Durante los siglos XVIII y XIX se desarrolló una importante controversia científica entre los partidarios de que los seres vivos habían permanecido invariables




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La controversia


Durante los siglos XVIII y XIX se desarrolló una importante controversia científica entre los partidarios de que los seres vivos habían permanecido invariables a lo largo del tiempo (fijismo) y quienes consideraban que los organismos antiguos eran diferentes a los actuales, y que éstos habían aparecido a partir de otros seres vivos mediante un proceso de cambio (evolucionismo).


A lo largo de los siglos XVII y XVIII se hace evidente que los fósiles plantean problemas que es necesario explicar. Una vez que se identifican como restos de seres vivos, se hace imprescindible justificar el hecho de que muchos de estos organismos fueran distintos a los que se pueden encontrar en la actualidad.


Buffon es uno de los primeros científicos que se atreve a hablar de evolución, aunque lo hace sin llegar a formular una teoría concreta. Entre sus ideas dispersas a este respecto está que unos organismos han evolucionado de otros por degeneración (el mono descendería del hombre, o el burro del caballo), o que las migraciones de animales de unos climas a otros han provocado cambios en ellos, necesarios para adaptarse a condiciones diferentes. Buffon, que se consideraba a sí mismo un hombre religioso, fue acusado de ateo por estas ideas y se retractó de ellas.

La mayor polémica científica en torno a las ideas fijistas y evolucionistas la protagonizaron por una parte Cuvier, el padre de la Paleontología, y por otra Lamarck. Cuvier estableció claramente que muchos restos fósiles no tenían correspondencia con los organismos de la actualidad, y desechó algunas explicaciones peregrinas acerca de este hecho (como que los organismos fósiles estaban ocultos en cavernas subterráneas, o que solo vivían en el presente en zonas no exploradas del mundo). Sin embargo, era un fijista convencido, y trató de explicar las desapariciones de los organismos como resultados de grandes catástrofes que se habrían producido varias veces a lo largo de la historia de nuestro planeta. El principal argumento, de considerable peso para la época, que utilizó en contra de las teorías evolucionistas fue la falta en el registro fósil de formas intermedias entre especies pasadas y presentes. Cuvier llega a identificar la última de esas catástrofes con el Diluvio Universal descrito en la Biblia, con lo que trata de relacionar la historia sagrada con la ciencia.


Paralelamente en el tiempo, entre el final del siglo XVIII y principios del XIX, desarrolló su trabajo el primer evolucionista reconocible como tal, Lamarck. La teoría de este científico se vio muy perjudicada por el enorme prestigio científico de Cuvier, de forma que recibió menos ecos y menos apoyos de los que hubiera merecido en esa época.


A lo largo de su vida, Lamarck desarrolla una teoría de la evolución de los seres vivos basada en cuatro leyes que él mismo propone:

  1. La naturaleza tiende a incrementar el tamaño de los seres vivientes hasta un límite predeterminado.

  2. Los nuevos órganos se producen como resultado de una nueva necesidad.

  3. Los órganos alcanzan un desarrollo que es proporcional al grado de uso al que están sometidos.

  4. Todas las características adquiridas por un individuo son transmitidas a sus descendientes.

Respecto a la primera de sus leyes, Lamarck hace equiparables tamaño y complejidad, de modo que lo que se suele entender es que afirma que existe una tendencia al aumento de la complejidad de los organismos.


En resumen, la teoría de Lamarck viene a afirmar que los organismos, como resultado de su actividad y del uso o desuso de ciertos órganos, tienden a desarrollarlos o a perderlos, y que esta característica adquirida durante la vida del individuo es heredada por sus descencientes (herencia de los caracteres adquiridos). El otro aspecto fundamental de la teoría es la tendencia a la perfección que supone toda esta serie de cambios (telología), y que tiene como referente último al propio hombre.


Desde nuestros conocimientos actuales la teoría lamarckista de la evolución está totalmente equivocada. Es cierto que el uso o desuso de ciertos órganos puede provocar que se desarrollen más o menos a lo largo de la vida del individuo (por ejemplo en el caso de los músculos), pero hoy sabemos que estas características adquiridas no pueden pasar a los descendientes de estos organismos. En casi doscientos años, no se ha podido encontrar ni una sola prueba de la herencia de estas características, y actualmente tenemos una explicación coherente del motivo: los cambios no afectan al material genético de las células reproductoras de ese individuo, así que no pueden ser transmitidas a sus descendientes.


