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TEMA 13: Evolución: La gran cadena del ser. Los primeros pasos de Buffon y Maupertuis. La aportación de Linneo a la taxonomía. Malthus y la selección natural. Los descubrimientos de Lamarck, Wallace y Darwin. La gran cadena del ser. Hipótesis postdarwinianas

Las primeras referencias acerca de la transformación de los organismos la encontramos ya en los filósofos presocráticos. Anaximandro pensó que los seres vivos proceden del fango, pues había observado fósiles marinos y residuos orgánicos petrificados donde ya no había agua. Jenófanes, muy próximo a él, afirmó que todos los seres humanos son destruidos en el instante en que la tierra es deglutida por el mar y se convierte en barro; después, se repite otro comienzo del ciclo y este cambio sucede para todos los mundos. “Todo procede de la tierra y todo vuelve a ella finalmente” , pues “tierra y agua es todo lo que nace y deviene”. Empédocles habló de partes orgánicas que se reúnen y ordenan, formando los cuerpos de los seres vivos. La Biblia, siguiendo al Génesis, predicaba la creación inmutable de las especies y esta fue la opinión aceptada de los cristianos. Sin embargo, en pleno siglo XIII, San Alberto Magno y Santo Tomás de Aquino admitieron cierta posibilidad de cambio y concepción de nuevas especies, como las originadas a partir de la llamada generación espontánea; algo que mucho después sostendrían algunos científicos franceses del siglo XVIII, como Maupertuis (1698-1759) y Buffon. Como hemos visto, este último aprobó la evolución de los fenómenos terrestres, pero no hizo lo mismo respecto de los seres vivos, los cuales se formarían gracias a las combinaciones surgidas entre la multitud de moléculas orgánicas.

Por aquel entonces, los individuos pertenecientes a los géneros animal y vegetal se analizaban desglosándolos en una larga cadena, a veces incompleta, y donde encontramos eslabones intermedios entre especies y géneros, por ejemplo, los llamados zoophytes, esos seres que parecen plantas y son insectos, o viceversa. Linneo (1707-1778) nunca fue partidario de mezclar unas y otros; para él las especies son fijas e inmutables, tal como defiende la ortodoxia cristiana (Sistema naturae). Mas, ¿cómo se producen unos seres a partir de otros? Y ¿han aparecido especies nuevas? Respondió a la primera cuestión mediante la vieja teoría del huevo: lista interminable de seres que se contienen unos en otros; semillas creadas en un principio y que aguardan tiempos mejores para germinar; teoría Preformacionista que tuvo su precedente en San Agustín y San Gregorio Nacianceno (s. IV) y que fue defendida mucho después por Cudworth, Leibniz y Malebranche; tesis conciliadora con los postulados creacionistas. Y opuestos a ellos, los que observaron al microscopio la legión de pequeñísimos peces encerrados en el licor espermático: los llamados animaculistas.

Maupertuis trató estos asuntos en su Venus Física (1745): “No os molestéis si os digo que habéis sido un gusano, un huevo o una especie de lodo”. Y trató la analogía entre todos los seres vivos. El nacimiento sorprendente de un niño blanco de padres negros le sugirió la idea de un color común y único a todo el género humano y su transformación progresiva en los actuales. Pensó que ciertos caracteres adquiridos podían transmitirse a generaciones sucesivas, anticipándose a Lamarck, y especuló acerca de la variedad de las razas humanas, preguntándose cómo de una sola pareja habrían aparecido tantos y tan distintos rasgos.

Linneo contestó negativamente a aquella segunda cuestión: realmente, no se advertía la aparición de seres distintos a los ya existentes. Su clasificación taxonómica se ordenaba jerárquicamente, contemplando las diferencias y semejanzas entre individuos: reino, tipo, clase, orden, familia, género y especie. Cada espécimen sería denominado mediante su género y especie: había acuñado los términos de descendencia común y divergencia gradual.

Jean Baptiste de Monet, caballero de Lamarck (1744-1829) sí admitió la evolución de los seres orgánicos, distribuyéndolos y ordenándolos en una larga cadena, desde los más simples e insignificantes hasta los más complejos e inteligentes; el último eslabón correspondería a la especie humana. No obstante, estuvo equivocado en una cosa: pensar que los caracteres adquiridos en la lucha por la supervivencia y adaptación al medio se transmitían de padres a hijos.

