Concepto de Evolución

La evolución es un proceso de cambio paulatino de las características de los seres vivos, en el cual estos desarrollan, generación tras generación, nuevas adaptaciones. Estas adaptaciones son la causa de la diversidad entre las especies procedentes de un antepasado común y también son responsables de la aparición de nuevas especies.

Las Teorías Evolucionistas

Teoría de Lamarck (Hipótesis del Transformismo – Actualmente Rechazada)

Jean-Baptiste Lamarck admitió la evolución de los seres vivos a través de su teoría del transformismo. Esta teoría proponía transformaciones sucesivas de los organismos más primitivos, donde las especies evolucionan al transformarse unas en otras. Se basaba en los siguientes principios:

• La función crea el órgano: Se producen continuos cambios graduales. Los organismos se adaptan a las nuevas condiciones ambientales mediante la adquisición de nuevos hábitos, lo que provocaría la transformación de ciertas partes de su cuerpo.
• Desarrollo y atrofia de órganos: El uso continuo de un órgano lo desarrollaría, mientras que el desuso provocaría su atrofia.
• Herencia de los caracteres adquiridos: Las modificaciones y los caracteres adquiridos por un individuo a lo largo de su vida serían heredados por sus descendientes.

Teoría de la Evolución por Selección Natural de Darwin y Wallace

Aspectos básicos de la teoría propuesta por Charles Darwin y Alfred Russel Wallace:

• Variabilidad intraespecífica: Entre los individuos de una misma población existe una gran variabilidad en sus caracteres. Esta variabilidad es heredable.
• Lucha por la supervivencia: Los organismos producen más descendencia de la que puede sobrevivir, lo que lleva a una competencia por los recursos limitados. Sobreviven los más aptos o mejor adaptados a las condiciones ambientales.
• Selección natural: El medio ambiente selecciona a los individuos que poseen las variaciones más favorables para la supervivencia y la reproducción en ese entorno particular. Estos individuos más aptos tienen mayor probabilidad de sobrevivir y dejar descendencia, transmitiendo sus caracteres ventajosos.
• Acumulación de cambios y especiación: Con el tiempo, la acumulación de pequeñas variaciones favorables, generación tras generación, puede llevar a que una población se diferencie tanto de la original que se origine una nueva especie.
• Los individuos menos aptos se reproducen en menor medida o no se reproducen, y sus características tienden a desaparecer de la población, pudiendo incluso llevar a la extinción de linajes.

¿Qué no supo explicar Darwin en su momento?

• No pudo explicar satisfactoriamente cómo se transmitían los caracteres heredados a la siguiente generación.
• No conocía la fuente última de la variabilidad genética dentro de las poblaciones (las mutaciones).

Teoría Sintética de la Evolución o Neodarwinismo

Esta teoría integra los principios de la selección natural de Darwin con los conocimientos de la genética (especialmente la genética de poblaciones), la paleontología y otras áreas de la biología. Postula que:

• La unidad de evolución es la población, no el individuo.
• La variabilidad genética en las poblaciones se origina principalmente por mutaciones (cambios aleatorios en el material genético) y se reorganiza mediante la recombinación genética durante la reproducción sexual.
• La evolución ocurre por cambios en las frecuencias alélicas (proporciones de las diferentes variantes de un gen) en el acervo genético de una población a lo largo de las generaciones, impulsados por mecanismos como la selección natural, la deriva genética, el flujo génico y la mutación.

Factores que aumentan la variabilidad genética:

• Mutaciones: Son la fuente primaria de nueva variación genética.
• Recombinación genética: Durante la meiosis (formación de gametos), el entrecruzamiento cromosómico genera nuevas combinaciones de alelos en los cromosomas.
• Separación independiente de cromosomas homólogos: Durante la meiosis, las parejas de cromosomas homólogos se distribuyen al azar en los gametos, generando múltiples combinaciones posibles.
• Fecundación aleatoria: La unión de los gametos (óvulo y espermatozoide) ocurre al azar, lo que también contribuye a la diversidad de combinaciones genéticas en la descendencia.

La evolución, según el Neodarwinismo, ocurre por cambios en la frecuencia de los alelos que se van acumulando generación tras generación, actuando la selección natural (y otros factores evolutivos) sobre el conjunto de la población y no sobre individuos concretos.

Especiación: La Aparición de Nuevas Especies

Concepto de Especiación

La especiación es el proceso evolutivo mediante el cual aparecen nuevas especies a partir de otras preexistentes. Este proceso implica la acumulación de cambios genéticos graduales en las poblaciones a lo largo de generaciones, hasta que llega un momento en que los individuos de la nueva población no pueden reproducirse con los de la población original (o su descendencia es inviable o infértil), originando así una nueva especie.