Tampoco tiene mucho más recorrido el principio teleológico; es cierto que muchos de los organismos actuales son sumamente complejos, pero también lo es que en la actualidad existen multitud de tipos de organismos muy simples, como las bacterias, que demuestran haber teni do un enorme éxito evolutivo. Por lo tanto, el aumento aparente de la complejidad que creemos ver al observar la evolución se debe a dos factores: primero, a nuestra tendencia a observar la naturaleza desde nuestro propio punto de vista; segundo, a que los organismos más simples dejan menos restos fósiles, por lo que son difíciles de seguir en el registro fósil.


La teoría de Darwin


Charles Darwin elaboró una teoría de la evolución que, básicamente, ha permanecido invariante hasta nuestros días, aunque ha recibido aportaciones que han permitido relacionarla con los conocimientos que actualmente tenemos sobre la genética.

La historia del desarrollo de la teoría darwinista de la evolución empieza con un viaje en un buque de la Armada británica, el HMS Beagle. Darwin se embarca en él en 1831 como médico, naturalista y, sobre todo, acompañante del capitán en un viaje de varios años alrededor del mundo, en el que tiene oportunidad de leer, recoger muestras, observar animales y plantas distintas a las que está acostumbrado y discutir las ideas fanáticamente religiosas del capitán Fitzroy.


Las escalas que el barco hace en Sudamérica ya le proporcionan a Darwin una visión del mundo natural diferente a la que tenía antes de embarcar. Sin embargo, es su escala en las islas Galápagos la que supone el cambio definitivo en las ideas acerca del cambio biológico. Estas islas, de origen volcánico, están muy alejadas del continente americano, lo que ha limitado en gran medida la llegada de animales a ellas. Sin embargo, las especies que habitan allí muestran grandes diferencias entre sí, estrechamente relacionadas con el tipo de ambiente en el que viven. Por ejemplo, los pinzones de las distintas islas poseen picos de forma y tamaño muy diferentes, perfectamente adaptados a los recursos alimenticios que pueden encontrar en cada isla.


La explicación que Darwin propuso para este hecho es que las islas se poblaron, en un momento determinado, con muy pocos organismos de la misma especie, quizá una única pareja. Los descendientes de esa pareja colonizaron todas las islas, y fueron variando a lo largo del tiempo, en relación con el ambiente que encontraron en cada una de las islas.


El viaje del Beagle terminó en 1836. Sin embargo, Darwin no publicó su teoría de la evolución hasta 1859. Durante estos 23 años se ocupó de recopilar pruebas que confirmaran sus ideas, y aun así la publicación de la teoría en su libro "El origen de las especies" fue precipitado debido a que otro investigador, Alfred Russell Wallace, propuso una teoría muy similar.


Darwin basó su teoría en unos pocos hechos sencillos y fáciles de observar:

  1. Los organismos son diferentes dentro de una misma especie. Es decir, todas las especies presentan cierto grado de variabilidad natural. Basta observar con atención individuos de cualquier especie para apreciar esta variabilidad.

  2. Algunas de las características de los seres vivos pueden ser heredadas por sus descendientes.

  3. No todos los organismos de una población pueden sobrevivir y dejar descendientes. Esta afirmación se basa en las ideas expuestas por Malthus, cuya obra acompañó a Darwin durante el viaje en el Beagle, y constituye un elemento central en el razonamiento que lleva a la formulación de la teoría. Sigámoslo:

    • Los organismos de una especie tienen características diferentes entre sí.

    • Algunas de esas características pueden proporcionar ventaja a unos organismos sobre otros en momentos fundamentales de su vida, por ejemplo a la hora de encontrar comida, o de ocultarse de sus depredadores.

      • Por lo tanto... Algunos organismos tienen más posibilidades de sobrevivir que otros.

    • No todos los organismos de una especie pueden sobrevivir lo suficiente para dejar descendientes

      • Por lo tanto... Es más probable que sobrevivan los individuos que tienen características ventajosas

    • Los organismos transmiten algunas de sus características a sus descendientes

        • Por lo tanto... Las características que se transmiten con mayor frecuencia son las que proporcionan ventaja para sobrevivir

Se han destacado en negrita las conclusiones de los razonamientos. Podemos expresar la idea de la evolución del siguiente modo: En cada generación, los individuos de una misma población muestran características diferentes entre sí, algunas de las cuales proporcionan a ciertos individuos ventajas sobre los demás. Los recursos disponibles para la población son limitados, de forma que solo algunos de los individuos sobrevivirán y transmitirán sus propias características a sus descendientes. Esos individuos son, precisamente, los que tienen las características ventajosas.


Darwin llamó a su teoría evolución biológica por selección natural mediante la supervivencia del más apto. El término selección natural, elemento central de la teoría, se refiere a que lo que actualmente llamaríamos ambiente o entorno del organismo elimina (selecciona) a los individuos cuyo nivel de adaptación es menor. Un ejemplo puede ayudar a entenderlo.