La Teoría de la Evolución de Charles Darwin (1809-1882), como la de su homólogo Alfred Russel Wallace (1823-1913) supone una síntesis entre el concepto de selección natural, proporcionado por Malthus (Ensayo sobre la población), y los Principios de Lyell. En 1859 apareció El origen de las especies, fruto de la cantidad ingente de datos recogidos y analizados por Darwin a lo largo de muchos años de intenso trabajo, especialmente los transcurridos a bordo del Beagle, y de las aportaciones cedidas por el botánico Joeph Hooker y el zoólogo Thomas Huxley.

Darwin fue consciente de la diversidad de las especies y de las variaciones que estas mostraban, dependiendo de su hábitat. Comprobó los progresos conseguidos en la selección de animales y plantas en cautividad y los comparó con los cambios sufridos por especies sometidas a distintas condiciones y medios salvajes. Dedujo entonces que la evolución se produce muy rápida en el primer caso y lenta y difícil en el segundo. Las técnicas empleadas por los criadores y cuidadores de aquellos eran determinantes en la obtención de individuos con ciertas características, pero ¿qué ocurría en la naturaleza? ¿Qué factor motivaba el surgimiento de especies nuevas y la desaparición de otras? Aquí introdujo el concepto de selección natural, consecuencia de la lucha por el alimento y el derecho a la procreación: la naturaleza permite la subsistencia de los más fuertes y mejor adaptados; estos, a su vez, consiguen reproducirse en mayor proporción y transmitir esas características propias a sus vástagos. Darwin no conocía las investigaciones de Mendel, por tanto todas sus hipótesis se apoyaron en la noción de selección natural.

En 1871 creyó que sus tesis podrían ser trasladas al hombre (La descendencia humana y la selección en relación al sexo), lo cual originó furibundos ataques de sus adversarios y detractores. La Iglesia se vio tocada en su punto más delicado: ¿El hombre no había sido creado a imagen y semejanza de Dios? Cuando Darwin escribió acerca de estos temas no se habían descubierto aún fósiles de animales intermedios entre los simios y los humanos; hoy día conocemos a Lucy, el eslabón que nos faltaba.

Los cambios evolutivos pueden ser lineales (anagénesis), cuando nos referimos a las transformaciones sufridas por individuos de la misma especie. O divergentes (cladogénesis), si hablamos de las variaciones a las que da lugar un organismo primigenio. También debemos distinguir las homologías o rasgos semejantes que exhiben especies diferentes, en el caso de que posean un ancestro común. Y las analogías, parecidos surgidos al realizar actividades similares. Sin embargo, los paleontólogos han observado cierta discontinuidad en los fósiles hallados. ¿Se debe a la pérdida de estratos? ¿Cómo puede ser que la evolución transcurra a saltos? Respecto a esta cuestión, Theodosius Dobzhansky (La genética y el origen de las especies, 1937), Ernst Mayr y George Gaylord Simpson concibieron la Teoría Sintética Moderna, la cual relaciona el fenómeno evolutivo con la carga genética de los individuos: el cambio observado no sólo es externo, sino también interno: las especies cambian genéticamente; la selección natural es el término nuclear de su teoría. Tras ellos, y en contra del ultradarwinismo desarrollado por Richard Dawkins, encontramos a Niles Eldredge y Stephen Jay Gould, quienes han enunciado el Principio del Equilibrio Pautado: Los cambios morfológicos de los individuos aparecen únicamente en los momentos de especiación, ésta motivada por una situación de estrés ambiental o una catástrofe, las cuales amenazan la supervivencia de la especie. La evolución lineal filética, comentan estos autores, se da en dos niveles: 1) Genético: variaciones y sustituciones del material celular; aquí se sucede un cambio gradual. 2) Especiación: se producen alteraciones morfológicas. Y para que aquella ocurra es necesario el aislamiento reproductivo.

Eldredge y Gould han introducido el azar y la discontinuidad en el progresivismo de Darwin; la hipótesis del Equilibrio Pautado se enfrenta a conceptos como determinismo genético y evolución inevitable y coherente.

También, opuesta al ultradarwinismo de Dawkins, Lynn Margulis ha propuesto una teoría basada en el fenómeno de la simbiosis: cuando una célula procariota absorbe a otra de estas características; el resultado es la formación de un organismo eucariota; es decir, una célula con núcleo; ambas cargas genéticas se unen, como sucede cuando un virus infecta a una bacteria. La aparición de especies nuevas surgiría de esta manera. Bajo esta perspectiva, Margulis defiende las tesis que en su día propuso Lamarck: los rasgos adquiridos podrían formar parte del acervo genético y ser transmitidos a la prole.

