Teoria de la Seleccion Natural
En su forma inicial, la teoría de la evolución por selección natural constituye el gran aporte de Charles Darwin (independientemente, por Alfred Russel Wallace), fue posteriormente reformulada en la actual teoría de la evolución, la Síntesis moderna. En Biología evolutiva se la suele considerar la principal causa del origen de las especies y de su adaptación al medio.
La selección natural es un fenómeno esencial de la evolución con carácter de ley general y que 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.
Tipos de Selección Natural
La selección natural puede actuar sobre cualquier rasgo fenotípico heredable y cualquier aspecto del entorno puede producir presión selectiva, esto incluye la selección sexual y la competición con miembros tanto de la misma como de otra especie. Sin embargo, esto no implica que la selección natural siga siempre una dirección y que resulte en evolución adaptativa.
La selección natural produce a menudo el mantenimiento del statu quo mediante la eliminación de las variantes menos aptas.
La unidad de selección puede ser el individuo u otro nivel dentro de la jerarquía de organización biológica como los genes, las células y los grupos familiares. La cuestión sobre si la selección natural actual a nivel de grupo (o especie) para producir adaptaciones que benefician a un grupo mayor, sin vínculos familiares, suscita aún un tenue debate.
Así mismo, existe un cierto debate sobre si la selección a nivel molecular anterior a mutaciones genéticas y a la fertilización del zigoto debe considerarse selección natural convencional puesto que tradicionalmente se ha llamado selección natural a una fuerza exterior y ambiental que actúa sobre un fenotipo después del nacimiento. Algunas revistas científicas distinguen entre selección natural y selección genética llamando informalmente a la selección de mutaciones como preselección.
La selección a otros niveles, como el gen, puede resultar en una mejora para el gen y al mismo tiempo en un perjuicio para el individuo portador del gen. Este proceso se denomina conflicto intragenómico. En conjunto, el efecto combinado de todas las presiones a los distintos niveles (gen, individuo, grupo) es lo que determina la aptitud de un individuo y por tanto el resultado de la selección natural.
La selección natural ocurre en cada etapa de la vida de un individuo. Un organismo ha de sobrevivir hasta la edad adulta para poder reproducirse. La selección de aquellos que alcanzan la etapa adulta es llamada selección de viabilidad. En muchas especies los adultos han de competir entre sí para conseguir parejas sexuales.
Este mecanismo se denomina selección sexual y el éxito en la misma determina quienes serán los padres de la siguiente generación. Cuando los individuos pueden reproducirse en más de una ocasión, la supervivencia en la edad adulta aumenta la descendencia. A este proceso se le llama selección de supervivencia.
La fecundidad, tanto de machos como de hembras, puede verse limitada por la "selección de fecundidad". Así, la viabilidad de los gametos producidos variara. Los conflictos intragenómicos derivan en selección genética. Finalmente, la unión de algunas combinaciones de óvulos y esperma sera estadísticamente mas compatible que otras. A esto se le llama selección por compatibilidad.
Existen 4 Tipos a veces considerados 3 de selección natural, clasificados según los individuos que sobreviven en cada tipo de selección, es decir, según cuántos sobrevivan:
- Selección estabilizadora
- Selección direccional
- Selección disruptiva o Selección balanceada
- Selección sexual
Selección sexual
Es útil diferenciar entre selección ecológica y selección sexual. La selección ecológica se refiere a cualquier mecanismo de selección como resultado del entorno. Por otra parte, la selección sexual se refiere específicamente a la competición por la pareja sexual.
La selección sexual puede ser intrasexual, que es el caso de competición entre individuos del mismo sexo en una población, o intersexual, que es cuando un sexo controla el acceso a la reproducción mediante la elección de pareja dentro de la población.
Normalmente, la selección intrasexual se da en forma de competición entre machos y la intersexual como elección por parte de las hembras de los mejores machos, debido al mayor coste que para las hembras generalmente conlleva la cría. Sin embargo, algunas especies presentan los papeles sexuales cambiados y es el macho el que se muestra más selectivo a la hora de escoger pareja. El ejemplo más conocido es el de ciertos peces de la familia Syngnathidae.
También se han encontrado ejemplos similares en anfibios y pájaros.
Algunas características presentes sólo en uno de los dos sexos en especies concretas se pueden explicar a través de la presión ejercida por el otro sexo en su elección de pareja. Por ejemplo, el extravagante plumaje de algunos pájaros macho como el pavo real.
Así mismo, la agresión entre miembros del mismo sexo se asocia en ocasiones con características muy distintivas como los cuernos del ciervo, que sirven para pelear con otros ciervos. En general, la selección intrasexual se asocia con el dimorfismo sexual, que incluye diferencias en el tamaño del cuerpo de los machos y las hembras.
También explica sobre la evolución es el proceso por el que una especie cambia con el de las generaciones. Dado que se lleva a cabo de manera muy lenta han de sucederse muchas generaciones antes de que empiece a hacerse evidente alguna variación
Desde la antigüedad, el modo de originarse la vida y la aparición de la gran variedad de organismos conocidos, constituyó un misterio que, en menor o mayor medida, despertó curiosidad de los científicos.
