La evolución y sus pruebas
· Pruebas biológicas.
Cuando uno observa similitudes entre especies, se pueden distinguir entre dos tipos de semejanzas, la analogía y la homología. El ala de un ave y el de una mosca forman una extensión plana y tienen un movimiento de aleteo similar; los peces, los delfines, o los pingüinos tienen una sección transversal aplanada que les permite desplazarse por el agua. Estas semejanzas, llamadas analogías, son más bien superficiales y se deben a que estos organismos están sometidos a las mismas restricciones funcionales o adaptativas, y no son debidas a que posean un antepasado común reciente.
En contraste con la analogía, una homología es la similitud que hay entre caracteres de distintas especies debido a que tienen un origen común, y no a la acción directa de una presión funcional. Por ejemplo, todos los tetrápodos (animales vertebrados terrestres con cuatro extremidades) tienen una la extremidad de cinco dedos, y esta se encuentra tanto en las alas de la aves y de murciélagos como en la mano del ser humano, a pesar de que estas extremidades representan unos papeles funcionales muy distintos. La razón de esta estructura común es que todos los tetrápodos conservamos la misma estructura básica de la especie ancestral original.
Homología: todos los tetrápodos tienen una extremidad con cinco dedos, aunque tengan diferentes funciones.La homología es la base de la clasificación
La clasificación se basa en la comparación de los caracteres de las especies, y los caracteres homólogos son los elementos claves para establecer una clasificación evolutiva. Si las especies proceden de otras especies por evolución, y además no varían tan rápidamente como para perder toda su herencia histórica, se esperaría que los distintos seres vivos compartieran una serie de caracteres homólogos. El análisis de los diferentes caracteres fenotípicos, como la morfología, la conducta, los cromosomas, la anatomía externa e interna, el desarrollo embrionario, el metabolismo, la variación genética y proteica muestran que las especies presentan semejanzas homólogas en todos los niveles del fenotipo. Cuanto más próxima sean la especies, mayor será el grado de semejanza, y lo contrario también es cierto, cuanto más alejada estén menos semejanzas encontraremos. Así, las diferencias que hoy vemos entre las especies se deben a las nuevas variaciones que han adquirido desde su separación del antepasado común. Las similitudes que atribuimos a las homologías no podrían explicarse si las especies se originasen independientemente unas de otras.
Órganos vestigiales
Un caso especialmente significativo de homología es la de los órganos vestigiales o residuales. La pelvis de los tetrápodos es una estructura ósea cuya función es articular las extremidades posteriores. Las ballenas son tetrápodos cuyos antepasados mamíferos abandonaron la tierra para habitar en el mar. En este nuevo medio las ballenas perdieron sus extremidades inferiores, pero aún conservan como huella acusatoria de su pasado tetrápodo, la serie completa de los huesos de la pelvis. De forma similar, las serpientes presentan vestigios de la extremidad posterior que portaban sus antepasados.
La reducida pelvis de los cetáceos es un órgano vestigial que prueba su origen tetrápodo.
Pruebas taxonómicas
La taxonomía es la clasificación de los seres vivos a partir de sus características. Cada especie de seres vivos se agrupa con otras parecidas en grupos. A su vez, los grupos se unen con otros parecidos, dando lugar a agrupaciones de mayor tamaño, hasta llegar al reino. Este tipo de clasificación surgió antes de que se desarrollara la teoría de evolución; sin embargo, se aprecia claramente que las especies se relacionan unas con otras, como si guardaran entre sí parentesco y compartieran antepasados comunes. De hecho, hoy día se habla de clasificaciones evolutivas: lo que refleja la taxonomía son las relaciones de parentesco entre todas las especies de seres vivos.
Pruebas biogeográficas
La fauna y la flora de dos regiones son más parecidas cuanto más cercanas están. Esta relación no tendría por qué cumplirse si cada especie se hubiera creado de forma aislada. En cambio, se explica si las especies están relacionadas. Tendrán antepasados comunes y serán parecidas las especies de zonas próximas.
Las faunas de América del Sur y de África son diferentes, aunque están relacionadas. Por ejemplo, existen monos en ambos continentes. Se debe a que estos se separaron hace millones de años, por lo que las faunas actuales han evolucionado a partir de esos antepasados comunes.
En cambio, Australia tiene una fauna radicalmente diferente; se debe a que se separó mucho antes, por lo que los antepasados comunes con Sudamérica y África son muy lejanos.
En los archipiélagos alejados de los continentes es frecuente encontrar especies de animales propias de cada isla, pero muy relacionadas entre sí. Se debe a que dichas islas fueron colonizadas por una especie inicial que se repartió por todas las islas y que en cada una de ellas dio lugar a una especie diferente.