La Biston betularia es, como recordarás, una polilla que vive normalmente sobre los troncos de los abedules. El aspecto normal de sus alas mimetiza muy bien el aspecto del tronco de los abedules, incluyendo los líquenes que suelen vivir sobre ellos. Sin embargo, con una cierta frecuencia aparecen en la población polillas de color negro (formas melánicas). Analicemos el ejemplo. En primer lugar, se aprecia claramente la diversidad dentro de la población, en este caso manifestada en los dos colores de las alas. En segundo lugar, también resulta claro que no todos los organismos tienen la misma probabilidad de sobrevivir: las mariposas negras de la imagen son mucho más visibles que las claras, lo que hace mucho más probable que los pájaros las capturen. Por lo tanto, seguramente sobrevivirán más polillas claras que oscuras.

Un aspecto importante a destacar: las características aparecen en la población independientemente de si son beneficiosas o no para los individuos. Estas polillas nos dan una buena muestra: ¿qué beneficio podría aportar la aparición de las formas oscuras? Y, sin embargo, aparecen polillas negras en una pequeña proporción en todas las generaciones de la especie. Lo que nos lleva a una conclusión importante: la variabilidad biológica en los individuos se produce al azar y puede ser tanto beneficiosa como perjudicial para los organismos.

Biston betularia nos ofrece, además, un ejemplo de funcionamiento de la evolución en directo. El color claro de la corteza de los abedules se debe, sobre todo, a la presencia de líquenes sobre ellos. Los líquenes son extraordinariamente sensibles a la contaminación, de forma que la presencia de compuestos de azufre en la atmósfera provoca rápidamente su muerte, incluso a concentraciones bajas. La situación natural en los bosques de abedules es que, en ausencia de contaminación, la corteza de los árboles es clara. La gran mayoría de las polillas que viven sobre ellos también lo son, aunque en cada generación aparecen unas pocas de color oscuro. Estas polillas negras tienen muy pocas posibilidades de sobrevivir, porque los pájaros las ven a gran distancia, de forma que la frecuencia de las polillas melánicas se mantiene muy baja

Sin embargo, si los bosques sufren los efectos de la contaminación atmosférica como sucedió en Inglaterra en la segunda mitad del siglo XX, los líquenes muerenn y el humo da a los troncos un color muy oscuro, casi negro. En estas condiciones las formas claras de las polillas son muy visibles, mientras que las formas oscuras pasan casi totalmente desapercibidas. El resultado (tal como se observó en los bosques ingleses contaminados) es que al cabo de unas pocas generaciones, la mayor parte de las polillas de la población son negras, apareciendo ocasionalmente una pequeña proporción de polillas claras. Se ha producido, por lo tanto, un cambio evolutivo: en bosques contaminados, Biston betularia es una polilla negra.

Esto nos lleva a un nuevo concepto importante: la adaptación es el proceso biológico (y su resultado) que permite que, mediante cambios al azar y selección natural, un organismo adquiera características que le permitan sobrevivir en un determinado ambiente. Las características que presenta un ser vivo son adaptativas dependiendo de las condiciones ambientales. Cuando el ambiente cambia, lo hacen también las características que permiten que el organismo sobreviva.

La teoría de Darwin no dejó indiferente a nadie en su época, aunque las críticas más importantes que recibió se refirieron a la inclusión del hombre dentro del esquema general de la evolución, algo que, curiosamente, no llegó a hacer de forma explícita en El origen de las especies, aunque sí en una obra posterior.

Las diferencias entre la teoría de Darwin y la de Lamarck son muy importantes, y deben ser destacadas.

  • Según Lamarck, la evolución presenta una tendencia hacia la perfección, mientras que para Darwin los cambios ocurren directamente al azar.

  • Lamarck considera que todos los cambios son positivos para los organismos, mientras que en la teoría de Darwin pueden producirse tanto cambios positivos como negativos.

  • En el caso de la teoría de Lamarck cada cambio es una respuesta apropiada a las condiciones del entorno. Como la respuesta es adecuada, el organismo se limita a utilizar ese cambio, con lo que sobrevive y lo transmite a sus descencientes. En el darwinismo, el cambio ambiental ocurre antes que el cambio en los organismos. En este caso es el ambiente el que juega un papel activo, impidiendo que se reproduzcan los organismos con características poco apropiadas.


Limitaciones de la teoría de Darwin



La teoría evolutiva tal y como la planteó Darwin sí que presenta ciertas limitaciones que no pudieron ser superadas en su época. Las más importantes se refieren a los mecanismos del cambio: Darwin no consigue explicar cómo ocurren los cambios que después van a ser seleccionados, ni por qué se transmiten unas características y no otras.


