, son un ejemplo;
presentan ojos muy grandes y su oido está extremadamente desarrollado, de modo
que pueden localizar a sus presas en la oscuridad.
Generalmente los animales que desarrollan su actividad por
la noche o en penumbra siguen dos vías de adaptación. O bien atrofian los
órganos de los sentidos que no pueden utilizar, o los modifican para que sean
más sensibles a la escasez de luz. los sapos tienen adaptado la vista a la
visión nocturna
Los animales, como organismos heterótrofos que son, han
tenido que adaptar su cuerpo a un tipo de alimentación concreta. Para conseguir
el alimento, han debido adaptar los órganos de ingestión y desarrollar
distintas estrategias Hay dos tipos de alimentación:
Microfágica.
La alimentación macrofágica se da en los animales que
seleccionan el alimento. Entre los Vertebrados es típica de depredadores y
carroñeros en los que se modifican los aparatos bucales para obtener el
alimento. Por ejemplo, podemos encontrar la modificación de los dientes en
funciones concretas, desarrollo de picos especializados, desarrollo de
glándulas venenosas que ayudan a capturar a la presa y digerirla, desarrollo de
zarpas, garras, potentes musculaturas preparadas para la carrera, etc.
Entre los Invertebrados se da en algunos grupos de insectos.
Estos han desarrollado aparatos bucales con diversas adaptaciones. Así, tenemos
aparatos bucales de tipo masticador, como los de los saltamontes, escarabajos,
etc. o el aparato picador-chupador de los mosquitos.
La alimentación microfágica se produce en animales que no
seleccionan el alimento. Es típica de especies que se nutren de líquidos, de
animales filtradores, y de los herbívoros. Para este tipo de alimentación
también se necesitan estructuras adecuadas.
Los insectos han desarrollado dos tipos aparatos bucales
adaptados a la alimentación micrófaga: el aparato lamedor de las moscas y el
chupador de las mariposas en el que las mandibulas se han tranformado en una
estructura llamada espiritrompa.
Otro ejemplo de adaptación a la microfagia es la formación
de redes filtradoras como las barbas de las ballenas, que tamizan el agua
ingerida para obtener de ella el plancton que le sirve de alimento.
Los animales herbívoros de gran tamaño han desarrollado
dientes especiales que aplastan la masa vegetal que ingieren y han adaptado su
aparato digestivo para aprovechar mejor ese tipo de alimento, como en el caso
de los rumiantes.
Adaptación al sustrato
Los animales dependen del sustrato en el que viven para
capturar el alimento, buscar pareja para reproducirse, etc. La capacidad de
moverse en el medio determina la facilidad con la que se realizan estas
funciones, por lo que las adaptaciones al sustrato van ligadas al modo de
locomoción del animal.
Hay animales sésiles, es decir que viven fijos a un
sustrato, por lo que deben recurrir a estrategias que les permitan obtener el
alimento. Por ello desarrollan estructuras que mueven el medio que les rodea,
para que así les llegue la materia de la que se alimentan. Del mismo modo, han
adaptado la fisiología de su aparato reproductor para realizar fecundación
externa.