Condiciones para la especiación

Para que ocurra la especiación, generalmente se requiere:

1. Aislamiento genético entre poblaciones: Interrupción del flujo génico. Frecuentemente, esto comienza con un aislamiento geográfico (barreras físicas como montañas, ríos, etc., que separan poblaciones). Este aislamiento permite que las poblaciones acumulen diferencias genéticas debido a mutaciones, selección natural diferencial y/o deriva genética, adaptándose a sus respectivos medios.
2. Divergencia genética: Las poblaciones aisladas acumulan diferencias genéticas a lo largo del tiempo.
3. Aislamiento reproductivo: Desarrollo de mecanismos que impiden el cruzamiento exitoso entre individuos de las poblaciones ahora diferenciadas, incluso si vuelven a entrar en contacto. Estos pueden ser precigóticos (impiden la formación del cigoto) o postcigóticos (afectan la viabilidad o fertilidad del híbrido).

Pruebas y Argumentos de la Evolución

Existen diversas líneas de evidencia que respaldan el hecho de la evolución:

Pruebas Paleontológicas (estudio de fósiles)

Series Filogenéticas

Son conjuntos de fósiles ordenados cronológicamente (de más antiguos a más recientes, o viceversa) que muestran una transición gradual de características. Cada fósil en la secuencia se parece mucho al anterior y al siguiente, pero los extremos de la serie (el más antiguo y el más reciente) pueden ser marcadamente diferentes. Ejemplo: la serie evolutiva del caballo, que muestra:

• Aumento gradual de la talla.
• Transformación de las patas: reducción del número de dedos funcionales (por ejemplo, de varios dedos a un solo dedo funcional).
• Transformación de las mandíbulas y la dentición para adaptarse a una dieta herbívora.

Formas Intermedias o Fósiles de Transición

Son fósiles de organismos que presentan una mezcla de características de dos grupos taxonómicos que actualmente están muy diferenciados. Esto indica un origen común y relaciones evolutivas entre dichos grupos. Ejemplo:

• Archaeopteryx lithographica: Presenta características de reptil (dientes en el pico, garras en las alas, cola ósea larga) y de ave (plumas, alas).

Pruebas Anatómicas (basadas en la anatomía comparada)

Se distinguen dos tipos principales de órganos relevantes para el estudio evolutivo:

Órganos Análogos

Son órganos que desempeñan la misma función en diferentes especies, pero tienen un origen embrionario y una estructura interna diferente. Son el resultado de un proceso de convergencia adaptativa, donde organismos no estrechamente emparentados desarrollan características similares como adaptación a ambientes o modos de vida parecidos. No indican un parentesco evolutivo cercano. Ejemplo: el ala de un insecto y el ala de un ave.

Órganos Homólogos

Son órganos que tienen la misma estructura interna básica y un origen embrionario común, heredados de un ancestro compartido, aunque externamente pueden ser diferentes y estar adaptados a funciones distintas. Son el resultado de un proceso de divergencia adaptativa. Sí indican un parentesco evolutivo y un ancestro común. Ejemplo: las extremidades anteriores de los vertebrados tetrápodos (como el brazo humano, la aleta de una ballena, el ala de un murciélago y la pata de un caballo), que, a pesar de sus funciones diferentes, comparten un patrón óseo fundamental.

Pruebas Embriológicas

Se basan en la embriología, la ciencia que estudia el desarrollo de los embriones. Los embriones de diferentes grupos de vertebrados muestran grandes similitudes en sus primeras etapas de desarrollo (por ejemplo, la presencia de hendiduras branquiales y cola en embriones de peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos). Estas similitudes sugieren un origen común. Posteriormente, los embriones divergen en su desarrollo para adaptarse a los distintos modos de vida de cada especie.

Pruebas Bioquímicas o Biomoleculares

Se basan en la bioquímica, la ciencia que estudia las biomoléculas y los procesos químicos en los seres vivos. Se ha observado que:

• Todos los seres vivos están formados por los mismos tipos fundamentales de biomoléculas: agua, glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos (ADN y ARN).
• El código genético es universal o casi universal, lo que significa que los mismos codones de ARN mensajero especifican los mismos aminoácidos en la mayoría de los organismos.
• Existen rutas metabólicas esenciales comunes a la mayoría de los seres vivos (ejemplo: la glucólisis, la respiración celular).
• El ADN y las proteínas de especies evolutivamente cercanas son muy similares en su secuencia de nucleótidos o aminoácidos, respectivamente. Estas similitudes disminuyen a medida que el parentesco es más lejano.

Estas semejanzas a nivel molecular son una fuerte evidencia de un origen común para todos los seres vivos.

El Resultado del Proceso Evolutivo: Biodiversidad y Clasificación

Se estima que existen millones de especies en la Tierra (aproximadamente 1,8 millones han sido catalogadas, pero el número total es mucho mayor).

Biodiversidad: Se refiere a la variedad de formas de vida existentes en nuestro planeta, incluyendo la diversidad de especies, la variabilidad genética dentro de cada especie y la diversidad de ecosistemas.

