La evolución y la selección natural
Las especies cambian a lo largo de las generaciones y descienden de ancestros comunes: eso es la evolución, y la respaldan los fósiles, las estructuras homólogas, los embriones y el ADN. Darwin y Wallace explicaron cómo ocurre: por selección natural, los mejor adaptados dejan más descendencia.
Unidad 1: Evolución y biodiversidad · Currículum oficial: OA2
Ideas clave
- La evolución es el cambio de las especies a lo largo de las generaciones: las especies actuales descienden, con modificaciones, de especies anteriores, y las que se parecen comparten un ancestro común (una especie del pasado de la que descienden las dos). Antes se pensaba lo contrario: el fijismo, defendido por naturalistas como Linneo y Cuvier, sostenía que cada especie había permanecido básicamente invariable desde su origen. La evolución es una teoría científica: una explicación muy probada que reúne evidencias de fuentes distintas. En ciencia, «teoría» no significa «suposición».
- Primera evidencia: el registro fósil. Los fósiles son restos o rastros de seres vivos del pasado conservados en rocas sedimentarias; como las capas más profundas son más antiguas, muestran cómo cambiaron los organismos con el tiempo. Hay series de fósiles que conectan grupos distintos: los ancestros de las ballenas, como Pakicetus (hace unos 50 millones de años) y Ambulocetus (hace unos 49 millones), eran mamíferos con cuatro patas. Las ballenas actuales conservan dentro del cuerpo huesos de cadera y de patas traseras muy reducidos: una estructura vestigial, un resto sin su función original.
- Segunda evidencia: la anatomía comparada. Las estructuras homólogas tienen el mismo plan aunque sirvan para cosas distintas, porque vienen de un ancestro común: el brazo humano, el ala del murciélago, la aleta de la ballena y la pata delantera del caballo tienen los mismos huesos (húmero, radio y cúbito) en el mismo orden. Las análogas son lo contrario: misma función con planes distintos, como el ala de un insecto y la de un ave, que evolucionaron por separado y no indican parentesco cercano. Las vestigiales son restos sin su función original, como las alas de las aves que no vuelan.
- Tercera y cuarta evidencias: los embriones y el ADN. Los embriones de los vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos) se parecen en una etapa temprana: todos tienen hendiduras faríngeas en el cuello, que en los peces forman branquias, y una cola, que en los humanos desaparece antes de nacer. Y todos los seres vivos usan el mismo ADN: mientras más parecidas son las secuencias de dos especies, más cercano es su parentesco. Según el Smithsonian, en las regiones comparadas, el ADN humano difiere del chimpancé en cerca del 1,2 %, del gorila en 1,6 % y del macaco rhesus en 7 %.
- Charles Darwin viajó cinco años en el Beagle (1831 a 1836) y pasó por Chile: en febrero de 1835 sintió en Valdivia un gran terremoto, y la expedición midió en la isla Santa María, frente a Concepción, que la costa se había levantado 2,7 metros y en los Andes encontró conchas marinas fósiles a unos 4000 metros. Alfred Russel Wallace llegó a la misma idea estudiando animales en el archipiélago malayo y en 1858 le envió a Darwin su teoría. Los trabajos de ambos se leyeron juntos en la Sociedad Linneana el 1 de julio de 1858, y Darwin publicó El origen de las especies el 24 de noviembre de 1859.
- La selección natural explica cómo ocurre la evolución, en cuatro postulados. Sobreproducción: nacen más individuos de los que pueden sobrevivir, porque el alimento y el espacio son limitados. Variación: los individuos de una especie no son idénticos; difieren en tamaño, color, forma del pico o resistencia a una enfermedad, y muchas de esas diferencias se heredan. Adaptación: una variante que ayuda a sobrevivir y reproducirse en ese ambiente. Selección: los que la tienen sobreviven y se reproducen más, y la siguiente generación tiene más de ellos. Con muchas generaciones, el cambio se acumula.
- Polilla del abedul (Inglaterra), un caso con datos. El hollín de las fábricas oscureció los troncos y mató los líquenes claros; las polillas claras quedaron a la vista de los pájaros, y la forma oscura, registrada por primera vez en Manchester en 1848, en 1895 ya era el 98 % en esa zona. En los años 50, Kettlewell contó qué polillas comían los pájaros: en un bosque contaminado de Birmingham, el 75 % de las comidas eran claras; en uno limpio de Dorset, el 86 % eran oscuras. Desde la década de 1960, con aire más limpio, la forma oscura ha ido bajando: la ventaja depende del ambiente.
- Especiación y neodarwinismo. Una especie es un grupo de organismos que se cruzan entre sí y tienen descendencia fértil. Si una población queda separada de otra, cada una enfrenta un ambiente distinto y la selección las cambia por caminos distintos; cuando ya no pueden cruzarse y dejar descendencia fértil, son dos especies. Así surgieron las cerca de 18 especies de pinzones de Galápagos. En el siglo XX, al unir la teoría de Darwin con la genética (neodarwinismo), se entendió que la variación nueva nace de mutaciones, cambios al azar en el ADN, sobre las que actúa la selección.
Reglas y fórmulas
Las cuatro evidencias de la evolución
Cada una, por un camino independiente, muestra que las especies cambian con el tiempo y descienden de ancestros comunes. Que cuatro fuentes distintas coincidan es lo que hace tan sólida a la teoría.
Selección natural en cuatro postulados
Nacen más de los que caben, no todos son iguales, algunas diferencias ayudan en ese ambiente y se heredan, y los que las tienen dejan más descendencia. Generación tras generación, la población cambia.
Homóloga o análoga
Mira la estructura, no el uso. El brazo humano y la aleta de la ballena son homólogos (mismos huesos). El ala de un ave y la de una mosca son análogas (las dos vuelan, pero están construidas de forma distinta).
Qué evoluciona
Un individuo nace con sus variantes y no las cambia por esforzarse. Lo que cambia es la proporción de cada variante en la población, cuando unos dejan más descendencia que otros.
Especiación básica
Dos poblaciones aisladas acumulan diferencias por selección natural hasta que no pueden tener descendencia fértil entre sí. El mecanismo genético de ese proceso se estudia en II medio.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Compara la aleta de una ballena con el ala de un murciélago: ¿son estructuras homólogas o análogas? Explica qué indica eso sobre su parentesco.
- Mira la función: la aleta sirve para nadar y el ala para volar. Funciones distintas, así que por el uso no se puede decidir.
- Mira el plan de construcción: las dos son extremidades delanteras de mamíferos y tienen los mismos huesos en el mismo orden: húmero, luego radio y cúbito, y después los huesos de la mano.
- Mismo plan con distinta función es la definición de estructura homóloga. Lo que cambia es la forma y la proporción de los huesos, no cuáles son.
- Si las dos especies heredaron ese plan, lo recibieron de un ancestro común que ya lo tenía. La selección natural lo fue moldeando en cada linaje (cada línea de descendientes que siguió su propio camino) según el ambiente: agua o aire.
Respuesta: Son homólogas: mismos huesos (húmero, radio, cúbito y huesos de la mano) con distinta función. Eso indica que la ballena y el murciélago descienden de un ancestro común que tenía ese plan de extremidad.
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