Evolución de las especies: mecanismos, evidencias e importancia

En términos generales, la evolución es el cambio gradual de las especies a lo largo del tiempo. Según esta teoría, todas las formas de vida en la Tierra comparten un ancestro común y han experimentado modificaciones y adaptaciones durante millones de años. No obstante, la evolución no es un proceso lineal o que se dirija hacia un objetivo específico. Más bien, es un fenómeno complejo y ramificado que ha dado lugar a la diversidad biológica que vemos hoy en día.

La teoría de la evolución de las especies es una de las ideas más importantes en el campo de la biología. Propuesta por Charles Darwin en el siglo XIX, esta teoría ha transformado nuestra comprensión de la vida en la Tierra. Además, ha impactado, en una amplia gama de disciplinas científicas y sigue siendo enriquecida por los avances en genética y en otras disciplinas.

Los mecanismos de la evolución

Son los procesos y las fuerzas que impulsan los cambios en las poblaciones de organismos a lo largo del tiempo. Entre los mecanismos de la evolución están:

1 – Selección natural

Las variaciones heredadas en los individuos de una población pueden otorgar ventajas o desventajas en su capacidad para sobrevivir y reproducirse. Como resultado, se producen cambios en las frecuencias de los genes a lo largo del tiempo.

¿Cómo se explica la selección natural?

Primero, los organismos producen más descendencia de la que realmente sobrevive.

Segundo, la competencia (por recursos como alimentos, agua, luz solar, espacio y resistencia a los enemigos naturales), determina quienes sobreviven.

Tercero, los sobrevivientes tienen variaciones heredables que les dan alguna ventaja en la competencia y, por tanto, tienen mayor probabilidad de llegar a reproducirse. De esta manera, transmiten a su descendencia esas variaciones. En otras palabras, los organismos con variaciones favorables sobreviven y se reproducen a un ritmo mayor. Con el tiempo, el número de individuos con variaciones favorables aumenta y, a medida que se acumulan, las especies cambian. No obstante, dicho cambio es lento y gradual.

Ejemplo de selección natural observada

Un habitante común de la campiña inglesa es la polilla moteada. Hacia 1850, la mayoría de las polillas eran de un color claro y moteado. No obstante, había algunos mutantes de color oscuro. Cuando las polillas de color claro aterrizaban en los troncos de los árboles de color claro, se mezclaban con el fondo. Las aves y otros depredadores que buscaban comida tenían más probabilidades de encontrar y capturar a las polillas de color oscuro.

Para el año 1900, la contaminación del aire cubría los troncos de los árboles con hollín. Las polillas de colores claros se volvieron más fáciles de ver. Por lo tanto, las aves las capturaron en una proporción cada vez mayor. Las polillas de color oscuro, que alguna vez estuvieron en desventaja, ahora se mezclan con su entorno. En consecuencia, las polillas más oscuras sobrevivieron y se reprodujeron con más frecuencia y llegaron a superar a las de color claro en número.

En los últimos años, los controles de contaminación lograron que los árboles vuelvan a tener troncos de color claro. La selección natural ahora favorece a las polillas de colores claros, y nuevamente se están volviendo más comunes en la campiña inglesa.

2 – Mutaciones

Las mutaciones son cambios aleatorios en el ADN y, en consecuencia, pueden introducir nuevas variaciones genéticas en una población.

3 – Deriva genética

Ocurre cuando una población se reduce y se pierden alelos al azar, disminuyendo la variabilidad genética.

4 – Migración

La migración de individuos entre poblaciones puede llevar a la mezcla de genes y, por tanto, a la introducción de variaciones genéticas.

5 – Flujo genético

El flujo genético consiste en el intercambio de genes entre poblaciones separadas geográficamente, lo que, sin duda, influye en la evolución de ambas poblaciones.

Evidencias de la evolución

La teoría de la evolución se basa en gran cantidad de evidencias recopiladas a lo largo de los años. Entre ellas, las más sobresalientes son:

a – El registro fósil

El registro fósil muestra la existencia de formas de vida extintas y transiciones graduales entre diferentes grupos de organismos. Los fósiles son restos o rastros de organismos que vivieron hace mucho tiempo. Los fósiles incluyen conchas marinas, huesos, semillas, granos de polen e impresiones como huellas. La mayoría de los fósiles se forman en rocas sedimentarias, que son rocas formadas por la acumulación de muchas capas de sedimentos. La presión comprime los sedimentos hasta que se endurecen y se convierten en rocas. Un fósil se forma cuando un organismo muere y su cuerpo queda atrapado en una capa de sedimento. Allí, las partes blandas del cuerpo se deterioran, pero las partes duras no.