En contra del papel predominante que el darwinismo ha otorgado al concepto de selección natural, Stuart Kauffman lo sustituye por las nociones de anticaos o complejidad y defiende la inevitabilidad de la formación de nuevas especies: hay series de genes interrelacionados que, a pesar de estar sujetos a mutaciones fortuitas, no evolucionan aleatoriamente, sino que tienden a converger hacia un número muy pequeño de patrones o atractores.

Asimismo, las hipótesis de Darwin han dado lugar a lo que Gerald Edelman denomina Darwinismo neural: la selección neuronal en el ámbito del cerebro.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:
AYALA, Francisco J.: La teoría de la evolución. De Darwin a los últimos avances de la genética. Ed. Temas de Hoy, Madrid, 2001

BOWLER, P. J.: Historia Fontana de la ciencias ambientales. Fondo de Cultura Económica, México, 1998

HORGAN, John: El fin de la ciencia. Paidós, Barcelona, 1998

HULL, L.W. H.: Historia y Filosofía de la Ciencia. Ariel, Madrid, 1998

MASON, Stephen: Historia de las ciencias, vols. 3 y 4. Alianza Editorial, Madrid, 2001
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:
GOMIS, Alberto: La biología en el siglo XIX. Historia Akal de la ciencia y la tecnología, vol. 43
PUIG–SAMPER, Miguel A.: Darwinismo y antropología en el siglo XIX. Historia Akal de la ciencia y la tecnología, vol. 49 (2001)

RUSE, Michael: La revolución darwinista. Alianza, Madrid, 1983

SÁNCHEZ RON, José M. : El jardín de Newton. Crítica, Barcelona, 2001

TEMA 14: El desarrollo de la genética: Embriogénesis. Los experimentos de Mendel. Biología molecular e ingeniería genética. El genoma humano.
A finales del siglo XVIII las cosas no parecían muy simples: la naturaleza era espléndida y no sabía nada de economías. Derrochaba en pruebas, ensayos y tanteos. Se le escapaba de vez en cuando algún individuo monstruoso o deforme, incluso mejor dotado que el resto de los de su especie. Precisaba miles de “gusanos espermáticos” para crear un sólo embrión. Los errores desaparecían, al igual que los infradotados o los inadaptados. El más fuerte se habría camino con violencia y sin compasión hacia los que dejaba atrás; la lucha por la vida y la supervivencia se hizo patente. Los científicos querían saber el mecanismo de la herencia, cómo se efectuaba la transmisión de los caracteres y rasgos peculiares, y qué motivaba la diversificación de las especies; aunque este último aspecto, en principio, quizá no tuviera nada que ver con los anteriores.

Desde tiempos muy remotos se habían propuesto varias hipótesis para explicar los fenómenos acerca de la procreación y descendencia. Aristóteles hablaba de pangenesia cuando intentaba responder al parecido entre padres e hijos; los medievales interpretaron de modo diverso la reproducción sexual: ovismo, animaculismo y de doble semilla; y muchos defendieron la generación espontánea.

La formación de nuevas especies de plantas y animales en invernaderos o granjas estaba relacionada directamente con la transmisión de los rasgos propios de los progenitores. Gregor Mendel, monje agustino nacido en Brno, trabajó en este sentido con distintas clases de guisantes; los escogió según su aspecto (fenotipo): semillas lisas o rugosas; tallos largos o cortos; flores amarillas o verdes, etc. Y anotó el resultado de los cruces: Experimentos sobre la hibridación de las plantas (1856-1866). Comprobó que existían factores que se mezclaban y otros que prevalecían sobre sus homólogos; experimentó con generaciones sucesivas de híbridos, concluyendo que los organismos contenían en sus células reproductoras caracteres o genotipos con diversos alelos, los cuales se manifestaban o no, según el grado de predominancia de los mismos, pero que podían combinarse como si se trataran de unidades independientes y autónomas. Esto nos llevaría a introducirnos en el interior de las células reproductivas o gametos, para intentar descubrir el origen y fundamento de esos alelos.

