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Características del método
Científico.
Método científico, método
de estudio sistemático de la naturaleza que incluye las técnicas de
observación, reglas para el razonamiento y la predicción, ideas
sobre la experimentación planificada y los modos de comunicar los
resultados experimentales y teóricos.
La ciencia suele definirse por la forma de investigar más que por el
objeto de investigación, de manera que los procesos científicos son
esencialmente iguales en todas las ciencias de la naturaleza; por
ello la comunidad científica está de acuerdo en cuanto al lenguaje
en que se expresan los problemas científicos, la forma de recoger y
analizar datos, el uso de un estilo propio de lógica y la
utilización de teorías y modelos. Etapas como realizar observaciones
y experimentos, formular hipótesis, extraer resultados y analizarlos
e interpretarlos van a ser características de cualquier
investigación.
En el método científico la observación consiste en el estudio de un
fenómeno que se produce en sus condiciones naturales. La observación
debe ser cuidadosa, exhaustiva y exacta.
A partir de la observación surge el planteamiento del problema que
se va a estudiar, lo que lleva a emitir alguna hipótesis o
suposición provisional de la que se intenta extraer una
consecuencia. Existen ciertas pautas que han demostrado ser de
utilidad en el establecimiento de las hipótesis y de los resultados
que se basan en ellas; estas pautas son: probar primero las
hipótesis más simples, no considerar una hipótesis como totalmente
cierta y realizar pruebas experimentales independientes antes de
aceptar un único resultado experimental importante.
La experimentación consiste en el estudio de un fenómeno,
reproducido generalmente en un laboratorio, en las condiciones
particulares de estudio que interesan, eliminando o introduciendo
aquellas variables que puedan influir en él. Se entiende por
variable todo aquello que pueda causar cambios en los resultados de
un experimento y se distingue entre variable independiente,
dependiente y controlada.
Variable independiente es aquélla que el experimentador modifica a
voluntad para averiguar si sus modificaciones provocan o no cambios
en las otras variables. Variable dependiente es la que toma valores
diferentes en función de las modificaciones que sufre la variable
independiente. Variable controlada es la que se mantiene constante
durante todo el experimento.
En un experimento siempre existe un control o un testigo, que es una
parte del mismo no sometida a modificaciones y que se utiliza para
comprobar los cambios que se producen.
Todo experimento debe ser reproducible, es decir, debe estar
planteado y descrito de forma que pueda repetirlo cualquier
experimentador que disponga del material adecuado.
Los resultados de un experimento pueden describirse mediante tablas,
gráficos y ecuaciones de manera que puedan ser analizados con
facilidad y permitan encontrar relaciones entre ellos que confirmen
o no las hipótesis emitidas.
Una hipótesis confirmada se puede transformar en una ley científica
que establezca una relación entre dos o más variables, y al estudiar
un conjunto de leyes se pueden hallar algunas regularidades entre
ellas que den lugar a unos principios generales con los cuales se
constituya una teoría.
Según algunos investigadores, el método científico es el modo de
llegar a elaborar teorías, entendiendo éstas como configuración de
leyes. Mediante la inducción se obtiene una ley a partir de las
observaciones y medidas de los fenómenos naturales, y mediante la
deducción se obtienen consecuencias lógicas de una teoría. Por esto,
para que una teoría científica sea admisible debe relacionar de
manera razonable muchos hechos en apariencia independientes en una
estructura mental coherente. Así mismo debe permitir hacer
predicciones de nuevas relaciones y fenómenos que se puedan
comprobar experimentalmente.
Las leyes y las teorías encierran a menudo una pretensión realista
que conlleva la noción de modelo; éste es una abstracción mental que
se utiliza para poder explicar algunos fenómenos y para reconstruir
por aproximación los rasgos del objeto considerado en la
investigación.
Ecología.
Estudio de la relación entre los
organismos y su medio ambiente físico y biológico. El medio ambiente
físico incluye la luz y el calor o radiación solar, la humedad, el
viento, el oxígeno, el dióxido de carbono y los nutrientes del
suelo, el agua y la atmósfera. El medio ambiente biológico está
formado por los organismos vivos, principalmente plantas y animales.
Debido a los diferentes enfoques necesarios para estudiar a los
organismos en su medio ambiente natural, la ecología se sirve de
disciplinas como la climatología, la hidrología, la física, la
química, la geología y el análisis de suelos. Para estudiar las
relaciones entre organismos, la ecología recurre a ciencias tan
dispares como el comportamiento animal, la taxonomía, la fisiología
y las matemáticas.
El creciente interés de la opinión pública respecto a los problemas
del medio ambiente ha convertido la palabra ecología en un término a
menudo mal utilizado. Se confunde con los programas ambientales y la
ciencia medioambiental (véase Medio ambiente). Aunque se trata de
una disciplina científica diferente, la ecología contribuye al
estudio y la comprensión de los problemas del medio ambiente.
El término ecología fue acuñado por el biólogo alemán Ernst Heinrich
Haeckel en 1869; deriva del griego oikos (hogar) y comparte su raíz
con economía. Es decir, ecología significa el estudio de la economía
de la naturaleza. En cierto modo, la ecología moderna empezó con
Charles Darwin. Al desarrollar la teoría de la evolución, Darwin
hizo hincapié en la adaptación de los organismos a su medio ambiente
por medio de la selección natural. También hicieron grandes
contribuciones naturalistas como Alexander von Humboldt,
profundamente interesados en el cómo y el por qué de la distribución
de los vegetales en el mundo.
Biomas.
Las grandes unidades de vegetación son llamadas formaciones
vegetales por los ecólogos europeos y biomas por los de América del
Norte. La principal diferencia entre ambos términos es que los
biomas incluyen la vida animal asociada. Los grandes biomas, no
obstante, reciben el nombre de las formas dominantes de vida
vegetal.
Bajo la influencia de la latitud, la elevación y los regímenes
asociados de humedad y temperatura, los biomas terrestres varían
geográficamente de los trópicos al Ártico, e incluyen diversos tipos
de bosques, praderas, monte bajo y desiertos. Estos biomas incluyen
también las comunidades de agua dulce asociadas: corrientes, lagos,
estanques y humedales. Los medios ambientes marinos, que algunos
ecólogos también consideran biomas, comprenden el océano abierto,
las regiones litorales (aguas poco profundas), las regiones
bentónicas (del fondo oceánico), las costas rocosas, las playas, los
estuarios y las llanuras mareales asociadas.
Ecosistemas.
Resulta más útil considerar a los entornos terrestres y acuáticos,
ecosistemas, término acuñado en 1935 por el ecólogo vegetal sir
Arthur George Tansley para realzar el concepto de que cada
ecosistema es un todo integrado. Un sistema es un conjunto de partes
interdependientes que funcionan como una unidad y requiere entradas
y salidas. Las partes fundamentales de un ecosistema son los
productores (plantas verdes), los consumidores (herbívoros y
carnívoros), los organismos responsables de la descomposición
(hongos y bacterias), y el componente no viviente o abiótico,
formado por materia orgánica muerta y nutrientes presentes en el
suelo y el agua. Las entradas al ecosistema son energía solar, agua,
oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno y otros elementos y
compuestos. Las salidas del ecosistema incluyen el calor producido
por la respiración, agua, oxígeno, dióxido de carbono y nutrientes.
