Funciones Vitales de los Seres Vivos
Para mantener la actividad vital, los organismos realizan tres funciones esenciales:
- Intercambio y Procesamiento de Materia y Energía (Nutrición y Metabolismo): Intercambiar materia o energía, procesarla, transformarla y eliminar lo inservible (metabolismo), manteniendo la actividad vital (nutrición).
- Formación de Copias de Sí Mismos (Reproducción): Requiere la duplicación previa de la información genética.
- Recepción y Respuesta a la Información del Medio (Relación): Capacidad de reconocimiento y respuesta al entorno (relación).
Organización Molecular y Celular
Las moléculas se organizan en células. La materia que forma los seres vivos se compone de:
- Biomoléculas Orgánicas: Hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
- Biomoléculas Inorgánicas: Agua ($ ext{H}_2 ext{O}$) y sales minerales.
Teoría Celular
La célula es la unidad anatómica, fisiológica, genética y patológica de los seres vivos.
Evolución Química (Hipótesis de Oparín)
Según Oparín, hace unos 3500 millones de años, en las condiciones de una atmósfera terrestre diferente a la actual (de carácter reductor, sin oxígeno), pudieron formarse agregados de moléculas orgánicas en un medio acuoso.
La atmósfera primitiva estaba compuesta por gases como hidrógeno, amoníaco, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano y vapor de agua. Las altas temperaturas, las descargas eléctricas y la radiación ultravioleta facilitaron la formación de estas moléculas.
Las moléculas se unieron formando complejos multimoleculares. Durante este proceso, solo se conservaron los coacervados que podían dividirse sin perder sus características.
Evolución Biológica y Origen de la Célula
Requisitos para la Vida
Para que un cuerpo sea considerado vivo, es necesario que posea:
- Un compartimento cerrado, pero no aislado del entorno.
- Moléculas capaces de procesar las sustancias.
- Moléculas que contengan la información necesaria para duplicar el sistema.
Protocélulas
Las protocélulas dieron lugar a las primeras células. Fueron semejantes a las procariotas (sin núcleo ni orgánulos diferenciados).
Teoría de la Endosimbiosis
Las células eucariotas se originaron a partir de algunas pequeñas procariotas que fueron engullidas por otras de mayor tamaño.
El Progenote (Carl Woese)
Carl Woese denominó Progenote al antepasado común de todas las células, una estructura muy simple. De ella se originarían los tres dominios de la vida: Archaea (arqueobacterias), Bacteria (eubacterias) y Eukarya (eucariotas).
Detalles de la Endosimbiosis (Lynn Margulis)
Según la teoría de la endosimbiosis de Lynn Margulis, se supone que grandes células eucariotas engulleron y no digirieron a otros procariotas, estableciendo una relación endosimbionte con ellas, lo que dio origen a las eucariotas modernas.
Las primeras células serían organismos unicelulares, aerobios, acuáticos, inicialmente heterótrofos y posteriormente autótrofos. El núcleo se habría formado por invaginación de la membrana plasmática, rodeando al ADN.
Conceptos Fundamentales de la Evolución
Generación Espontánea
Formación u origen de un ser vivo a partir de materia no viva.
Evolución Biológica
Existencia de un cambio a lo largo del tiempo de las formas individuales de vida en especies nuevas y diferentes. Según Ernst Mayr, la evolución implica un cambio continuo a lo largo del tiempo.
Hecho de la Evolución vs. Teoría de la Evolución
- Hecho de la Evolución: El cambio gradual en las características de las especies a lo largo del tiempo es un hecho observable.
- Teoría de la Evolución: Considerar que los cambios observados son la explicación del origen de todas las especies.
Teorías Históricas sobre el Origen de las Especies
Fijismo y Transformismo
- Fijismo: Sostiene que las especies no cambian, ya que han sido creadas tal como son.
- Transformismo: Defiende que las especies derivan unas de otras por transformación o evolución.
Contribuciones de Linneo y Cuvier
- Linneo: Sostenía que existen tantas especies como formas creó en un principio el Supremo Hacedor. Fue el creador del sistema de clasificación de los organismos, dando nombre a plantas y animales según sus características.
