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El Hecho Evolutivo: Introducción.
En 1543 (y no se
impacienten con la fecha), Nicolás Copérnico publicó "De
revolutionibus orbium caelestium", libro en el que propuso
un nuevo y revolucionario sistema del mundo sobre la base de
una Tierra en movimiento.
En 1859, más de tres siglos más tarde, otro hombre
revolucionario publicó "Sobre el origen de las Especies", en
donde también se vertían nuevas y radicales ideas sobre la
naturaleza de la vida. El título de esta página no es más
que una alusión (espero que no presuntuosa) a esta
semejanza, porque si bien separados por varios siglos, ambos
personajes fueron prácticamente tratados de herejes y ambos
han sido los artífices de sendas revoluciones científicas y
del pensamiento humano.
Es ya clásica la frase de Theodosius Dobzhansky, uno de los
fundadores de la actual genética de poblaciones: "Nada
tiene sentido en Biología si no es a la luz de la Evolución"
, y sólo hace falta leer cualquier texto relacionado con las
Ciencias de la Vida, visualizar no importa qué documental
sobre la Naturaleza o ir, simplemente, al supermercado y ver
la inmensa variedad de vegetales que nos comemos, para darse
cuenta de lo fundamental y exacto de esta frase. No existe
fenómeno vital que escape a una explicación que, en el peor
de los casos, resulta ser implícitamente evolucionista.
En Noviembre de 1.998 se dio a conocer la primera secuencia
completa del genoma de un organismo eucariota, el del
"gusano" Caenorhabditis elegans. El director de este
proyecto era el genético molecular Sydney Brenner,
que en una reciente entrevista comentaba lo siguiente, en
referencia al futuro de la Biología: "... la Biología se
va a convertir muy pronto en una disciplina teórica, y todos
los científicos creativos estarán pronto en el campo de la
Evolución".
El 15 de Febrero del 2.001, en Nature, y el 16 del mismo
mes, en Science, se publicaba la secuencia "casi" definitiva
de otro genoma, pero esta vez más importante: el humano,
aunque no secuenciado al cien por cien. Confirma lo que ya
se sospechaba últimamente: que nuestro genoma es mucho más
sencillo cuantitativamente de lo que nuestra soberbia puede
soportar. Sólo 30.000 genes poseen los núcleos de nuestras
células (los últimos datos apuntan unos 50.000), y no hace
más de un año aún se especulaba con que serían 80.000.
Resultan ser no muchos más que los de una mosca del vinagre
y apenas 11.000 más que los del Caenorhabditis elegans.
Somos menos de lo que pensábamos. ¿O no?
Desde un punto de vista evolutivo, ya se sabe que poseemos
fragmentos de genoma vírico en nuestro ADN y que, al menos,
223 proteínas que sintetizamos ... lo hacemos mediante genes
que también poseen las bacterias, transferidos a nuestro
genomoa a través de otras especies o directamente de los
virus y bacterias. ¿Sorpresa? Y aún más. Se ha visto ya con
mayor precisión, si bien este dato ya se conocía por
estudios anteriores, que la variabilidad de nuestro genoma
es muy pequeña y que, incluso, personas de una misma
población pueden ser más diferentes entre sí que con
personas de poblaciones diferentes. Esto es lo que ocurre en
especies que acaban de aparecer en el campo evolutivo, como
la nuestra que apenas tiene hace 100.000 años que salió de
África ... pero esta es otra historia. Como decía el día de
la presentación del Proyecto Genoma Humano Svante Pääbo,
"todos los humanos somos africanos, ya residamos en África o
en el exilio reciente" . Siento no recordar de quién era
la siguiente reflexión, pero si hubiera un holocausto del
tipo que fuese y sólo sobreviviese una pequeña tribu de
algún lugar aislado del planeta, de seguro que conservaría
toda la variabilidad genética de nuestra especie.
Sigo con mi ambición inicial: divulgar lo que constituye una
de las ramas más apasionantes de la Ciencia. La EVOLUCIÓN
como proceso en el que se integran todos los fenómenos
dinámicos de nuestro planeta, tanto los correspondientes a
su parte viva como a su parte abiótica.