La fuerza impulsora fundamental es la energía solar. Por último, en
un nivel de organización superior se encuentran las relaciones entre
los diferentes elementos o partes del ecosistema.
Energía y
nutrientes.
Los ecosistemas funcionan con energía
procedente del Sol, que fluye en una dirección, y con nutrientes,
que se reciclan continuamente. Las plantas usan la energía lumínica
transformándola, por medio de un proceso llamado fotosíntesis, en
energía química bajo la forma de hidratos de carbono y otros
compuestos. Esta energía es transferida a todo el ecosistema a
través de una serie de pasos basados en el comer o ser comido, la
llamada red trófica. En la transferencia de la energía, cada paso se
compone de varios niveles tróficos o de alimentación: plantas,
herbívoros (que comen vegetales), dos o tres niveles de carnívoros
(que comen carne), y organismos responsables de la descomposición.
Sólo parte de la energía fijada por las plantas sigue este camino,
llamado red alimentaria de producción. La materia vegetal y animal
no utilizada en esta red, como hojas caídas, ramas, raíces, troncos
de árbol y cuerpos muertos de animales, dan sustento a la red
alimentaria de la descomposición. Las bacterias, hongos y pequeños
animales (generalmente invertebrados) que se alimentan de materia
muerta se convierten en fuente de energía para niveles tróficos
superiores vinculados a la red alimentaria de producción. De este
modo la naturaleza aprovecha al máximo la energía inicialmente
fijada por las plantas.
En ambas redes alimentarias el número de niveles tróficos es
limitado debido a que en cada transferencia se pierde gran cantidad
de energía (como calor de respiración) que deja de ser utilizable o
transferible al siguiente nivel trófico. Así pues, cada nivel
trófico contiene menos energía que el que le sustenta. Debido a
esto, por ejemplo, los ciervos o los alces (herbívoros) son más
abundantes que los lobos (carnívoros).
El flujo de energía alimenta el ciclo biogeoquímico o de los
nutrientes. El ciclo de los nutrientes comienza con su liberación
por desgaste y descomposición de la materia orgánica en una forma
que puede ser empleada por las plantas. Éstas incorporan los
nutrientes disponibles en el suelo y el agua y los almacenan en sus
tejidos. Los nutrientes pasan de un nivel trófico al siguiente a lo
largo de la red trófica. Dado que muchas plantas y animales no
llegan a ser comidos, en última instancia los nutrientes que
contienen sus tejidos, tras recorrer la red alimentaria de la
descomposición, son liberados por la descomposición bacteriana y
fúngica, proceso que reduce los compuestos orgánicos complejos a
compuestos inorgánicos sencillos que quedan a disposición de las
plantas.
Desequilibrios.
Los nutrientes circulan en el interior
de los ecosistemas. No obstante, existen pérdidas o salidas, y éstas
deben equilibrarse por medio de nuevas entradas o el ecosistema
dejará de funcionar. Las entradas de nutrientes al sistema proceden
de la erosión y desgaste de las rocas, del polvo transportado por el
aire, y de las precipitaciones, que pueden transportar materiales a
grandes distancias. Los ecosistemas terrestres pierden cantidades
variables de nutrientes, arrastrados por las aguas y depositados en
ecosistemas acuáticos y en las tierras bajas asociadas. La erosión,
la tala de bosques y las cosechas extraen del suelo una cantidad
considerable de nutrientes que deben ser reemplazados. De no ser
así, el ecosistema se empobrece. Es por esto por lo que las tierras
de cultivo han de ser fertilizadas.
Si la entrada de un nutriente excede en mucho a su salida, el ciclo
de nutrientes del ecosistema afectado se sobrecarga, y se produce
contaminación. La contaminación puede considerarse una entrada de
nutrientes que supera la capacidad del ecosistema para procesarlos.
Los nutrientes perdidos por erosión y lixiviación en las tierras de
cultivo, junto con las aguas residuales urbanas y los residuos
industriales, van a parar a los ríos, lagos y estuarios. Estos
contaminantes destruyen las plantas y los animales que no pueden
tolerar su presencia o el cambio medioambiental que producen; al
mismo tiempo favorecen a algunos organismos con mayor tolerancia al
cambio. Así, en las nubes llenas de dióxido de azufre y óxidos de
nitrógeno procedentes de las áreas industriales, éstos se
transforman en ácidos sulfúrico y nítrico diluidos y caen a tierra,
en forma de lluvia ácida, sobre grandes extensiones de ecosistemas
terrestres y acuáticos. Esto altera las relaciones ácido-base en
algunos de ellos, mueren los peces y los invertebrados acuáticos y
se incrementa la acidez del suelo, lo que reduce el crecimiento
forestal en los ecosistemas septentrionales y en otros que carecen
de calizas para neutralizar el ácido.
POBLACIONES Y COMUNIDADES.
Las unidades funcionales de un
ecosistema son las poblaciones de organismos a través de las cuales
circulan la energía y los nutrientes. Una población es un grupo de
organismos de la misma especie que comparten el mismo espacio y
tiempo. Los grupos de poblaciones de un ecosistema interactúan de
varias formas. Estas poblaciones interdependientes forman una
comunidad, que abarca la porción biótica del ecosistema.
Especies y especiación.
Conceptos fundamentales en la
clasificación de los organismos vivos. En términos sencillos, una
especie es un grupo de organismos que se caracterizan por tener una
forma, un tamaño, una conducta y un hábitat similares y porque estos
rasgos comunes permanecen constantes a lo largo del tiempo. Una
especie biológica se define como un grupo de poblaciones naturales
cuyos individuos son capaces de aparearse entre sí y producir una
descendencia viable. Esta definición recoge tanto las relaciones
evolutivas que existen entre los miembros de una especie, como sus
peculiaridades físicas y hace especial hincapié, en que las especies
evolucionan de forma autónoma.
Existen otras definiciones de especie, entre ellas, la más antigua,
es la idea de la especie como un tipo determinado de seres. Este
concepto tiene su origen en la obra de Platón y Aristóteles. Según
esta definición, la especie representa una forma perfecta, mientras
que las variaciones individuales son simples imperfecciones de su
expresión. Por otra parte, esta teoría se fundamenta sólo en la
simple observación ya que considera como especie al grupo de
individuos que se asemejan entre sí y que está separado de otros
grupos por diferencias morfológicas, es decir, por variaciones en la
estructura y en la forma. Estos conceptos son adecuados para
clasificar objetos inanimados, como los minerales, en los que las
similitudes particulares entre objetos se corresponden con
semejanzas en los procesos físicos que dan lugar a los mismos. Sin
embargo, los organismos vivos están influidos también por sus
antecedentes genealógicos, es decir, por los caracteres que heredan
de sus generaciones precedentes. De esta manera, la definición
anterior resulta inapropiada. Ciertas características de los
organismos pueden reflejar su historia pasada, pero pueden ser
irrelevantes o estar afectadas sólo parcialmente por las condiciones
ambientales. Un ejemplo clásico es el apéndice vermiforme humano que
constituye un vestigio de un antepasado con hábitos herbívoros.