Sin embargo, las supersticiones, los prejuicios, los dogmas religiosos y las teorías que se aventuraban debido a la imposibilidad de probarlas con el nivel de conocimiento de aquellas épocas, hicieron que la cuestión quedara a menudo en el olvido o que, simplemente, se aceptara la imposibilidad de averiguar los orígenes.
No fue hasta épocas relativamente recientes cuando el hombre pudo finalmente abordar esta cuestión con unos criterios fiables y unos conocimientos científicos suficientes para demostrar sus hipótesis.
Es así como podemos afirmar, que antes del siglo XIX existieron diversas hipótesis que intentaban explicar justamente esta cuestión, “el origen de la vida sobre la Tierra”. Las teorías creacionistas que hacían referencia a un hecho puntual de la creación divina; y por otra parte, las teorías de la generación espontánea que defendían que la aparición de los vivos se producía de manera natural, a partir de la materia inerte.
Una primera aportación científica sobre el tema es el trabajo de Oparin (1924), El origen de la vida sobre la Tierra, donde el bioquímico y biólogo ruso propone una explicación, vigente aún hoy, de la manera natural en que de la materia surgieron las primeras formas pre-biológicas y, posteriormente el resto de los seres vivos. En segundo aspecto de la generación espontánea de la vida tiene una respuesta convincente desde mediados del siglo XIX.
Esto es así, gracias a Pasteur y fundamentalmente a Darwin quienes realizaron experimentos al respecto. Este último, naturalista británico realizó una obra de vital trascendencia (1859): El origen de las especies. La cual tiene por objetivo aportar una explicación científica sobre la evolución o denominada “descendencia con modificación” (término utilizado para explicar estos fenómenos).
Evolución de los pinzones de Darwin:
Sin lugar a dudas que existieron importantes antecedentes del tema, aunque siempre se manifiesta el honor de haber realizado esta teoría de manera científica e inexorable, a Charles Darwin. No muy lejos, fue su abuelo –Erasmo Darwin- quien aportó las primeras muestras de interés científico por estos temas.
No obstante, quien fue precursor de una corriente de pensamiento sobre el estudio de la evolución de los seres vivos, es Jean Baptiste de Monet, caballero de Lamarck (1744-1829).
Su tesis fundamental es la transmisión de los caracteres adquiridos como origen de la evolución (es decir, que las características que un individuo adquiere en su interacción con el medio se transmiten después a su descendencia); denominada este principio como Lamarckismo.
La causa de las modificaciones de dichos caracteres se encuentra en el uso o no de los diversos órganos, tesis que se resume en la siguiente frase: «La función crea el órgano». Lamarck resume sus ideas en Filosofía zoológica (1809), el primer trabajo científico donde se expone de manera clara y razonada una teoría sobre la evolución.
Así, por ejemplo, los lamarckistas explicaban la aparición del cuello largo en las jirafas como un proceso paulatino de adaptación de un animal a ir comiendo hojas situadas cada vez más altas. Lo que supondría que sus hijos heredarían un cuello más largo aún.
En lo que respecta al científico británico, Charles Darwin, viajando a bordo del Beagle, durante largos años (1831- 1836) recogió datos botánicos, zoológicos y geológicos que le permitieron establecer un conjunto de hipótesis que cuestionaban las ideas precedentes sobre la generación espontánea de la vida. La diversidad observada durante esos veinte años siguientes se intentó explicar de manera coherente mediante la formulación de los datos obtenidos. Una de las etapas que más influyó en el fue su paso por las islas Galápagos, donde encontró 14 subespecies distintas de pinzones, que se diferencian únicamente en la forma del pico. Es decir, que cada una de ellas, estaba adaptada a un tipo de alimentación y vivía en un hábitat diferente en las diversas islas.
Sin embargo, en 1858, Darwin se vio obligado a presentar sus trabajos, cuando recibió el manuscrito de un joven naturalista, Alfred Russel Wallace (1823/1913), que había llegado de manera independiente a las mismas conclusiones que él, es decir, a la idea de la evolución por medio de la selección natural.
La obra de Malthus sobre el crecimiento de la población, fue la base que habría tomado para sus estudios, tanto Darwin como Wallace. La misma establece que este factor (crecimiento de la población) tiende a ser muy elevado, la cual al disponibilidad de alimento y espacio son limitados lo mantendrá constantes, de aquí surge esta proposición de la idea de competencia.
Ambos científicos de acuerdo a esta base argumental sustentan sus teorías estableciendo dos aspectos relevantes, dando por sentado que los seres vivos pueden presentar clones.
Justamente la noción de competencia establecida anteriormente por Malthus y finalmente esta última idea, es lo que los lleva a establecer que estas variaciones pueden ser ventajosas o no en el marco de dicha competencia.
Entonces la conquista por los recursos necesarios para la vida, dará como resultado una lucha que determinará una selección natural la cual favorecerá a los individuos con variaciones ventajosas y eliminará a los menos eficaces. Pese a ello, no todo es compartido por ambos, ya que existe un punto discordante entre ellos. Y es que esta idea de Darwin de selección natural expresada en su obra El origen del hombre (1871), nunca fue compartida por Wallace.