En el estudio de la Evolución Biológica, aportan sus datos y
conocimientos todas las ramas de la ciencia, desde el
bioquímico hasta el paleontólogo, desde el físico hasta el
edafólogo, desde el forense hasta el ecólogo, desde el
botánico hasta el genetista, ..., en fin, se trata, pues de
una Gran Ciencia, o una "superciencia" en ese sentido, pero,
como buena ciencia, en constante cambio acercándose cada vez
más a explicar el funcionamiento de la Naturaleza. Estas
páginas aportarán algo al pobre espacio en la Red que ocupa
en nuestro idioma este tema y la Ciencia en general.
Abundan, aunque algo menos de lo esperado, los recursos en
inglés, pero el campo resulta desesperante en nuestro
idioma, con honrosas excepciones. El que esto escribe es un
biólogo interesado por este tema, pero en absoluto un
experto en la materia (he de decir esa frase tan ausente en
la Red "esto no es una página oficial"), de modo que,
probablemente se encuentren algunos errores o imprecisiones.
Sólo estoy intentando contar a los demás todo aquello que
voy leyendo para animar a que también lo hagan otros.
Agradecería las contribuciones en este sentido que os
parezcan, lo mismo que nuevos enlaces, datos, etc. |
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La ciencia de la
evolución.
La teoría de la evolución se ocupa de tres materias
diferentes . La primera es el hecho de la evolución , es
decir, que las especies vivientes cambian a través del
tiempo y están emparentadas entre sí debido a que descienden
de antepasados comunes. La segunda materia es la historia de
la evolución, es decir, las relaciones particulares de
parentesco entre unos organismos y otros y cuándo se
separaron unos de otros los linajes que llevan a las
especies vivientes. La tercera materia se refiere a las
causas de la evolución de los organismos.
El origen evolutivo de los organismos es hoy una conclusión
científica establecida con un grado de certeza comparable a
otros conceptos científicos ciertos, como la redondez de la
tierra, la composición molecular de la materia o el
movimiento de los planetas. Este grado de certeza que va más
allá de toda duda razonable, es lo que señalan los biólogos
cuando afirman que la evolución es un hecho.
La investigación histórica de la evolución incluye
desentrañar la sucesión histórica de los organismos,
precisar los ritmos de la evolución, la multiplicación y la
extinción de especies, la colonización de islas y
continentes, y otras muchas cuestiones.
En cuanto a los mecanismos o causas de la evolución, Darwin
ya apuntó el de la selección natural, y hoy se conocen
algunos más, que se verán más adelante.
La historia de la teoría de la evolución no es una simple
enumeración de explicaciones científicas. Existe en primer
lugar una lucha entre dos concepciones del mundo. Para
algunos, admitir la transformación de las especies
significaba la destrucción de todas sus creencias. Los
partidarios de la lectura de la Biblia al pie de la letra se
empeñan, aún hoy en día, en negar la evolución, y tienen
todavía cierto poder para imponer sus ideas en ciertos
países. En los EEUU, por ejemplo, la batalla contra la
evolución cobró grandes proporciones en los años veinte (el
llamado "juicio del mono"). En 1924, la cámara de
representantes de Tenessee aprobaba, por unanimidad, una ley
que proclama: "En la Universidad o escuela normal o
cualquier escuela pública financiada entera o parcialmente
con fondos del Estado, queda prohibido enseñar una teoría
que niegue la historia de la creación divina del hombre, tal
como la enseña la Biblia, y propagar en su lugar que el
hombre desciende de un orden inferior de animales".
Actualmente, en Arkansas; Florida y Texas la doctrina
creacionista ha sido incluida en los programas escolares. En
California no se puede enseñar la teoría de la evolución a
título de teoría científica, sino como mera teoría no
probada. Ronald Reagan, en 1980, durante su campaña
presidencial, decía: si se enseña evolución en las escuelas
públicas, entonces habrá que enseñar también la historia
bíblica de la creación. |
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La Teoría de la
Evolución: Darwin y el Transformismo inglés.