Además de ser inapropiadas, las clasificaciones basadas en criterios
tipológicos y morfológicos resultan inútiles cuando se intentan
aplicar a los tiempos geológicos, o a regiones geográficas extensas.
Una característica que se aplica para diferenciar dos especies en un
lugar determinado puede no ser válida en otro lugar. Esto es así,
porque las especies cambian de morfología, de conducta, y de hábitat
en el espacio y en el tiempo geológico. El concepto biológico de
especie tiene en cuenta lo anterior pero las definiciones
tipológicas y morfológicas consideran a los organismos sólo como
formas estáticas.
La especiación es el proceso mediante el cual se forman las
especies. En una primera etapa, denominada de aislamiento
extrínseco, los miembros de una especie existente comienzan a
separarse entre sí, debido a algún suceso externo, como un cambio
climático, la formación de una barrera física (la aparición de una
montaña, por ejemplo), o la colonización de un nuevo hábitat. Esta
separación puede ocurrir también porque, durante el transcurso de
centenares de generaciones, los individuos pueden necesitar
dispersarse desde el ámbito geográfico de su especie a otras zonas.
En una segunda etapa, de diferenciación, las poblaciones aisladas
divergen genéticamente, lo que pueden realizar con más rapidez que
aquellas que están en contacto con otras poblaciones. Esto ocurre,
bien debido al azar, o bien como resultado de la selección natural.
En la tercera etapa, llamada de aislamiento intrínseco, ciertas
formas de aislamiento evolucionan en el seno de la población. Todas
esas tendencias dependen más de los organismos que del entorno y
pueden originarse por preferencias durante el cortejo, o por
incompatibilidades genéticas, que hacen que la descendencia de
cruces entre diferentes poblaciones no resulte viable o fértil. El
mulo es un ejemplo. En la etapa final, la de independencia, las
poblaciones recién separadas siguen su evolución particular y son
capaces de colonizar otros ámbitos geográficos sin necesidad de
hibridarse o mezclarse con otras. Cada una de estas etapas ha sido
comprobada en estudios de campo y en laboratorio con diversos
organismos.
Existen, en teoría, dos maneras posibles de llevar a cabo la
especiación: de modo geográfico, o de modo no geográfico. En la
especiación geográfica, el aislamiento inicial surge como resultado
de una separación geográfica de las poblaciones. La especiación no
geográfica es el resultado de cambios de conducta, o genéticos, de
una parte de determinada población local. Por ejemplo, muchos
insectos comerán sólo una especie de planta y usarán la forma, el
color, o el olor de esta planta como indicadores para la
localización de pareja o del lugar para la puesta de sus huevos. Si
un grupo de estos insectos, de manera accidental, coloniza una nueva
especie de planta y se aparea allí, se produce entonces un grado de
aislamiento comparable al que se produciría si ambas poblaciones
estuvieran separadas por mucha distancia. Existe una gran
controversia acerca de la frecuencia con que aparecen los distintos
tipos de especiación pero, en general, se considera más común la
especiación geográfica.
La definición biológica de especie no es infalible. Pueden existir
siempre algunos casos dudosos para los que la identificación de la
especie resulte arbitraria. Esto sucede porque las especies no son
entes estáticos. Los estados intermedios de la especiación son los
que causan mayores dificultades a la hora de la clasificación e
identificación; incluso durante la división celular, cuando sólo hay
una o dos células, existe controversia sobre las mismas. La ausencia
de casos dudosos sólo podría significar que la evolución hubiera
finalizado su recorrido y no siguiera teniendo lugar.
Diversidad.
La comunidad tiene ciertos atributos,
entre ellos la dominancia y la diversidad de especies. La dominancia
se produce cuando una o varias especies controlan las condiciones
ambientales que influyen en las especies asociadas. En un bosque,
por ejemplo, pueden ser dominantes una o más especies de árboles,
como el roble o el abeto; en una comunidad marina los organismos
dominantes suelen ser animales, como los mejillones o las ostras. La
dominancia puede influir en la diversidad de especies de una
comunidad porque la diversidad no se refiere solamente al número de
especies que la componen, sino también a la proporción que cada una
de ellas representa.
La naturaleza física de una comunidad queda en evidencia por las
capas en las que se estructura, o su estratificación. En las
comunidades terrestres, la estratificación está influida por la
forma que adoptan las plantas al crecer. Las comunidades sencillas,
como los pastos, con escasa estratificación vertical, suelen estar
formadas por dos capas: suelo y capa herbácea. Un bosque puede tener
varias capas: suelo, herbácea, arbustos, árboles de porte bajo,
árboles de porte alto con copa inferior o superior, entre otras.
Estos estratos influyen en el medio ambiente físico y en la
diversidad de hábitats para la fauna. La estratificación vertical de
las comunidades acuáticas, por contraste, recibe sobre todo la
influencia de las condiciones físicas: profundidad, iluminación,
temperatura, presión, salinidad, contenido en oxígeno y dióxido de
carbono.
Hábitat y nicho.
La comunidad aporta el hábitat, el lugar en el que viven las
distintas plantas o animales. Dentro de cada hábitat, los organismos
ocupan distintos nichos. Un nicho es el papel funcional que
desempeña una especie en una comunidad, es decir, su ocupación o
modo de ganarse la vida. Por ejemplo, el candelo oliváceo vive en un
hábitat de bosque de hoja caduca. Su nicho, en parte, es alimentarse
de insectos del follaje. Cuanto más estratificada esté una
comunidad, en más nichos adicionales estará dividido su hábitat.
Tasas de crecimiento de la población.
Las poblaciones tienen una tasa de
nacimiento (número de crías producido por unidad de población y
tiempo) una tasa de mortalidad (número de muertes por unidad de
tiempo) y una tasa de crecimiento. El principal agente de
crecimiento de la población son los nacimientos, y el principal
agente de descenso de la población es la muerte. Cuando el número de
nacimientos es superior al número de muertes la población crece y
cuando ocurre lo contrario, decrece. Cuando el número de nacimientos
es igual al de muertes en una población dada su tamaño no varía, y
se dice que su tasa de crecimiento es cero.
Al ser introducida en un medio ambiente favorable con abundantes
recursos, una pequeña población puede experimentar un crecimiento
geométrico o exponencial. Muchas poblaciones experimentan un
crecimiento exponencial en las primeras etapas de la colonización de
un hábitat, ya que se apoderan de un nicho infraexplotado o expulsan
a otras poblaciones de uno rentable. Las poblaciones que siguen
creciendo exponencialmente, no obstante, acaban llevando al límite
los recursos, y entran con rapidez en declive debido a algún
acontecimiento catastrófico como una hambruna, una epidemia o la
competencia con otras especies. En términos generales, las
poblaciones de plantas y animales que se caracterizan por
experimentar ciclos de crecimiento exponencial son especies con
abundante descendencia y se ocupan poco de sus crías o producen
abundantes semillas con pocas reservas alimenticias. Estas especies,
que acostumbran a tener una vida corta, se dispersan con rapidez y
son capaces de colonizar medios ambientes hostiles o alterados. Se
conocen como especies generalistas o estrategas de la R, aunque a
menudo reciben también el nombre de especies oportunistas, y se
caracterizan por presentar altas tasas de reproducción, pocas
exigencias ecológicas y no explotar con eficacia los recursos.