Evolución
Figura 1. El registro fósil permite establecer la historia evolutiva de una especie. Por ejemplo, la del elefante.
Evolución
Figura 2. El registro fósil muestra tendencias importantes en la evolución. Por ejemplo, el aumento en el tamaño y en la complejidad del cuerpo.

b – Anatomía comparada

Los órganos y estructuras anatómicas similares entre diferentes especies indican un ancestro común y cambios evolutivos a lo largo del tiempo. Por ejemplo, las extremidades anteriores de una ballena tienen una función muy diferente a la de un murciélago o un ser humano. Sin embargo, todas estas extremidades comparten una estructura ósea común (figura 3). Por lo tanto, es fácil deducir que estos animales evolucionaron a partir de un ancestro común con un conjunto de huesos correspondiente. Las estructuras de diferentes especies que tienen el mismo origen evolutivo se denominan estructuras u órganos homólogos.

Además, la existencia de órganos vestigiales es, también, evidencia de la evolución. Los órganos vestigiales son órganos pequeños o incompletos que no tienen función aparente. Las serpientes, por ejemplo, tienen ciertos huesos pequeños que no tienen ninguna función útil. Sin embargo, son homólogos a los huesos que se encuentran en otros reptiles que tienen patas. Los huesos vestigiales de las serpientes son evidencia de que el antepasado de las serpientes era un reptil con patas.

Figura 3. Las extremidades anteriores en ballenas, murciélagos y humanos, tienen estructuras oseas comunes. Es decir, todos tienen húmero, cúbito, radio, huesos carpianos y falanges.

c – Embriología comparada

Las etapas tempranas del desarrollo embrionario de diferentes organismos a menudo se asemejan, lo que sugiere una relación evolutiva. Embriones de peces y seres humanos, por ejemplo, tienen hendiduras branquiales y una cola (figura 4). En los peces, las hendiduras branquiales se convierten en branquias. En los seres humanos, las hendiduras branquiales forman el tubo que conecta el oído medio con la garganta.

Figura 4. Las estruturas comunes en los embriones de estos organismos, sugieren una relación evolutiva.

d – Bioquímica y genética

El estudio de las secuencias de ADN y las proteínas revela similitudes y diferencias que respaldan el concepto de un ancestro común y relaciones evolutivas.

La evidencia más directa proviene de estudios que involucran la secuencia de aminoácidos en las proteínas de una amplia variedad de organismos. Por ejemplo, el citocromo c es una proteína en la cadena de transporte de electrones de todos los organismos aeróbicos. El citocromo c de los chimpancés es idéntico al citocromo c de los humanos. Por otro lado, el citocromo c humano y el de pescado, difieren apenas en 22 aminoácidos. Del mismo modo, la secuencia de nucleótidos, en los genes, se puede utilizar para determinar las relaciones evolutivas.

Otros conceptos relevantes en evolución

Especiación

Los organismos con rasgos que se favorecen en un entorno particular, pueden no tener tanto éxito si ese entorno cambia. La selección natural hace que todas las especies se adapten a las condiciones cambiantes. Por tanto, la selección natural puede conducir a la formación de nuevas especies.

Radiación adaptativa

A veces, nuevas especies evolucionan a partir de una única especie ancestral. Este tipo de evolución se llama radiación adaptativa y a menudo ocurre cuando una especie ingresa a un nuevo entorno.

Un nuevo entorno puede significar menos competencia. En ausencia de competencia, ahora se pueden favorecer los alelos que han sido desventajosos para un organismo. En consecuencia, la población puede evolucionar en muchas “direcciones” dando como resultado diferentes especies.

Un ejemplo de radiación adaptativa se ve en la variedad de pinzones de las Islas Galápagos, donde hay 13 especies diferentes.

Evolución convergente

La evolución convergente ocurre cuando el medio ambiente selecciona adaptaciones similares en especies no relacionadas.

Si los entornos son similares, es lógico suponer que algunos rasgos se vean favorecidos en las diferentes poblaciones y se desarrollen adaptaciones similares. Por ejemplo, la forma hidrodinámica es una adaptación para la natación rápida. Por tal razón, el tiburón (pez), el delfín (mamífero) y el ictiosauro (reptil extinto), tienen dicha forma, aunque no están estrechamente relacionados (figura 5).