La síntesis actual: el Neodarwinismo


Se llama Neodarwinismo a la formulación actual de la teoría de la evolución biológica, que ha conseguido superar las limitaciones señaladas antes y dar una explicación coherente a la secuencia evolutiva completa. Esta teoría es el resultado de combinar las ideas de Darwin con los conocimientos genéticos.


Los cambios que sufren los seres vivos ocurren en su material genético mediante mutaciones de cualquier tipo. Evidentemente, como el material genético contiene la información necesaria para configurar el organismo completo, cada una de esas mutaciones puede tener efectos más o menos importantes en las características del organismo. Como estudiamos en su momento, las mutaciones se producen al azar, por un proceso en el que la probabilidad de cambio es igual para cualquier punto del genoma del organismo, lo que significa que no hay ninguna relación entre la mutación y los cambios que pueden (o no) producirse en el ambiente.
No todas las mutaciones son heredables, sino solo aquellas que afectan a los gametos del organismo que las sufre. Esto explica por qué unas características se transmiten y otras no. Una vez producidas y "aplicadas" las mutaciones pueden combinarse entre sí mediante la recombinación, que puede dar lugar a conjuntos de características mejor o peor adaptadas al entorno, y se extienden en la población siguiendo las leyes de Mendel. El que una mutación se mantenga en la población o termine por desaparecer dependerá de la capacidad para sobrevivir que proporcione al organismo y, por lo tanto, de la intensidad con la que le afecte la selección natural.

La especiación


Una de las grandes dificultades a las que se enfrenta cualquier teoría evolutiva es la de explicar el origen de nuevas especies a partir de una que existía previamente. En primer lugar, recordemos qué es una especie. Se dice que dos individuos pertenecen a la misma especie si tienen posibilidad, al menos teórica, de tener entre ellos descendientes fértiles. Hay grupos de organismos que parecen estar en el camino de separarse como especies entre sí. Por ejemplo, el caballo y el asno pueden cruzarse y tener descendientes, las mulas, pero éstas son estériles. Por lo tanto, caballo y burro son especies distintas, aunque evidentemente muy próximas.


La explicación que la teoría actual da a la especiación supone que, para que una especie se diferencie y de lugar a varias distintas, es necesario que poblaciones de esa especie queden separadas entre sí. El modelo más sencillo de entender es suponer que entre esas poblaciones existen barreras geográficas, por ejemplo que se encuentran en islas separadas. Con el paso del tiempo, esas poblaciones van sufriendo mutaciones. Los individuos de cada isla se cruzan entre sí, por lo que su conjunto de alelos es similar, mientras que entre islas distintas no hay intercambio genético, lo que hace que sus genes sean cada vez más diferentes. Si la separación dura el tiempo suficiente, aunque esas poblaciones lleguen a cruzarse en el futuro ya serán especies diferentes.


Los mecanismos del cambio



El neodarwinismo ha contribuido también a establecer todos los mecanismos por los que la evolución va provocando cambios en las poblaciones. Aunque el más importante sigue siendo la selección natural, en la actualidad se considera que existen otros procesos que pueden contribuir, en menor medida, a la evolución biológica:

Mutación: es el único mecanismo posible de generación de variabilidad genética y, por lo tanto, es el elemento previo necesario para que se produzca la evolución. Si no se produjeran mutaciones, no podría darse ningún cambio evolutivo.
Junto a la mutación, la recombinación genética contribuye a generar nuevos tipos de organismos, en este caso reuniendo diferentes características para dar lugar a combinaciones nuevas.

Selección natural: sigue siendo considerado el proceso fundamental para explicar el cambio evolutivo. Los organismos con características diferentes tienen diferentes posibilidades de sobrevivir, de forma que algunos de los organismos se ven "beneficiados", reproduciéndose en mayor proporción que otros.

Migración: cuando dos poblaciones evolucionan por separado los cambios genéticos que ocurren en ellas son diferentes. La migración de organismos de una población a otra puede aportar genes nuevos, aportando variabilidad y promoviendo un cambio genetico en ella.

Deriva genética: en ocasiones, que un organismo sobreviva no depende de su mejor capacidad de adaptación, sino simplemente del azar. Accidentalmente, sobre todo si las poblaciones son pequeñas o si la capacidad de selección del ambiente es baja (poca presión selectiva, es decir, pequeñas diferencias a favor o en contra de las diferentes características), la casualidad puede hacer que unos genes se extiendan en la población con mayor frecuencia que otros.


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