Otras poblaciones tienden a crecer de forma exponencial al comienzo
y logísticamente a continuación, es decir, su crecimiento va
disminuyendo al ir aumentando la población, y se estabiliza al
alcanzar los límites de la capacidad de sustentación de su medio
ambiente. A través de diversos mecanismos reguladores, tales
poblaciones mantienen un cierto equilibrio entre su tamaño y los
recursos disponibles. Los animales que muestran este tipo de
crecimiento poblacional tienden a tener menos crías, pero les
proporcionan atención familiar; las plantas producen grandes
semillas con considerables reservas alimenticias. Estos organismos
tienen una vida larga, tasas de dispersión bajas y son malos
colonizadores de hábitats alterados. Suelen responder a los cambios
en la densidad de población (número de organismos por unidad de
superficie) con cambios en las tasas de natalidad y de mortalidad en
lugar de con la dispersión. Cuando la población se aproxima al
límite de los recursos disponibles, las tasas de natalidad
disminuyen y las de mortalidad entre jóvenes y adultos aumentan. Se
conocen como especies especialistas o estrategas de la K y se
caracterizan por presentar menor fecundidad, mayores exigencias
ecológicas y mejor aprovechamiento de los recursos.
Interacciones en la comunidad.
Las principales influencias sobre el crecimiento de las poblaciones
están relacionadas con diversas interacciones, que son las que
mantienen unida a la comunidad. Estas incluyen la competencia, tanto
en el seno de las especies como entre especies diferentes, la
depredación, incluyendo el parasitismo, y la coevolución o
adaptación.
Competencia.
Cuando escasea un recurso compartido,
los organismos compiten por él, y los que lo hacen con mayor éxito
sobreviven. En algunas poblaciones vegetales y animales, los
individuos pueden compartir los recursos de tal modo que ninguno de
ellos obtenga la cantidad suficiente para sobrevivir como adulto o
reproducirse. Entre otras poblaciones, vegetales y animales, los
individuos dominantes se apoderan de la totalidad de los recursos y
los demás quedan excluidos. Individualmente, las plantas tienden a
aferrarse al lugar donde arraigan hasta que pierden vigor o mueren,
e impiden que sobrevivan otros individuos controlando la luz, la
humedad y los nutrientes del entorno.
Muchos animales tienen una organización social muy desarrollada a
través de la cual se distribuyen recursos como el espacio, los
alimentos y la pareja entre los miembros dominantes de la población.
Estas interacciones competitivas pueden manifestarse en forma de
dominancia social, en la que los individuos dominantes excluyen a
los subdominantes de un determinado recurso, o en forma de
territorialidad, en la que los individuos dominantes dividen el
espacio en áreas excluyentes, que ellos mismos se encargan de
defender. Los individuos subdominantes o excluidos se ven obligados
a vivir en hábitats más pobres, a sobrevivir sin el recurso en
cuestión o a abandonar el área. Muchos de estos animales mueren de
hambre, por exposición a los elementos y víctimas de los
depredadores.
La competencia entre los miembros de especies diferentes provoca el
reparto de los recursos de la comunidad. Las plantas, por ejemplo,
tienen raíces que penetran en el suelo hasta diferentes
profundidades. Algunas tienen raíces superficiales que les permiten
utilizar la humedad y los nutrientes próximos a la superficie. Otras
que crecen en el mismo lugar tienen raíces profundas que les
permiten explotar una humedad y unos nutrientes no disponibles para
las primeras.
Depredación.
Una de las interacciones fundamentales
es la depredación, o consumo de un organismo viviente, vegetal o
animal, por otro. Si bien sirve para hacer circular la energía y los
nutrientes por el ecosistema, la depredación puede también controlar
la población y favorecer la selección natural eliminando a los menos
aptos. Así pues, un conejo es un depredador de la hierba, del mismo
modo que el zorro es un depredador de conejos. La depredación de las
plantas incluye la defoliación y el consumo de semillas y frutos. La
abundancia de los depredadores de plantas, o herbívoros, influye
directamente sobre el crecimiento y la supervivencia de los
carnívoros. Es decir, las interacciones depredador-presa a un
determinado nivel trófico influyen sobre las relaciones
depredador-presa en el siguiente. En ciertas comunidades, los
depredadores llegan a reducir hasta tal punto las poblaciones de sus
presas que en la misma zona pueden coexistir varias especies en
competencia porque ninguna de ellas abunda lo suficiente como para
controlar un recurso. No obstante, cuando disminuye el número de
depredadores, o estos desaparecen, la especie dominante tiende a
excluir a las competidoras, reduciendo así la diversidad de
especies.
Coevolución.
La coevolución es la evolución conjunta
de dos especies no emparentadas que tienen una estrecha relación
ecológica, es decir, que la evolución de una de las especies depende
en parte de la evolución de la otra. La coevolución también
desempeña un papel en las relaciones depredador-presa. Con el paso
del tiempo, al ir desarrollando el depredador formas más eficaces de
capturar a su presa, ésta desarrolla mecanismos para evitar su
captura. Las plantas han desarrollado mecanismos defensivos como
espinas, púas, vainas duras para las semillas y savia venenosa o de
mal sabor para disuadir a sus consumidores potenciales. Algunos
herbívoros son capaces de superar estas defensas y atacar a la
planta. Ciertos insectos, como la mariposa monarca, pueden
incorporar a sus propios tejidos sustancias venenosas tomadas de las
plantas de las que se alimentan, y las usan como defensa contra sus
depredadores. Otros organismos similares relacionados con ella
(véase Mariposa virrey) pueden adquirir, a través de la selección
natural, un patrón de colores o una forma que imita la de la especie
no comestible. Dado que se asemejan al modelo desagradable, los
imitadores consiguen evitar la depredación. Otros animales recurren
a asumir una apariencia que hace que se confundan con su entorno o
que parezcan formar parte de él. El camaleón es un ejemplo bien
conocido de esta interacción. Algunos animales que emplean olores
desagradables o venenos a modo de defensa suelen exhibir también
coloraciones de advertencia, normalmente colores brillantes o
dibujos llamativos, que actúan como aviso adicional para sus
depredadores potenciales. Véase Adaptación; Mimetismo.