Evolución
Figura 5. Estos organismos no están estrechamente relacionados. Sin embrago, tienen forma parecida, debido a su adaptación para nadar rápido.

Selección estabilizadora

Si una especie se adapta a un entorno particular y el entorno no cambia, no se favorecerán nuevas variaciones.

2 ejemplos de evolución observados

A – Las ardillas Abert y Kaibab, son dos especies de ardillas terrestres que viven en lados opuestos del Gran Cañón. Muestran similitudes estructurales y de comportamiento que indican que comparten un ancestro común. Un cambio de curso del río Colorado, dividió la población de ardillas en dos. Las fuerzas de la selección natural tuvieron resultados diferentes en cada lado del río. Las diferencias genéticas entre las poblaciones se volvieron tan grandes que las dos poblaciones se convirtieron en dos especies separadas

B – A comienzos del siglo XV se soltó una camada de conejos en Porto Santo, archipiélago de Madeira. Como no había animales de la misma especie ni enemigos naturales, los roedores de multiplicaron rápidamente y a finales del siglo XIX, eran muy diferentes a la raza europea originaria. Su tamaño era la mitad, su pelaje diferente y sus hábitos nocturnos. Sin embargo, lo más importante era que la unión con conejos continentales no era fértil. En conclusión, en apenas 4 siglos apareció una nueva especie.

La importancia de la teoría de la evolución

La teoría de la evolución es de gran importancia en el campo de la biología y otros campos relacionados. Nos proporciona una explicación sólida y fundamentada sobre cómo han surgido y se han desarrollado las diferentes formas de vida en la Tierra. Además, la evolución nos ayuda a comprender la diversidad biológica y cómo los organismos se adaptan a su entorno a lo largo del tiempo.

Esta teoría también tiene aplicaciones prácticas en áreas como la medicina y la agricultura. Por ejemplo, el entendimiento de la evolución nos permite comprender cómo surgen y se propagan las enfermedades. Esto nos ayuda a desarrollar estrategias de prevención y tratamiento más efectivas. Además, en la agricultura, la comprensión de la evolución nos permite mejorar las prácticas de cultivo y criar plantas y animales más resistentes y productivos.

Dificultad para asimilar la teoría de la evolución

La teoría de la evolución puede resultar difícil de asimilar para algunas personas no familiarizadas con el tema debido a varias razones. En primer lugar, la evolución desafía las creencias religiosas o filosóficas arraigadas en algunas culturas. Al explicar el origen de la vida a través de procesos naturales, la evolución entra en conflicto con ciertas interpretaciones religiosas del mundo.

Además, la evolución implica la idea de que los seres humanos y los demás organismos están estrechamente relacionados y comparten un linaje común. Esto es difícil de aceptar para aquellos que defienden la idea de que los seres humanos son únicos y separados del resto del mundo natural.

Del mismo modo, la teoría de la evolución es difícil de asimilar porque requiere un enfoque científico y un conocimiento que abarca varios campos. Comprender esta teoría implica entender conceptos como la selección natural, la adaptación, la anatomía y la embriología comparadas y la divergencia evolutiva, entre otros. En otras palabras, se requiere cierto nivel de «alfabetización científica» para su comprensión adecuada.

Taller de lectura

  1. En términos generales ¿Qué es la evolución?
  2. ¿Qué son y cuáles son los mecanismos de la evolución?
  3. Escriba las 3 afirmaciones que explican la selección natural.
  4. Resuma, brevemente, el ejemplo de selección natural observada.
  5. ¿Qué son mutaciones?
  6. Escriba las definiciones de deriva genética, migración y, además, de flujo genético.
  7. ¿Qué muestra el registro fósil?
  8. ¿Qué son fósiles, qué incluyen y en qué tipo de rocas se forman?
  9. Escriba la definición de órganos homólogos y vestigiales y, además, dé un ejemplo de cada uno.
  10. ¿De qué manera, la anatomía comparada sirve como evidencia de la evolución?
  11. ¿Por qué se dice que la embriología comparada muestra una relación evolutiva entre varias especies?
  12. ¿De qué manera, la bioquímica y la genética aportan evidencias a la teoría de la evolución?
  13. Escriba una definición de especiación, radiación adaptativa y, también, de evolución convergente.
  14. Haga un resumen de los 2 ejemplos de evolución observados.
  15. ¿Cuál es la importancia de la teoría de la evolución?
  16. Nombre las 3 razones por las que se dificulta la asimilación de la teoría de la evolución.