Al respeto, Darwin argumenta que algunos caracteres son preservados sólo porque permiten a los machos mayor eficacia en relación con las hembras. Pero cabe decir, que ciento cincuenta años después, hay quienes aún lo veneran y quienes lo deploran, pero El Origen de las especies sigue aún ejerciendo una influencia extraordinaria.
Desarrollo de la teoría de la evolución
A finales del siglo XIX, el llamado neodarvinismo primitivo, que se basa en el principio de la selección natural como base de la evolución, encuentra en el biólogo alemán A. Weismann uno de sus principales exponentes. Esta hipótesis admite que las variaciones sobre las que actúa la selección se transmiten según las teorías de la herencia enunciadas por Mendel, elemento que no pudo ser resuelto Darwin, pues en su época aún no se conocían las ideas del religioso austriaco.
Durante el siglo XX, desde 1930 a 1950, se desarrolla la teoría neodarwinista moderna o teoría sintética,: denominada así porque surge a partir de la fusión de tres disciplinas diferentes: la genética, la sistemática y la paleontología. La creación de esta corriente viene marcada por la aparición de tres obra. La primera, relativa a los aspectos genéticos de la herencia, es Genetics and the origin of species (1937). Su autor, T. H. Dobzhansky, plantea que las variaciones genéticas implicadas en la evolución son esencialmente mínimas y heredables, de acuerdo con las teorías de Mendel.
El cambio que se introduce, y que coincide posteriormente con las aportaciones de otras disciplinas científicas, es a consideración de los seres vivos no como formas aisladas, sino como partícipes de una población. Esto implica entender los cambios como frecuencia génica de los alelos que determinan un carácter concreto. Si esta frecuencia es muy alta en lo que se refiere a la población, esto puede suponer la creación de una nueva especie.
Más adelante, E. Mayr desarrollará en sus obras Systematics and the origin of the species (1942) y Animal species evolution (1963) dos conceptos muy importantes: por un lado, el concepto biológico de especie; por otra parte, Mayr plantea que la variación geográfica y las condiciones ambientales pueden llevar a la formación de nuevas especies.
De este modo, se pueden originar dos especies distintas como consecuencia del aislamiento geográfico, o lo que es lo mismo, dando lugar, cuando intentamos el cruzamiento de dos individuos de cada una de estas poblaciones, a un descendiente no fértil. Atendiendo a las condiciones ambientales, en consonancia con las ideas de Dobzhansky., la selección actuaría conservando los alelos mejor adaptados a estas condiciones y eliminando los menos adaptados. En 1944 el paleontólogo G. G. Simpson publica la tercera obra clave para poder comprender esta corriente de pensamiento: en Tempo and mode in evolution establece la unión entre la paleontología y la genética de poblaciones.
Durante la segunda mitad del siglo XX se han planteado dos tendencias fundamentales, la denominada innovadora y el darvinismo conservador. La primera de ellas, cuyo máximo exponente es M. Kimura, propone una teoría llamada neutralista, que resta importancia al papel de la selección natural en la evolución, dejando paso al azar.
Por su parte, el neodarvinismo conservador, representado por E. O. Wilson, R. Dawkins y R. L Trivers, queda sustentada en el concepto de «gen egoísta»; según esta hipótesis, todo ocurre en la evolución como si cada gen tuviera por finalidad propagarse en la población. Por tanto, la competición no se produce entre individuos, sino entre los aletos rivales. Así, los animales y las plantas serían simplemente estrategias de supervivencia para los genes.
Pruebas de la evolución
Son pruebas basadas en criterios de morfología y anatomía comparada. Los conceptos de homología y analogía adquieren especial relevancia para la comprensión de las pruebas anatómicas. Se entiende por estructuras homólogas aquellas que tienen un origen común pero no cumplen necesariamente una misma función; por el contrario, las estructuras que pueden cumplir una misión similar pero poseen origen diferente, serían análogas.
De esta manera, las alas de los insectos y las aves serían estructuras análogas, mientras que las extremidades anteriores de los mamíferos, que presentan un mismo origen pero que llevan a cabo funciones diversas —locomotora, natatoria, etc.—, constituirían estructuras homólogas.
En relación a las pruebas embriológicas, hay que distinguir entre ontogenia —las distintas fases del desarrollo embrionario— y filogenia, concepto que hace referencia a las distintas formas evolutivas por las que han pasado los antecesores de un individuo, es decir, su desarrollo evolutivo. En los vertebrados, cuanto más cerca de la fase inicial se sitúan los embriones, más parecidos son; posteriormente, se van diferenciando progresivamente cuanto más cerca de la fase de adulto terminal se encuentran.
Otra de las pruebas clásicas es el estudio de los fósiles. El análisis de los distintos estratos geológicos demuestra la presencia de fósiles de invertebrados en los más antiguos; gradualmente, van apareciendo en los más recientes peces primitivos, y, finalmente, los fósiles correspondientes a los mamíferos y las aves.
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