Otra relación coevolutiva es el mutualismo, en el que dos o más
especies dependen la una de la otra y no pueden vivir más que
asociadas. Un ejemplo de mutualismo es el de las micorrizas,
relación forzosa entre determinados hongos y las raíces de ciertas
plantas. En uno de los grupos, el de las ectomicorrizas, los hongos
forman una capa o manto en torno a las radicelas. Las hifas de los
hongos invaden la radicela y crecen entre las paredes celulares,
además de extenderse suelo adentro a partir de ella. Los hongos, que
incluyen varias setas comunes de los bosques, dependen del árbol
para obtener energía. A cambio, ayudan al árbol a obtener nutrientes
del suelo y protegen sus raicillas de ciertas enfermedades. Sin las
micorrizas, algunos grupos taxonómicos, como las gimnospermas y
algunas angiospermas (aliso, árbol del paraíso), no pueden
sobrevivir y desarrollarse. Por su parte, los hongos no pueden
existir sin los árboles. El ejemplo más concluyente de simbiosis
mutualista lo constituyen los líquenes: una asociación entre un
hongo y un simbionte fotosintético, un alga, de cuya interacción se
origina un talo estable con estructura y fisiología específicas.
Evolución.
En biología, descendencia con
modificaciones, proceso por el que todos los seres vivos de la
Tierra han divergido, por descendencia directa, a partir de un
origen único que existió hace más de 3.000 millones de años.
A lo largo de la historia ha sido siempre obvio, para la mayoría de
las personas, que la gran diversidad de la vida, la increíble
perfección con la que están dotados los organismos vivos para
sobrevivir y multiplicarse, y la desconcertante complejidad de las
estructuras vitales, sólo pueden ser obra de la creación divina. No
obstante, una y otra vez han existido pensadores aislados que creían
que debía haber una alternativa a la creación sobrenatural. En la
antigua Grecia existía la noción de que las especies se
transformaban en otras especies. Esta creencia quedó arrinconada
hasta que en el siglo XVIII fue retomada por pensadores progresistas
como Pierre de Maupertuis, Erasmus Darwin y Jean Baptiste de Lamarck.
En la primera mitad del siglo XIX, esta idea se hizo habitual en los
círculos intelectuales, en especial en los de temas geológicos,
aunque siempre de forma vaga y sin que existiera una visión clara
del mecanismo que podía originar estas modificaciones. Fue Charles
Darwin (nieto de Erasmus) quien, incitado por la publicación del
descubrimiento de Alfred Russel Wallace de su principio de la
selección natural, estableció finalmente la teoría de la evolución a
través de la publicación: El origen de las especies por medio de la
selección natural en 1859, conocido por lo general como El origen de
las especies. A partir de 1859 fue difícil dudar que todas las
especies vivas, incluida la nuestra, habían evolucionado de otras.
La biología molecular moderna hace que resulte difícil dudar que el
origen de todas las especies puede remontarse a un antecesor común
único, que todas las formas de vida conocidas comparten el mismo
código genético y que es muy improbable que hubieran podido dar con
ello de forma independiente.
La Tierra se formó hace unos 4.000 a 5.000 millones de años. Existen
fósiles de criaturas microscópicas del tipo de las bacterias que
prueban que surgió la vida hace unos 3.000 millones de años. En
algún momento entre estas dos fechas —la evidencia molecular supone
que hace cerca de 4.000 millones de años— debió tener lugar el
increíble suceso del origen de la vida. Nadie sabe qué ocurrió,
aunque los teóricos coinciden en que la clave fue la aparición
espontánea de seres que se autorreplicaban, es decir, algo
equivalente a los genes en sentido general. Existe menos acuerdo
sobre cómo llegó a producirse.
Es probable que al principio la atmósfera de la Tierra contuviera
metano, amoníaco, dióxido de carbono y otros gases que abundan aún
en otros planetas del sistema solar. Los químicos han reconstruido
en los laboratorios estas condiciones primitivas al nivel
experimental. Si se mezclan los gases adecuados con agua en un
matraz, y se añade energía mediante una descarga eléctrica
(simulando la iluminación primitiva), se sintetizan de forma
espontánea sustancias orgánicas. Entre éstas se cuentan, en una
proporción significativa, aminoácidos (unidades que construyen las
proteínas, incluidas todas las enzimas importantes que controlan los
procesos químicos de la vida), purinas y pirimidinas (unidades que
forman el ARN y ADN). Parece probable que al principio de la
existencia de la Tierra sucediera algo similar. Por consiguiente, el
mar podría haber sido un caldo de compuestos orgánicos
prebiológicos.
Como es natural, el hecho de que las moléculas orgánicas aparecieran
en este caldo primitivo, no es suficiente. Como hemos mencionado
antes, el paso más importante fue la aparición de moléculas que se
autorreplicaban, capaces de producir copias de sí mismas. Hoy, la
molécula más conocida que se autorreplica es el ácido
desoxirribonucleico (ADN). La creencia de que el propio ADN no
podría haber estado presente en el origen de la vida está muy
extendida, ya que su replicación depende demasiado de estructuras
muy especializadas que no pudieron existir antes del inicio de la
propia evolución. El ADN ha sido descrito como una molécula de alta
tecnología que apareció con toda probabilidad algún tiempo después
del origen de la vida. Tal vez la molécula con la que está
emparentada, el ácido ribonucleico (ARN), que aún desempeña varias
funciones vitales en las células vivas, fue la molécula
autorreplicativa original. O tal vez ésta fue un tipo de molécula
diferente. Una vez que las moléculas autorreplicativas se habían
formado por casualidad, pudo haberse iniciado algo parecido a la
selección natural darwiniana: las variaciones presentes en las
poblaciones podrían tener su origen en errores aleatorios en el
copiado. Las variantes con una replicación especialmente buena
habrían predominado automáticamente en el caldo primitivo, mientras
que aquellas que no se replicaron, o que lo hicieron de forma
errónea, estarían en una proporción relativamente menos numerosa.
Una forma de selección natural molecular condujo a una eficacia
mayor entre las moléculas que se replicaban.
Al tiempo que la competitividad entre las moléculas que se
replicaban aumentó, el éxito debió alcanzar a aquellas que
conseguían desarrollar una habilidad o mecanismo especial para su
autoconservación y replicación rápida. Estos mecanismos fueron
construidos probablemente mediante la manipulación de otras
moléculas, tal vez proteínas. Otros mecanismos manipulados fueron
aquellas estructuras previas a las membranas que proporcionaron
espacios circunscritos donde incluir las reacciones químicas. Pudo
haber sido poco después de este estadio cuando las criaturas simples
del tipo de las bacterias dieron lugar a los primeros fósiles hace
más de 3.000 millones de años. El resto de la evolución puede ser
considerada como una continuación de la selección natural de las
moléculas replicativas, ahora denominadas genes, debida a su
capacidad para construir por sí mismas estructuras eficaces (cuerpos
celulares y multicelulares) para su propia supervivencia y
reproducción. Tres mil millones de años es un periodo de tiempo
largo, y parece que ha sido lo suficientemente prolongado como para
haber dado origen a estructuras tan increíblemente complejas como el
cuerpo de los vertebrados y de los insectos. Con frecuencia, se hace
referencia a los genes como al medio que emplean los cuerpos para
reproducirse. Esto es a primera vista innegable, aunque es más
cierto el hecho de que los cuerpos son el medio que utilizan los
genes para reproducirse.