No obstante, los descubrimientos de Mendel pasaron inadvertidos durante muchos años -entre otras cosas por la dificultad de resolver su origen embriológico - hasta que Hugo De Vries (gracias a la precisión de los microscopios) los utilizó para apoyar su Teoría de las mutaciones” (1901): sucesos mediante los que pretendía explicar el proceso evolutivo, relegando un poco la importancia de la selección natural. Afín a él encontramos a William Bateson; ambos se posicionaron en contra de los llamados Biometristas, como Karl Pearson, los cuales establecían que la causa desencadenante de la evolución se debía a una acumulación de factores y no a fenómenos singulares o anormalidades. En realidad, como se ha demostrado después, todos ellos tenían razón: la acumulación de pequeños cambios en la estructura del ADN puede provocar variaciones muy acusadas, así como las mutaciones surgidas en momentos de peligro o estrés ambiental, en los que la especie se ve amenazada.

A August Weismann (1834-1914) podemos considerarle el padre de la genética moderna. Distinguió dentro del huevo dos tipos de células: las que dan origen a los gametos (germoplasma) y son responsables de la herencia, y las que engendran el resto del cuerpo o soma; de este modo contradecía la hipótesis de Lamarck sobre la transmisión de los caracteres adquiridos. A partir de 1870 especularía acerca de si la fase reproductiva se efectuaba en el núcleo de la célula. Walter Flemming (1843-1905) distinguió en ésta una parte capaz de teñirse: la cromatina, y otra no: la acromatina. Durante la división celular los granos de cromatina se disponían en filamentos: los cromosomas. Así los llamó Wilhelm von Waldeger-Hartz en 1888. En 1902, W. S. Sutton y Theodor Boveri (1862-1915) descubrieron que los agentes encargados de transportar los rasgos hereditarios se hallaban en los cromosomas. Poco después, Carl Rabl (1853-1917) observó que los cromosomas persisten durante la división celular y Theodor Boveri puntualizó que la mitad de los cromosomas proceden del padre y la otra mitad de la madre. T. Montgomery averiguó el proceso completo de la meiosis y Wilhelm Johannsen (1857-1927) denominó Gen a esas partículas que supuestamente contienen los cromosomas y son responsables de la herencia, estableciendo la diferencia entre genotipo y fenotipo . Los experimentos llevados a cabo por el grupo de biólogos dirigidos por Thomas H. Morgan (1866-1945), en cepas de mosca Drosophila Melanogaster, demostraron que los genes se encuentran alineados en los cromosomas, sufriendo con frecuencia mutaciones que ocasionan diversos cambios morfológicos. En 1922 fueron capaces de elaborar un mapa cromosómico en el que se indicaban las posiciones relativas de más de dos mil genes pertenecientes a esta mosca. Morgan pensó que los genes deberían ser grandes moléculas orgánicas, relacionadas por vínculos químicos u otras fuerzas organizadoras.

Pero todavía se desconocía la composición y estructura de los genes. En 1944, un grupo de genetistas, conjuntamente, observó que estos se encuentran sumergidos en ácido desoxirribonucleico (ADN); fueron Ostwald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty. Por fin, en 1953 James Watson y Francis Crick desvelaron la secuencia del ADN (“Estructura molecular de los ácidos nucleicos: Una estructura para el ADN”); Rosalin Franklin, su densidad y dimensiones. Se trataba de una doble cadena de nucleótidos, cuya disposición determina las posibles combinaciones con veinte tipos distintos de aminoácidos. El ADN, por tanto, codifica la secuencia de todas las proteínas de las células; esto da lugar a las respectivas funciones y especialización de las mismas. Y los genes son segmentos de ese ADN. Al conjunto de genes lo llamamos genoma.

Todas las células de un mismo organismo contienen el mismo número de genes y todas las formas de vida poseen el mismo código genético, así se explican las semejanzas embriológicas entre distintas especies (filogenia). Los genes Hox, (descubiertos en la década de 1980), por ejemplo, controlan el desarrollo embrionario de todas las especies animales con simetría bilateral y actúan ordenadamente; aunque su número varía de unos organismos a otros. El ser humano tiene unos 30000 genes en el núcleo de cada célula, repartido entre los 23 pares de cromosomas; sus células son, por tanto, eucariotas. Los científicos han comprobado que no todo el ADN contiene genes; existe un porcentaje que, aparentemente no tiene ninguna utilidad y, lo que es más extraordinario, el hombre posee el mayor índice de ese ADN inservible: el 95% ¿Procede de intentos fallidos y mutaciones deletéreas? Estas surgirían de cambios producidos en la secuencia de nucleótidos, especialmente en el momento de la duplicación del ADN, en la fase reproductiva.