Mono carablanca de América Central
Chimpancé africano
Al estudiar el desarrollo embrionario de los animales se descubre que en las fases iniciales existen muchas semejanzas, y más cuanto más próximos son los animales. Por ejemplo, todos los embriones de vertebrados poseen cola y arcos branquiales en las primeras fases del desarrollo embrionario. Más tarde, a medida que avanza el desarrollo, algunos animales conservan estas estructuras, mientras que otros las pierden. Parece evidente que los embriones que presentan características similares tienen un antecesor común.
· Pruebas paleontológicas.
Evolución de los caballos Archaeopteryx
La biología molecular ha suministrado la evidencia más universal de homología. Todos los organismos vivos compartimos el mismo material hereditario, el ADN, una molécula helicoidal cuya información se encuentra codificada en 4 letras o nucleótidos distintos. Igualmente, el código genético es prácticamente Universal, todos los organismos comparten el mismo diccionario que da el significado a la secuencia de ADN. Ambos ejemplos son pruebas muy robustas de la relación íntima que existe entre lo viviente.
Pruebas embriológicas
Al estudiar el desarrollo embrionario de los animales se descubre que en las fases iniciales existen muchas semejanzas, y más cuanto más próximos son los animales. Por ejemplo, todos los embriones de vertebrados poseen cola y arcos branquiales en las primeras fases del desarrollo embrionario. Más tarde, a medida que avanza el desarrollo, algunos animales conservan estas estructuras, mientras que otros las pierden. Parece evidente que los embriones que presentan características similares tienen un antecesor común.· Pruebas paleontológicas.
Los sedimentos que se han ido acumulando sobre la corteza de la tierra durante su historia geológica dejan una huella inestimable, generalmente en forma de huesos o esqueletos duros petrificados, de organismos muertos en el pasado: son los fósiles. El registro fósil es una ventana maravillosa a la historia de la vida. Si no existiera no podríamos inventarlo. Sin él, el vacío acerca de la evolución de la vida sobre la tierra sería insustituible. Podríamos especular, teorizar infinitamente, pero ¿quién podría haber imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos reptiles inmensos y fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si no hubieran existido fósiles de dinosaurios que nos lo contasen? La desintegración de los elementos químicos radiactivos que hay en las rocas ha permitido estimar que la Tierra se originó alrededor de hace 4600 millones de años. La Tierra, que era una esfera caliente, se enfría gradualmente, iniciándose un periodo de evolución química que culminará con la formación de las primeras células. En Australia y África se han encontrado sedimentos retenidos y fijados por bacterias de hace 3600 millones de años, lo que hace que esta fecha sea una estima mínima de la edad de inicio de la evolución biológica. La magnitud del tiempo en el que ha transcurrido la evolución se escapa completamente a nuestra comprensión, no podemos siquiera imaginar, limitados a la minúscula escala de nuestro tiempo vital, el potencial de transformación que suponen 3600 millones de años de evolución.
Evolución de los caballos Archaeopteryx
· Pruebas moleculares
La biología molecular ha suministrado la evidencia más universal de homología. Todos los organismos vivos compartimos el mismo material hereditario, el ADN, una molécula helicoidal cuya información se encuentra codificada en 4 letras o nucleótidos distintos. Igualmente, el código genético es prácticamente Universal, todos los organismos comparten el mismo diccionario que da el significado a la secuencia de ADN. Ambos ejemplos son pruebas muy robustas de la relación íntima que existe entre lo viviente. Cómo explicamos la evolución
· Darwin y la selección natural
La selección natural se define como la reproducción diferencial de los genotipos en el seno de una población biológica. La formulación clásica de la selección natural establece que las condiciones de un medio ambiente favorecen o dificultan, es decir, seleccionan la reproducción de los organismos vivos según sean sus peculiaridades. La selección natural fue propuesta por Darwin como medio para explicar la evolución biológica. Esta explicación parte de dos premisas; la primera de ellas afirma que entre los descendientes de un organismo hay una variación ciega (no aleatoria), no determinista, que es en parte heredable. La segunda premisa sostiene que esta variabilidad puede dar lugar a diferencias de supervivencia y de éxito reproductor, haciendo que algunas características de nueva aparición se puedan extender en la población. La acumulación de estos cambios a lo largo de las generaciones produciría todos los fenómenos evolutivos.
La selección natural puede ser expresada como la siguiente ley general, tomada de la conclusión de El origen de las especies:
Existen organismos que se reproducen y la progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento. Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (según lo determine su medio ambiente) morirán con mayor probabilidad. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente.
Darwin, El Origen de las especies
El resultado de la repetición de este esquema a lo largo del tiempo es la evolución de las especies.