Los fósiles no se depositaron más que en una pequeña proporción
hasta el cámbrico, hace casi 600 millones de años. Por aquel
entonces, la mayoría de los principales filos de animales (los
grupos mayores en los que se clasifica el reino Animal) habían
aparecido. Como es obvio, las criaturas con partes esqueléticas
duras, como los dientes, tienen más probabilidades de fosilizarse y,
por tanto, predominan en el registro fósil. Un gran número de los
primeros vertebrados aparecieron en yacimientos de hace más de 300
millones de años: criaturas pisciformes, completamente cubiertas por
un armazón duro, tal vez adaptadas para escapar de los euriptéridos,
que eran depredadores submarinos gigantes del tipo de los
escorpiones que abundaban en los mares en aquellos tiempos. En
cuanto a los vertebrados, la Tierra fue colonizada en primer lugar,
hace aproximadamente 250 millones de años, por peces con aletas
lobuladas y pulmones, después por anfibios y por varios tipos de
animales más perfeccionados que denominamos reptiles. Los mamíferos
y, más tarde, las aves surgieron de dos ramas diferentes de
reptiles. La rápida divergencia de los mamíferos en la rica variedad
de tipos que existen hoy en día, desde las zarigüeyas a los
elefantes, de los osos hormigueros a los monos, parece que ha sido
originada por el vacío dejado por la extinción catastrófica de los
dinosaurios hace 65 millones de años.
Aunque, como es natural, nos detenemos más en la evolución de
nuestra propia clase —los vertebrados, los mamíferos y los primates—
éstos constituyen sólo una pequeña rama del gran árbol de la vida.
Se reconocen algunas docenas de filos de animales, y los vertebrados
constituyen sólo un subfilo dentro de uno de ellos. Además del reino
Animal, otras agrupaciones evolucionadas que se admiten de forma
convencional como reinos son las plantas (reino Vegetal), los hongos
(reino Hongos) y los protistas unicelulares (reino Protistas), que
se reúnen todos dentro de un grupo principal único, Eucariotas. Las
criaturas que no son eucariotas se denominan procariotas (reino
Móneras o Procariotas), en las que se incluyen varios tipos de
bacterias (el estado de virus como ser vivo es materia de debate:
muchos de ellos son, con toda probabilidad, fragmentos evadidos de
material genético, parásitos desde hace relativamente poco tiempo).
Hoy en día, la mayoría acepta que las células eucarióticas se
originaron como una unión simbiótica de varias células
procarióticas. Dentro de las células eucarióticas existen orgánulos,
como las mitocondrias y los cloroplastos, que contienen su propio
ADN y que son casi con certeza los descendientes lineales de
procariotas ancestrales.
La
selección natural; o la supervivencia de los más aptos.
Si, bajo condiciones variables de vida, los seres orgánicos
presentan diferencias individuales en casi todas las partes de su
estructura, cosa que no puede discutirse; si hay una lucha rigurosa
por la existencia, debido a la proporción geométrica de aumento en
alguna época, estación o año, y esto tampoco puede discutirse;
considerando la infinita complejidad en las relaciones de todos los
seres orgánicos entre sí y con sus condiciones de vida, origen de
infinita diversidad de estructura, constitución y hábitos que han de
ser ventajosos, sería un hecho muy extraordinario el que nunca se
hubiesen producido variaciones útiles para el propio bienestar de
cada ser, de la misma manera que se han producido tantas variaciones
útiles para el ser humano.
Mas si alguna vez se producen variaciones útiles para cualquier ser
orgánico, seguramente los individuos así caracterizados tendrán la
mayor probabilidad de ser conservados en la lucha por la vida; y
debido al fuerte principio de la herencia, tenderán a producir
descendencia caracterizada de un modo parecido. A este principio de
conservación, o supervivencia de los más aptos, yo le he dado el
nombre de Selección Natural. Conduce a la mejora de toda criatura en
relación con sus condiciones orgánicas e inorgánicas de vida; y por
consiguiente, en la mayoría de los casos, a lo que debe considerarse
como un progreso en la organización. Sin embargo, las formas bajas y
simples durarán mucho tiempo si están bien adaptadas para sus
condiciones de vida también simples.
La selección natural, basada en el principio de que las cualidades
se heredan en las edades correspondientes, puede modificar el huevo,
la semilla o la cría, tan fácilmente como al adulto. Entre muchos
animales, la selección sexual habrá prestado su ayuda a la selección
ordinaria, asegurando a los machos más vigorosos y mejor adaptados
el mayor número de descendientes. La selección sexual dará también
caracteres útiles a los machos solos, en sus luchas o rivalidad con
otros machos; y estos caracteres serán transmitidos a un solo sexo o
a ambos sexos, según la forma de herencia que predomine.
Si la selección natural ha actuado realmente de este modo adaptando
las diversas formas de vida a sus diversas condiciones y estaciones,
debe juzgarse por el tenor general y el número de las pruebas en pro
y en contra que presentamos en los capítulos siguientes. Pero ya
hemos visto que ello acarrea la extinción, y hasta qué punto la
extinción ha actuado en la historia del mundo, la geología nos lo
indica claramente. Asimismo, la selección natural conduce a la
divergencia de carácter; porque cuanto más diverjan los seres
orgánicos en estructura, hábitos y constitución, tanto más puede
sostenerse un número grande de individuos en la misma región, de lo
cual tenemos una prueba con sólo mirar a los habitantes de cualquier
lugar pequeño y a las producciones naturalizadas en tierras
extranjeras. Por lo tanto, durante la modificación de los
descendientes de cualquier especie, y durante la lucha incesante de
todas las especies por aumentar en número, cuanto más diversificados
lleguen a ser los descendientes, mayores serán sus probabilidades de
éxito en la lucha por la vida. Así, las pequeñas diferencias que
distinguen a las variedades de la misma especie tienden
constantemente a aumentar, hasta que igualan las mayores diferencias
entre las especies del mismo género, o incluso de géneros distintos.
Ya hemos visto que la especie que más varía es la especie común, muy
difundida y muy distribuida, perteneciente a los géneros más
numerosos dentro de cada clase; y estas especies tienden a
transmitir a sus modificados descendientes aquella superioridad que
ahora las hace ser dominantes en sus propios países. La selección
natural, como acaba de observarse, conduce a la divergencia de
carácter y a una gran extinción de las formas de vida menos
perfeccionadas e intermedias. A base de estos principios puede
explicarse la naturaleza de las afinidades y las distinciones
generalmente bien definidas entre los innumerables seres orgánicos
dentro de cada clase en el mundo entero. Es un hecho realmente
maravilloso (pero tendemos a no considerarlo maravilloso, porque
estamos familiarizados con el mismo) el de que todos los animales y
todas las plantas a través de todo el tiempo y de todo el espacio se
relacionen unos con otros formando grupos, subordinados a grupos,
tal como observamos en todas partes, a saber, variedades de la misma
especie estrechamente relacionadas, formando secciones y subgéneros,
especies de distintos géneros mucho menos estrechamente
relacionados, y géneros relacionados en diferentes grados, formando
subfamilias, familias, órdenes, subclases y clases. Los varios
grupos subordinados dentro de cualquier clase no pueden clasificarse
en una sola fila, sino que parecen estar arracimados alrededor de
puntos, y éstos alrededor de otros puntos, y así sucesivamente en
ciclos casi interminables. Si las especies hubiesen sido creadas
independientemente, no habría sido posible explicar esta clase de
clasificación pero se explica por la herencia y la acción compleja
de la selección natural, que provoca la extinción y la divergencia
de carácter, según hemos visto ilustrado en el diagrama.