La publicación de las teorías de Darwin se vio acelerada por una
circunstancia extraordinaria que le decidió a exponerse precozmente a los
ataques de los creacionistas. Había comentado sus ideas con algunos amigos
(Hooker, Lyell), pero no había pasado de ahí hasta el día en que recibió
una carta procedente del archipiélago malayo, en la que un tal Sir Alfred
Wallace resumía, en veinte páginas, una teoría similar a la que el mismo
tenía en curso de elaboración. Después de alguno titubeos, sus trabajos y
los de Wallace fueron presentados ante la Sociedad Linneana de Londres en
1858. Un año después publica El Origen de las Especies.
Es
interesante señalar que, además de Wallace, otros antes de Darwin han
presentados ideas semejantes. Así, en 1813, tres médicos británicos desarrollan una teoría de
la evolución basada en la selección natural, en la que rechazan la idea de
la herencia de los caracteres adquiridos. Dos de estos médicos, Prichard y
Wells, no son muy conocidos en su época. El tercero, en cambio, provoca un
auténtico escándalo en la Inglaterra puritana: en Lectures of Physiology y
Zoology and Natural History of Man, Lawrence afirma que todas las razas
humanas provienen de mutaciones del mismo tipo que las que se dan en las
camadas de conejos. La cría puede mejorar o arruinar la raza. Según él,
las familias reales son un buen ejemplo. En 1831, el botánico escocés
Patrick Matthew publica ideas aún más próximas a las que publicará Darwin,
y este último admite haber conocido el libro tras la publicación de El
Origen... Sea como fuere, esto patentiza que las ideas de Darwin no eran
tan originales como habitualmente se piensa.
El viaje del
"H.M.S Beagle".
¿Cuál será la fuente de inspiración de Darwin ?
A buen seguro que el viaje en el H.M.S. Beagle significó mucho para él.
Zarpó de Gran Bretaña en diciembre de 1831. Se había previsto que el viaje
durase dos años, pero tardó cinco en volver. Arribó en octubre de
1836.
Se trataba de una expedición cartográfica que Darwin, como
invitado, aprovechó para descubrir un mundo nuevo, el tropical: se
maravilla ante la sucesión de paisajes, estudia las diferentes especies de
animales y plantas en su geografía y observa la variedad de razas humanas.
El barco estaba al mando del capitán Robert Fitzroy, que acogió a
Darwin en él por recomendación del botánico John S. Henslow, que
simpatizaba con el joven Charles. Durante cinco años, Darwin hubo de
escuchar las opiniones de Fitzroy, conservadoras y creacionistas hasta el
extremo, sin pestañear. Stephen Jay Gould dice que las opiniones del
capitán habrían sido un acicate para que Darwin elaborara una teoría
opuesta.
Siempre que le era posible, desembarcaba para hacer
observaciones y recoger ejemplares. Alquiló caballos y guías, acampó en el
interior, trepó montañas y alquiló viviendas durante semanas, mientras
Fitzroy se ocupaba en recorrer el continente y remontar ríos.
De
vez en cuando enviaba a Henslow cajas de especímenes, y este lo enseñaba a
sus colegas. Un hallazgo de Darwin (el cráneo fósil de un megaterio,
enorme antecesor extinto del perezoso gigante de Sudamérica, también
extinto) produjo sensación cuando Henslow lo presentó en una exposición de
la British Assotiation for the Advancement of Science. Leyó, además,
extractos de muchas de las largas cartas de Darwin en sesiones de la
Philosophical Society, con el resultado de que, sin saberlo, el joven
naturalista se convertía en Inglaterra en científico respetable.
Es difícil decir cuáles fueron los datos más importantes para
Darwin. Su argumentación toma nociones de todas las disciplinas
científicas de la época. Pero no cabe duda de que sus observaciones en las
Islas Galápagos han desempeñado un papel importante en la elaboración de
su modelo de los mecanismos de transformación de las especies.
Cuando llega a la Isla de San Cristóbal se fija especialmente en
las tortugas y los pinzones. Estas aves, como resolverá una vez llega a
Inglaterra con la ayuda del ornitólogo John Gould, constan de catorce
especies en las islas, todas semejantes a las del continente, pero con
fisonomías y hábitos diferentes.
El vicegobernador, M. Lawson,
señala a Darwin un hecho que será muy importante: cada especie procede de
una isla diferente. Pensó que todas estas especies era como si estuvieran
emparentadas entre sí con un antepasado común, y hubiesen cambiado su
apariencia física para explotar con mayor eficacia la variedad de recursos
alimentarios de las islas. Escribió: "Cabe imaginar que, a partir de la
escasez de aves de este archipiélago, se aprovechó una especie con fines
diversos". Así pues, las catorce especies de pinzones de las Galápagos se
han transformado a partir de una especie llegada del continente, que se
había difundido por las islas. En cada isla, las aves habrían
experimentado transformaciones propias en función de los problemas
particulares hallados.