- Cuvier: Justificaba la presencia de restos fósiles por cataclismos espontáneos y violentos que producían la extinción de los seres vivos en ciertas zonas (Catastrofismo).
La Teoría de Lamarck (Lamarckismo)
Lamarck propuso que el cambio evolutivo se produce a través de los siguientes principios:
- Existe un impulso interno que lleva a los organismos instintivamente hacia una mayor complejidad.
- Los cambios en el ambiente producen nuevas necesidades en los organismos.
- El uso o desuso de ciertos órganos produce su formación, desarrollo, debilitación, atrofia o desaparición.
- Estas alteraciones (adquisiciones o pérdidas) son transmitidas y conservadas por los descendientes, incrementándose a través de las sucesivas generaciones, lo que produce un cambio evolutivo.
Crítica a la Herencia de los Caracteres Adquiridos
No existe ningún dato que demuestre una tendencia natural y espontánea hacia la complejidad en los seres vivos. La hipótesis de los caracteres adquiridos no ha podido ser probada. Su imposibilidad fue demostrada por Weismann.
Argumentos de Darwin y la Selección Natural
Los pilares de la teoría de Darwin son:
- El mundo no es estático, sino que está en continuo cambio.
- El proceso de cambio es gradual y continuo.
- Los organismos que presentan semejanzas están emparentados y descienden de un antepasado común.
- El cambio evolutivo es el resultado del proceso de la selección natural.
Variabilidad y Herencia
Los descendientes de una determinada especie presentan diferencias entre ellos. La materia prima de la evolución es aportada por las diferencias individuales, muchas de las cuales no son hereditarias.
Las diferencias heredables son aquellas que están condicionadas por la acción directa del medio y las que surgen al azar.
Genética de Poblaciones y Sistemática
- Genética de Poblaciones: Estudia las consecuencias del mecanismo mendeliano en los conjuntos de individuos de la misma especie (poblaciones).
- Sistemática: Ciencia de la clasificación e identificación de especies.
Mecanismos de Especiación
- Especiación Simpátrida: La formación de una nueva especie es guiada exclusivamente por las condiciones ecológicas que actúan como selección natural.
- Especiación Alopátrida: Implica tres nociones clave: el concepto biológico de especie, la variación geográfica y que alguna población quede accidentalmente aislada del área principal.
Pruebas de la Evolución
Prueba Sistemática
Las clasificaciones modernas reflejan las relaciones evolutivas de los grupos al utilizar como criterio fundamental las relaciones entre organismos y con sus antepasados comunes. Pueden ser representadas en forma de árboles genealógicos (cinco reinos).
Prueba Paleontológica
Se ocupa del estudio de los fósiles.
Prueba de la Anatomía Comparada
Analizando la anatomía de los animales, se comprueba que en distintas especies aparecen partes de su organismo constituidas bajo un mismo plan estructural.
Tipos de Órganos (Anatomía Comparada)
- Órganos Homólogos: Tienen la misma estructura básica, relación con otros órganos y tipo de desarrollo embrionario, aunque se utilicen para fines diferentes (ejemplo: extremidades anteriores de humanos, aves, ballenas y murciélagos).
- Órganos Análogos: Aquellos que, aunque tienen semejanzas, presentan un origen diferente y no corresponden a un mismo plan estructural.
- Órganos Vestigiales: Órganos que no realizan ninguna función y que están presentes generación tras generación.
Prueba Bioquímica Comparada
Se han encontrado homologías bioquímicas, siendo este tipo de parecido una de las características más destacables de la escala evolutiva.
Prueba Embriológica
A lo largo del desarrollo embrionario de los vertebrados, se presentan grandes similitudes entre los distintos grupos.
Prueba de la Distribución Geográfica
Las especies no tienen una presencia uniforme en todos los continentes.
Prueba de la Adaptación
Prueba muy llamativa de la acción de la selección natural y la variabilidad en el proceso evolutivo (ejemplo: melanismo industrial).
Prueba de la Domesticación
La propia actividad agrícola o ganadera de los seres humanos a lo largo de miles de años demuestra la capacidad de modificar especies.