Las afinidades de todos los seres de la misma clase se han
representado a veces mediante un gran árbol. Creo que este símil
dice en gran parte la verdad. Las ramas verdes y florecientes pueden
representar las especies existentes; y las producidas durante años
anteriores pueden representar la larga sucesión de especies
extinguidas. En cada período de crecimiento, todas las ramas, al
crecer, han tratado de extenderse en todos los sentidos y de superar
y matar a las ramitas y ramas que las rodeaban, de la misma manera
que las especies y los grupos de especies han vencido en todo tiempo
a otras especies en la gran lucha por la vida. Los troncos divididos
en grandes ramas y éstas en ramas más y más pequeñas, fueron también
en otro tiempo, cuando el árbol era joven, retoños florecientes; y
esta conexión de los brotes antiguos y actuales en los ramificados
brazos puede representar a las mil maravillas la clasificación de
todas las especies extinguidas y vivientes en grupos subordinados a
otros grupos. De los muchos retoños que florecieron cuando el árbol
no era más que un arbusto, sólo dos o tres, convertidos en grandes
ramas, sobreviven todavía y sostienen las otras ramas; lo mismo
ocurre con las especies que vivieron durante los remotos períodos
geológicos, las cuales muy pocas han dejado en pos de sí
descendientes vivientes y modificados. Desde el primer crecimiento
del árbol, más de una rama de todos los tamaños se ha deteriorado y
caído; y estas ramas caídas de diversos tamaños pueden representar
aquellos órdenes, familias y géneros enteros que ahora no tienen
representantes vivientes y que sólo nos son conocidos en su estado
fósil. De la misma manera que aquí y allá vemos una ramita solitaria
que sale de la parte baja del tronco de un árbol, que por alguna
circunstancia fortuita ha sido favorecida y todavía está viva en su
parte superior, así vemos ocasionalmente un animal como el
ornitorrinco o el lepidosiren, que en grado exiguo enlaza por sus
afinidades a dos grandes ramas de la vida y que, al parecer, se ha
salvado de la fatal competencia por haber habitado en un paraje
resguardado. Del mismo modo que los retoños dan origen, al crecer, a
otros retoños, y éstos, cuando son vigorosos, se ramifican y dominan
por todos lados a muchas ramas más débiles, así creo que ha
sucedido, por medio de la generación, con el gran Árbol de la Vida,
que llena la corteza de la Tierra con sus ramas muertas y rotas, y
cubre la superficie con sus incesantes y hermosas ramificaciones.
Fuente: Darwin, Charles. El origen de las especies.
Darwinismo.
Es importante tener en cuenta dos
aspectos muy distintos de la aportación de Darwin. Él recogió un
gran número de pruebas que demostraban que la evolución había tenido
lugar y elaboró la única teoría conocida sobre los mecanismos de la
evolución de las especies. Estos descubrimientos también fueron
realizados por Wallace de forma independiente. El nombre de Darwin
se superpone en el recuerdo al de Wallace debido al gran cúmulo de
evidencias que Darwin expuso con gran claridad y fuerza en el texto
de El origen de las especies.
Darwin conocía algunas pruebas fósiles y las utilizó para demostrar
el hecho de la evolución, aun cuando los geólogos de su época no
fueron capaces de adjudicar fechas exactas a dichos fósiles. En
1862, el eminente físico lord Kelvin inquietó a Darwin al demostrar
en su calidad de autoridad, y hoy sabemos que se equivocó, que el
Sol y, por tanto, la Tierra, no podía tener una antigüedad superior
a 24 millones de años. Aunque esta estimación era mucho más acertada
que la fecha de 4004 a.C. que en aquel entonces apoyaba la Iglesia
para la creación, no concedía el tiempo suficiente que necesitaba la
evolución que Darwin proponía. Kelvin utilizó esta estimación y su
inmenso prestigio científico como herramientas en contra de la
teoría de la evolución. Su error estaba basado en la presunción de
que el Sol liberaba calor mediante combustión, en lugar de por
fusión nuclear, algo difícil de saber en aquella época.
Además de los fósiles, Darwin utilizó otra prueba menos directa,
aunque en muchos sentidos más convincente, para demostrar el hecho
de que la evolución había tenido lugar. Las modificaciones que
habían sufrido los animales y plantas domesticados eran una prueba
persuasiva de que las variaciones evolutivas eran posibles y de la
eficacia del equivalente artificial del mecanismo de evolución
propuesto por Darwin, la selección natural. Por ejemplo, la
existencia de razas locales aisladas tiene una explicación fácil en
la teoría de la evolución; la teoría de la creación sólo podría
explicarlas si se asumen numerosos “focos de creación” esparcidos
por toda la superficie terrestre. La clasificación jerárquica en la
que se distribuyen de forma natural los animales y las plantas
sugiere un árbol familiar: la teoría de la creación tiene que
establecer suposiciones complejas y artificiales acerca de los temas
y variaciones que cruzaban la mente del creador. Darwin también
utilizó como prueba de esta teoría el hecho de que algunos órganos
observados en adultos y embriones parecían ser vestigios. De acuerdo
con las teorías de la evolución, estos órganos, como los diminutos
huesos de miembros ocultos de las ballenas, son un remanente de los
miembros o patas que utilizaban para caminar sus antecesores
terrestres. Su explicación plantea problemas a la teoría de la
creación. Por lo general, la prueba de que el proceso de la
evolución ha existido consiste en un gran número de observaciones
detalladas que, en conjunto, adquieren sentido si asumimos la teoría
de la evolución, pero que sólo podrían ser explicadas por la teoría
de la creación si suponemos que el creador lo disponía
cuidadosamente para confundirnos. Las pruebas moleculares modernas
han contribuido a demostrar la teoría de la evolución más allá de
las ideas más extravagantes de Darwin, y el proceso de la evolución
tiene tantas garantías de seguridad como cualquier ciencia.
Refiriéndonos de nuevo a la evolución, la teoría que Darwin y
Wallace propusieron de su mecanismo, la selección natural, tiene
menos garantías. Ésta sugiere la supervivencia no aleatoria de
variaciones de las características hereditarias originadas al azar.