· Selección artificial
La selección "artificial" es una técnica de control reproductivo mediante la cual el hombre altera los genes de organismos domésticos o cultivados. Esta técnica opera sobre características heredables de las especies, aumentando la frecuencia con que aparecen ciertas variaciones en las siguientes generaciones; produce una evolución dirigida, en la que las preferencias humanas determinan los rasgos que permiten la supervivencia.
Mediante este tipo de selección surgieron -por ejemplo- todas las variedades de perros modernas, como el xoloscuincle, que están orientadas a tareas específicas como la vigilancia y la compañía, así como a satisfacer preferencias estéticas, por la expresión facial y la apariencia del pelo, entre otras. Las características de los productos agrícolas también están determinadas en gran medida por efectos de la selección artificial, proceso mediante el cual se han logrado variedades vegetales que se pueden aprovechar fácilmente para usos alimenticios del ser humano, como es el caso del maíz y el plátano, cuyos frutos tienen un rendimiento comestible para el hombre mayor que las variedades silvestres de las que proceden; también en las plantas ornamentales se han llegado a desarrollar variedades de impresionante belleza gracias a la selección artificial de las característica deseadas.
Dependiendo del tipo de planificación empleada, se pueden considerar dos tipos de selección artificial: consciente, cuando el plan de selección está determinado claramente de antemano, e inconsciente, cuando dicho plan no está claramente predeterminado, sino que se rige por preferencias humanas no formalizadas.
Aunque sus resultados pueden ser iguales, pueden distinguirse dos tipos de selección artificial según la metodología empleada: cuando se favorece que se reproduzcan los ejemplares con características buscadas (selección positiva) o cuando se impide que se reproduzcan los ejemplares con características indeseables.
· Radiaciones evolutivas
Son periodos de intensa aparición o extinción de especies.
A lo largo de la historia de la tierra ha habido diferentes pangeas, esto ha influido en la evolución ya que, cuanto más separados están los continentes, hay más diversidad de especies mientras que, cuanto más unidos están, la vida es menos diversa. Esto es porque, si los continentes están unidos, las especies tienden a eliminarse por competencia; por el contrario, cuando una pangea se dispersa, surgen nuevos ambientes y el número de especies aumenta.
de la última g
Grandes extinciones
En la historia de nuestra Tierra, las especies que la habitan han sufrido extinciones masivas, que en algunos casos llegaron a alcanzar hasta el 95% de la biodiversidad.
La mayoría de extinciones en la historia terrestre, fueron por impactos de meteoritos. Se ha establecido estadísticamente que, aproximadamente cada 100 millones de años, impacta un asteroide de grandes dimensiones contra la Tierra.
Si se tiene en cuenta que la vida pluricelular lleva unos 600 millones de años debería haber habido entre 5 y 6 grandes extinciones desde entonces. Y esas son las que realmente han ocurrido.
También se considera como causa probable de extinciones menores o incluso de las más masivas a explosiones de supernovas cercanas. De hecho existe otra teoría que dice que dado que cada 25 millones de años aproximadamente la Tierra entra en la zona densa de la galaxia (los brazos espirales) ésta se ve sometida a un mayor riesgo de explosiones violentas o al azote de vientos estelares intensos.
La primera gran extinción : Cámbrico/Ordovícico
Tuvo lugar en los comienzos de la era Paleozoica. En la citada época, la vida se concentraba casi totalmente en el mar, y esta es la razón por la que los seres marinos fueron los únicos afectados en esta extinción.
Existen pruebas que afirman que esta extinción estuvo dividida en cuatro partes. La primera causó la desaparición de los trilobites más antiguos y los arqueociátidos. El resto de las extinciones afectaron a los demás trilobites, a los braquiópodos y a los conodontes.
Actualmente los científicos creen que el causante del exterminio del 95% de las especies marinas puede ser un período glacial o la reducción de la cantidad de oxígeno disponible.
La segunda gran extinción : Ordovícicos y Silúrico
Hace 444 millones de años hubo dos extinciones masivas que marcaron la transición entre los períodos Ordovícicos y Silúrico que, si se cuentan juntas, fueron la segunda extinción masiva más trágica en la historia de la Tierra. Su causa probable fue el período glaciar.
El primer evento ocurrió tras el cambio drástico de los hábitats marinos al descender el nivel del mar; el segundo, entre quinientos mil y un millón de años más tarde por lo contrario, el crecimiento del nivel de mar rápidamente.
Los grandes afectados fueron los seres marinos al ser los únicos pobladores del planeta. Desaparecieron el 50% de los corales y cerca de 100 familias biológicas, lo que representaba el 85% de las especies de fauna. Se extinguieron principalmente los braquiópodos y los briozoos, junto con las familias de trilobites, conodontes y graptolites.