A Darwin le intrigaban mucho las
singularidades de la distribución geográfica:
- ¿Por qué lo que vivía al este de los Andes era tan diferente que los
que vivía al otro lado?
- ¿Por qué los animales sudamericanos diferían tanto de los
norteamericanos?
- ¿Por qué los animales del extremo norte eran tan similares en todos
los continentes?
- ¿Por qué no había mamíferos en las
Galápagos, salvo una pequeña especie de ratita?
- ¿Por qué en aquel archipiélago todas las especies resultaban tan
peregrinas, incluidas las plantas?
- ¿Por qué albergaba una sola especie de halcón, de paloma, de pájaro
nocturno y de serpiente?
El problema de la distribución surgió
de nuevo al arribar a Nueva Zelanda. Aquí se revelaba un extravagante
ecosistema aviar. Los nichos que hubieran correspondido a infinidad de
mamíferos, desde las marmotas hasta los antílopes, estaban ocupados por un
despliegue inverosímil de aves no voladoras o, más precisamente, lo habían
estado, porque los cazadores maoríes casi las habían exterminado antes de
que llegara Darwin. Los fósiles probaban que en otro tiempo habían
predominado en la isla. Iban de los moas gigantes, dos veces más grandes
que los avestruces, y que ponían huevos del grosor de una pelota de
baloncesto, a una multitud de pájaros menores, como el kiwi, del tamaño de
una gallina y uno de los pocos supervivientes de esta fauna, ya que
actualmente vive alejado de los asentamientos humanos, como inconspicuo y
huidizo hijo de la noche.
En Australia, sin embargo, sí que había
una plétora de mamíferos, aunque de índole diferente a los europeos,
asiáticos y africanos. Casi todos eran marsupiales, como los canguros que
ocupaban el nicho de los herbívoros. Pero también existían otros que
ocupaban los lugares de conejos, lobos, puerco espines, monos, etc.
Tras estos y otros muchos datos, Darwin vino a pensar algo
parecido a lo que sigue: si se tiene en cuenta el parentesco de la
totalidad de los animales del mundo, cómo forman grupos, cómo se
distribuyen geográficamente y cómo varían, aunque sea poco, de un sitio a
otro, se hace muy difícil concebirlos como especies fijas.
Durante los años 1937 y 1938, Darwin se enfrentó al llamado
problema de la dilución. Era sabido si se aparea un animal muy diferente
de sus congéneres con otro, y luego con otro la descendencia, y así
sucesivamente, la variabilidad tan grande inicialmente acaba
desapareciendo. Comprendió que había fuerzas muy poderosas para conservar
las especies, como el hecho de la descendencia estéril de dos especies
diferentes (como el caballo con los asnos). También se dio cuenta de que
los animales débiles o deformes no sobrevivían: los enemigo y el hambre
efectuaban una constante elección diezmadora de los incapaces, lo que
confinaba a las especies a la regularidad. Sin embargo, en su mente seguía
viendo toda aquella variabilidad que había observado en su viaje.
Fue en esta época cuando leyó el trabajo de Malthus , y en fecha
muy posterior lo acreditó como una de sus revelaciones: "... me inspiró de
pronto que ... se tendería a conservar las variaciones conservadoras, y a
destruir las que no lo fuesen. De ello resultaría la formación de nuevas
especies". Para otros la doctrina malthusiana era la única manera de
mantener una especia apta e inmutada; Darwin lo vio a la inversa: habiendo
variación entre los individuos, ?no habría unos más aptos y más capaces de
sobrevivir?
En estas circunstancias, ya podía
explicar la diversidad de los pinzones y tortugas de las Galápagos. El
archipiélago era de origen volcánico y surgió del fondo marino. Cuanto
llegó a las islas procedía de otros parajes. Si cada invasor era una pizca
diferente de sus compañeros en el continente y en las demás islas (y no
hay dos individuos idénticos en las especies animales superiores) se
entiende que las diferentes sucesiones de tortugas y pinzones, al
multiplicarse, intensificarían sus diferencias y tendrían rasgos
característicos propios. Aquellos se había realizado durante millares de
años, y cada isla albergó una especie diferente de tortuga y pinzón cuando
Darwin llegó.