Otros británicos victorianos, como Patrick Matthew y Edward Blyth,
habían propuesto con anterioridad algo parecido, aunque en
apariencia lo consideraron sólo como una fuerza negativa. Parece que
Darwin y Wallace fueron los primeros que se dieron cuenta de todo su
potencial como una fuerza positiva para dirigir la evolución de todo
ser vivo. Evolucionistas anteriores como el abuelo de Darwin,
Erasmus, se habían inclinado hacia una teoría alternativa del
mecanismo de la evolución, asociada en la actualidad, por lo
general, al nombre de Lamarck. Ésta enunciaba que las mejoras
adquiridas durante la vida de un organismo, como el crecimiento de
los órganos con el uso y su atrofia con el desuso, eran
hereditarias. Esta teoría de la herencia de las características
adquiridas tiene un atractivo emotivo (por ejemplo, para George
Bernard Shaw en su prólogo a Volviendo a Matusalén), aunque la
evidencia no la apoya, ni es teóricamente convincente. Incluso si la
información genética pudiera de alguna manera viajar hacia atrás
desde los cuerpos celulares al material hereditario, es casi
inconcebible que el desarrollo embrionario pudiera invertirse de
forma que las mejoras adquiridas durante la vida de un animal se
codificaran de nuevo en sus genes. Inconcebible o no, la evidencia
está en su contra. En la época de Darwin existían más dudas acerca
de esta cuestión y, de hecho, el propio Darwin consideró una versión
personalizada del lamarckismo, en aquellos momentos en que su teoría
de la selección natural se enfrentaba a dificultades.
Aquella dificultad surgió de las ideas que existían en aquella época
sobre la naturaleza de la herencia. En el siglo XIX se asumía casi
de forma universal que la herencia era un proceso combinado. En esta
teoría, los descendientes no sólo tienen un carácter y apariencia
intermedia, producto de la combinación de la de sus padres, sino que
los factores hereditarios que transmiten a su propia descendencia
son así mismo combinaciones intermedias debido a que se produce una
inextricable fusión. Se puede demostrar que si la herencia es de
tipo combinada es casi imposible que la selección natural darwiniana
actúe, ya que la variación disponible se divide a la mitad en cada
generación. Esto se expuso en 1867 y preocupó a Darwin lo suficiente
como para conducirlo hacia el lamarckismo. Este concepto pudo haber
contribuido también al hecho aislado de que el darwinismo fuera
relegado temporalmente a principios del siglo XX. La solución al
problema que tanto inquietó a Darwin descansa en la teoría de la
herencia particular desarrollada por Johann Mendel y publicada en
1865, pero que desafortunadamente no fue leída por Darwin, ni
prácticamente por nadie, hasta después de su muerte.
Neodarwinismo.
Los estudios de Mendel, retomados a finales del siglo, demostraron
lo que Darwin insinuó vagamente en cierta época, que la herencia es
particular, no combinada. Sean o no los descendientes formas
intermedias entre sus dos padres, heredan y transmiten partículas
hereditarias separadas, que hoy en día denominamos genes. Un
individuo hereda o no un gen específico de uno de sus padres. Esto
mismo puede aplicarse a los padres; por tanto, un individuo puede
también heredar o no un gen específico de uno de sus abuelos. Cada
uno de sus genes procede de uno de sus abuelos y, antes de ello, de
uno particular de sus bisabuelos. Este argumento puede ser aplicado
repetidamente a un número indefinido de generaciones. Los genes
únicos y separados se distribuyen de forma independiente a través de
las generaciones como las cartas en una baraja, en lugar de
combinarse como los ingredientes de un puré.
Esto marca la diferencia de la plausibilidad matemática de la teoría
de la selección natural. Si la herencia es particular, la selección
natural puede actuar. Como establecieron por primera vez el
matemático británico G. H. Hardy y el científico alemán W. Weinberg,
no existe una tendencia propia de los genes a desaparecer del
conjunto de genes. Si lo hacen será debido a procesos fortuitos, o a
la selección natural —porque algo relativo a dichos genes influye en
la probabilidad de que los individuos que los posean sobrevivan y se
reproduzcan. La versión moderna del darwinismo, denominada
neodarwinismo, está basada en esta idea. Ésta fue elaborada entre
los años 1920 y 1930 por los genetistas R. A. Fisher, J. B. S.
Haldane y Sewall Wright, y consolidada con posterioridad en la
década de los años cuarenta en la síntesis conocida como
neodarwinismo. La revolución reciente experimentada por la biología
molecular iniciada en la década de los años cincuenta, ha reforzado
y confirmado, más que modificado, la teoría de los años 1930 y 1940.
La teoría genética moderna de la selección natural puede resumirse
en lo siguiente: los genes de una población de animales o plantas
que se entrecruzan sexualmente constituyen un conjunto de genes. Los
genes compiten en este conjunto de la misma manera que las moléculas
primitivas que se reproducían lo hacían en el caldo primitivo. En la
práctica, la vida de los genes del conjunto de genes transcurre o
asentándose en cuerpos individuales que ellos ayudan a construir, o
transmitiéndose de un cuerpo a otro a través del espermatozoide o
del óvulo en el proceso de la reproducción sexual. Ésta mantiene los
genes mezclados y el hábitat a largo plazo de los genes es el
conjunto genético. Cualquier gen que se origina en él es resultado
de una mutación u error aleatorio en el proceso de copia de los
genes (véase Genética). Una vez que se ha producido una mutación
nueva, ésta puede extenderse a través del conjunto genético por
medio de la mezcla sexual. La mutación es el origen último de la
variación genética. La reproducción sexual y la recombinación
genética debida al cruzamiento, muestran que la variación genética
se distribuye con rapidez y se recombina en el conjunto genético. Es
probable que de cualquier gen de un conjunto genético existan varias
copias que procedan de la misma mutación, o de mutaciones paralelas
independientes. Por consiguiente, se puede decir que cada gen tiene
una frecuencia en el conjunto de genes. Mientras que algunos genes,
como el del albinismo, son genes raros en él, otros son habituales.
En el ámbito de la genética, la evolución puede definirse como el
proceso responsable de la variación de la frecuencia de los genes en
el conjunto genético.
Existen varias razones que explican la causa por la que la
frecuencia de los genes puede variar: inmigración, emigración,
desplazamientos aleatorios y selección natural. La inmigración,
emigración y las desviaciones aleatorias no tienen demasiado interés
desde el punto de vista de la adaptación, aunque en la práctica
pueden ser muy importantes. Sin embargo, la selección natural es
fundamental para explicar la mejora de la adaptación, la compleja
organización funcional de la vida y aquellos atributos de progreso
que, discutiblemente, se pueden exhibir como evolución. La dotación
genética de los organismos influye sobre su propio desarrollo.
Algunos tienen mejores cualidades para sobrevivir y reproducirse que
otros. Los organismos que son buenos, es decir, aquéllos cuyas
características para sobrevivir y reproducirse son mejores, tenderán
a aportar más genes a los conjuntos genéticos del futuro que
aquéllos cuyas características sean malas para estos fines: los
genes que tienden a formar organismos buenos serán predominantes en
los conjuntos genéticos. La selección natural se traduce en el
distinto éxito que alcanzan los organismos en la supervivencia y
reproducción: esto es importante debido a las consecuencias que
supone para la supervivencia de los genes en el conjunto genético.
No todas las muertes selectivas conducen a cambios evolutivos. Por
el contrario, la mayor parte de la selección natural se denomina
selección estabilizadora, por cuanto elimina genes del conjunto
genético que tienden a producir desviaciones de una forma que ya es
óptima. Pero cuando las condiciones del medio cambian, bien por una
catástrofe natural o por una evolución más perfecta de otras
criaturas (depredadores, víctimas, parásitos y otros), la selección
puede conducir a una variación evolutiva.
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