Compartir con otras especies el lenguaje genético permite, al menos teóricamente, su manipulación. Así, Rollin D. Hotchkiss, en 1965, fue el primer biólogo que habló de ingeniería genética al conseguir sustituir un segmento de ADN por otro perteneciente a un individuo diferente. Esto ha dado lugar a la formación de organismos transgénicos. Médicos, genetistas y bioquímicos han advertido enseguida las oportunidades que se ofrecen a la ciencia: Sustitución de genes patógenos por otros sanos; introducción de segmentos de ADN en organismos diversos para lograr sintetizar determinadas proteínas, útiles al género humano; clonación de individuos; creación in vitro de tejidos y células madre; elección de sexo; etc.

La lectura íntegra del genoma humano (y el de otras especies) nos abre todo un mundo de posibilidades.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:
CARDONA Lluís: Genética. De Darwin al genoma humano. Océano, Barcelona, 2002

AYALA, Francisco: La teoría de la evolución. De Darwin a los últimos avances de la genética. Temas de hoy, Madrid, 1991

SÁNCHEZ RON, José M.: El jardín de Newton. Crítica, Barcelona, 2001
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMETARIA:
KELLER, Evelyn Fox: El siglo del gen. Península. Barcelona, 2002

VII. EVALUACIÓN
Esta asignatura es cuatrimestral, por tanto se evaluará mediante un examen realizado en una de las pruebas presenciales correspondientes. Constará de cuatro cuestiones relacionadas con el temario propuesto, cada una de las cuales será calificada con dos puntos y medio, sobre un total de diez puntos. Conviene que la exposición de los temas sea concisa y ordenada, sin caer en la mera enumeración de acontecimientos o líneas de pensamiento. Es muy importante que el alumno o alumna sepa elaborar un trabajo de síntesis, destacando el cambio progresivo de conceptos y teorías, así como las semejanzas y diferencias existentes entre las diversas tendencias y corrientes científicas.


VIII. HORARIO DE CONSULTA
Dr. Eloy RADA GARCÍA

Dra. Piedad YUSTE LECIÑENA (pyuste@bec.uned.es)
Martes, de 10 a 14 y de 16 a 20 horas

Jueves, de 10 a 14 horas
Facultad de Filosofía. Edificio de Humanidades,

Tercera planta. Despacho 330

Paseo Senda del Rey, 7

Madrid 28040

Teléfono 91 398 6942

1 Se llama orto helíaco a la aparición de un astro antes de la salida del Sol

2 Uno de los puntos de corte entre las imaginarias circunferencias ecuatorial y eclíptica; ésta última es la línea por la que se desplaza el Sol en su movimiento aparente hacia el este. El otro punto señala el equinoccio de otoño. La eclíptica es la línea donde se producen los eclipses

3 Asterismos son grupos de una o más estrellas

4 Debemos distinguir el mes sinódico, en el que se repite una fase, del mes sidéreo: en el cual se determina el tiempo transcurrido entre dos pasos sucesivos por el mismo asterismo. La Luna posee un ciclo sidéreo de poco más de 27 días

5 La estrella más brillante de nuestro firmamento, situada en Can Mayor e identificada con la diosa Isis

6 Punto de la eclíptica en que el Sol alcanza la posición más alta y, por tanto, permanece más tiempo en el cielo; el punto opuesto coincide con el solsticio de invierno; aquí, la duración de la noche es la más larga del año

7 El año trópico solar consta de 365, 2422 días solares; se calcula midiendo el tiempo transcurrido entre dos equinoccios de primavera consecutivos; en los equinoccios de primavera y otoño la duración del día es idéntica a la de la noche. El año sidéreo se calcula midiendo el intervalo temporal entre dos pasos sucesivos por el mismo asterismo; su duración es de 365,2564 días solares medios

8 Estrellas, grupos de estrellas o asterismos que en su orto helíaco se asocian a intervalos de tiempo

9 Un óptico de Middleburg, llamado Hans Lippersey, construyó el primer telescopio en 1609

10 Perihelio es el punto en el que un planeta está más próximo al Sol; el afelio es el lugar en el que está más lejano

11 Tiempo en el que un planeta completa su órbita

12 Formulado por Christian Doppler para el sonido, actúa igualmente para la luz y las ondas electromagnéticas. Hubble lo trasladó a la astronomía: las ondas luminosas emitidas por un objeto luminoso que se aleja poseen mayor longitud de onda y su espectro se desplaza hacia el rojo.

13 Hoy día se ha demostrado que no es así, debido a la abundancia de quásares y radio-fuentes.

14 Este concepto se llama planitud.

15 Paracelso denominó spagyria a la alquimia

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