La teoría más aceptada explica que la primera parte de la extinción fue causada al inicio de una larga edad de hielo que provocó la formación de grandes glaciares en el supercontinente Gondwana y, por consecuente, la bajada del nivel del mar. La segunda, en cambio, surgió tras la finalización de la edad de hielo, el hundimiento de los glaciares y el posterior aumento del nivel del mar.
La tercera gran extinción: Devónico
Se estima que hace 360 millones de años se produjo la extinción masiva del Devónico, en su transición al Carbonífero, en el cual el 77% de las especies desaparecieron. Este fue un evento que probablemente duró unos tres millones de años.
En esta extinción desaparecieron: los corales, los acritarcos, ostrácodos, ameboideos y algunas clases de peces (los placodermos y los estracodermos). Se extinguieron el 85% de géneros de braquiópodos y ameboideos, además de numerosos tipos de gasterópodos y trilobites.
En conjunto se estima que desaparecieron el 77% de las especies, el 57% de los géneros y el 22% de las familias.
Las causas de esta extinción todavía no están claras; se sospecha que fue debido a las bajas temperaturas, aunque no se excluye la posibilidad de un impacto extraterrestre.
La cuarta gran extinción: Pérmico-Triásico
Hace 251 millones de años, durante la extinción masiva del Pérmico-Triásico, cerca de 95% de las especies marinas se extinguieron. Esta fue la catástrofe más grande que ha conocido la vida en la Tierra. Desapareció el 53% de las familias biológicas marinas, el 84% de los géneros marinos y aproximadamente el 70% de las especies terrestres (incluyendo plantas, insectos y vertebrados).
Las causas de esta gran hecatombe son variables. Se baraja entre un vulcanismo extremo, un impacto de un asteroide de gran tamaño, la explosión de una supernova cercana o la liberación de grandes cantidades de gases de invernadero. Los científicos opinan que lo más seguro es que no fuese una única causa ya que para ser el evento de extinción y destrucción más devastador que la Tierra haya conocido jamás, esta tuvo que ser atacada desde varias fuentes.
La quinta gran extinción: Triásico-Jurásico
Se produjo hace 200 millones de años. La Extinción masiva del Triásico-Jurásico afectó profundamente la vida tanto en la superficie, como en los océanos de la Tierra. Desparecieron cerca del 20% de las familias biológicas marinas, los arqueosauros, la mayoría de los terápsidos y los últimos grandes anfibios.
La liberación de tan grande número de nichos ecológicos permitió que los dinosaurios asumieran el papel dominante durante el período Jurásico subsiguiente.
Se han propuesto diversas explicaciones para este evento, pero en todas ellas quedan cabos sueltos. Ni los cambios climáticos graduales ni los cambios en el nivel del mar ocurridos durante el Triásico explican lo repentino de la extinción del panorama marino.
Es posible que haya ocurrido un impacto de asteroide, pero no se ha encontrado evidencias de impactos cuya datación corresponda con el paso entre el Triásico y el Jurásico. Pudiera tratarse de erupciones volcánicas masivas, causando la emisión de dióxido de carbono o sulfuro de carbono en la zona magmática del Atlántico central. Esto habría causado un recalentamiento global intenso (en el caso del dióxido de carbono) o bien un enfriamiento global igualmente intenso (en el caso del sulfuro de carbono). Sin embargo, la composición isotópica de las tierras fósiles del final del Triásico y del principio del Jurásico no muestran evidencias concluyentes de cambios en los niveles de esas sustancias.
Estas hipótesis son evaluadas en función de las nuevas evidencias que se van encontrando.
La sexta gran extinción: Cretáceo-Terciario
La extinción masiva del Cretáceo-Terciario fue un período de extinciones masivas de especies hace aproximadamente 65 millones de años. Corresponde al final del período Cretácico y el principio del período Terciario.
No se conoce la duración de este evento. Cerca del 50% de los géneros biológicos desaparecieron, entre ellos la mayoría de los dinosaurios. Se han propuesto muchas explicaciones a este fenómeno; la más aceptada es que fue el resultado del impacto sobre la Tierra de un objeto proveniente del espacio.
La séptima gran extinción: Holoceno
La Extinción masiva del Holoceno fue la extinción de especies que ocurre en el último período geológico, el Holoceno. La extinción abarca desde el mamut hasta el dodo. Durante este periodo se produjo la desaparición de los grandes mamíferos que habitaban la Tierra, conocidos como megafauna, cerca del final de la última glaciación entre 9.000 y 13.000 años atrás.
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