El pensamiento de Darwin no discurrió linealmente.
Fue consecuencia de un entretejido de observaciones y conclusiones, que
hubo de organizar antes de que se resolvieran en teoría. Ernst Mayr, en su
libro "The Growth of the Biological Thought" (El desarrollo del
pensamiento biológico) resume mejor que nadie en cinco observaciones y
tres inferencias la labor de Darwin:
- Observación número 1. Las especies gozan
de gran potencial de fecundidad, dato que él ya había observado y que
Malthus le recordó.
- Observación número 2. Las poblaciones
tienden a conservar sus proporciones. La inmensa mayoría de las
poblaciones son estables.
- Observación número 3. Los recursos
alimentarios tienen límites y se mantienen casi siempre bastante
regulares.
De estas tres observaciones Darwin infirió que en un medio
ambiente de recursos alimentarios estables y con proliferación excesiva de
los individuos, estos se enfrentarán a la lucha por
sobrevivir.
- Observación número 4. No hay dos
individuos idénticos. La variabilidad es universal.
- Observación número 5. Gran parte de la
variación se hereda.
La segunda inferencia de Darwin
concluye que en un mundo de poblaciones estables, en el que los individuo
han de luchar para sobrevivir, sólo tienen posibilidad de hacerlo los que
tienen mejores características, que sus cría probablemente heredarán. Esta
desigual proporción de supervivencia es la selección natural. De aquí
Darwin infirió, al final, que el proceso de selección natural, si se
cumple con intensidad suficiente y durante bastante tiempo, acarrea al
cabo cambios muy perceptibles en una población y culmina en la aparición
de una nueva especie. Tras todo este corpus de ideas y conclusiones
perfectamente argumenta-das, cabe imaginar a Darwin presto a publicarlas.
Sin embargo, lo que sucedió fue muy distinto. Hacia 1839 y 1840 había
llenado varios cuadernos. En 1842 los organizó y escribió un corto ensayo
que bosquejaba su teoría. En 1844 redactó otro más extenso. Pero no
publicó ninguno: le sobraban ejemplos para concluir que hablar de
evolución en su sociedad y verse relegado a la repudia estaban íntimamente
unidos. Así, en 1844 Darwin se desvió del asunto y comenzó a estudiar algo
menos comprometido, como eran las lapas, durante ocho años. El resultado
fue una obra de cuatro tomos que aún hoy es un hito científico. Aún así,
según Stephen Jay Gould, Darwin siempre lograba relacionar el asunto que
trataba, por muy distante que pareciera, con el motor de su vida: la
Evolución.
La mariquita asiática. Un caso de variabilidad.
La variabilidad genética dentro de una especie resulta
evidente en la coloración de los élitros (primer par de alas) de la
mariquita asiática Harmonia axyridis.
Se trata de una especie
indígena de Siberia, Japón, Corea y China, que presenta cierto número de
variantes con diferente distribución geográfica. La variable signata-19
(las tres filas superiores) tiene muchas formas con manchas negras sobre
fondo amarillo, presentando incluso algunos miembros exclusivamente
negros; la variante aulica (cuarta fila) presenta un gran par de manchas
amarillas sobre fondo negro; la variante axyridis (quinta fila) presenta
manchas que varían en cuanto a color desde el amarillo anaranjado hasta el
naranja pálido y la variante spectabilis (sexta fila) tiene manchas rojas
sobre fondo negro.
La distribución geográfica de las poblaciones
de esta especie es bastante precisa: Siberia centrooccidental está
habitada, casi exclusivamente, por la variedad axyridis; más hacia el
este, las poblaciones se hacen más variables, incrementendo la frecuencia
de formas con fondo amarillo como signata; la variedad spectabilis sólo se
encuentra en Extremo Oriente.
Se cree que los diversos patrones de
coloración vienen determinados por una serie de formas variantes del mismo
gen. Aunque este tipo de variabilidad discreta, llamado polimorfismo es
raro, en todas las especies actuales se observan formas más sutiles de
variabilidad, que a veces sólo se expresan en respuesta a medios
cambiantes.
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