Para estudiar esta diversidad, los seres vivos se clasifican en grupos jerárquicos basados en sus características compartidas y relaciones evolutivas. Estas categorías se denominan taxones. La jerarquía taxonómica básica, de menor a mayor amplitud, es:

Los Cinco Reinos (Clasificación Tradicional de Whittaker)

Una clasificación ampliamente conocida, aunque superada en parte por sistemas más modernos basados en filogenia molecular (como el de los tres dominios), es la de los cinco reinos:

1. Reino Monera: Organismos unicelulares cuyas células son procariotas (sin núcleo definido ni orgánulos membranosos). Ejemplos: bacterias y cianobacterias.
2. Reino Protoctista (o Protista): Es un grupo muy heterogéneo que incluye organismos eucariotas, tanto unicelulares como pluricelulares simples (sin verdaderos tejidos diferenciados). Son eucariotas. A partir de ancestros protoctistas se considera que evolucionaron los reinos Fungi, Plantae y Animalia. Pueden ser:
   • Protozoos: Organismos unicelulares y heterótrofos (ejemplo: ameba, paramecio).
   • Algas: Organismos autótrofos (fotosintéticos), tanto unicelulares como pluricelulares (ejemplo: algas verdes, pardas, rojas).
3. Reino Fungi (Hongos): Organismos eucariotas, heterótrofos (por absorción), con pared celular de quitina. Pueden ser unicelulares (ejemplo: levaduras) o pluricelulares (formando micelios, ejemplo: setas, mohos).
4. Reino Metafita (Plantas o Plantae): Organismos eucariotas, autótrofos (fotosintéticos) y pluricelulares con tejidos diferenciados y generalmente pared celular de celulosa. Se clasifican en:
   • Plantas no vasculares (Briofitas): Sin vasos conductores especializados. Ejemplo: musgos.
   • Plantas vasculares (Traqueofitas): Con vasos conductores (xilema y floema).
     • Sin semilla (Pteridofitas): Ejemplo: helechos.
     • Con semilla (Espermatofitas):
       • Gimnospermas (semilla desnuda, generalmente sin flores verdaderas): Pinos, abetos, cipreses.
       • Angiospermas (semilla protegida dentro de un fruto, con flores): Naranjo, rosales, trigo, etc.
5. Reino Metazoa (Animales o Animalia): Organismos eucariotas, heterótrofos (por ingestión) y pluricelulares con tejidos diferenciados y, en la mayoría de los casos, capacidad de movimiento. Se dividen principalmente en:
   • Invertebrados: Animales sin esqueleto interno óseo o cartilaginoso. Incluyen diversos filos como:
     • Poríferos (ejemplo: esponjas).
     • Cnidarios (ejemplo: medusas, corales, anémonas).
     • Anélidos (ejemplo: gusanos segmentados como la lombriz de tierra).
     • Moluscos (ejemplo: caracoles, almejas, pulpos).
     • Equinodermos (ejemplo: erizos de mar, estrellas de mar).
     • Artrópodos (el filo más diverso, ejemplo: insectos, arañas, crustáceos).
   • Cordados: Animales que presentan notocorda (una estructura de soporte dorsal) en alguna etapa de su desarrollo, además de otras características como un cordón nervioso dorsal hueco y hendiduras faríngeas. Incluyen:
     • Procordados (o Cordados inferiores): Mantienen la notocorda durante toda su vida o gran parte de ella (ejemplo: anfioxo, ascidias).
     • Vertebrados: La notocorda es reemplazada total o parcialmente por una columna vertebral ósea o cartilaginosa. Incluyen:
       • Peces (agnatos, condrictios, osteíctios)
       • Anfibios (sapos, ranas, salamandras)
       • Reptiles (lagartos, serpientes, tortugas, cocodrilos)
       • Aves
       • Mamíferos

Evolución de los Primates

Los primates derivan de un grupo de mamíferos placentarios que, hace millones de años, se adaptaron a la vida arborícola (en los árboles).

Características distintivas de los Primates

• Manos y pies prensiles (capaces de agarrar), con cinco dedos.
• Presencia de uñas planas en lugar de garras (en la mayoría de los dedos).
• Pulgar oponible en las manos (y en muchos casos, dedo gordo del pie también oponible), que permite una manipulación precisa de objetos.
• Ojos en posición frontal, lo que proporciona visión estereoscópica (tridimensional, con percepción de profundidad).
• Cerebro relativamente grande en comparación con el tamaño corporal, con un neocórtex bien desarrollado, asociado a capacidades cognitivas complejas.
• Generalmente, un número reducido de crías por parto y un largo período de cuidado parental.

Clasificación simplificada de los Primates

• Prosimios (Strepsirrhini): Considerados evolutivamente más basales o primitivos. Ejemplos: lémures (de Madagascar), loris (de África y Asia), gálagos.
• Simios o Antropoides (Haplorrhini, excluyendo tarseros): Más evolucionados que los prosimios. Se dividen en:
  • Platirrinos (Monos del Nuevo Mundo): Originarios de América Central y del Sur. Tienen la nariz achatada con fosas nasales laterales y separadas por un tabique ancho; muchos poseen cola prensil. Ejemplos: monos araña, monos aulladores, titíes, capuchinos.
  • Catarrinos (Monos del Viejo Mundo, Hominoideos): Originarios de África y Asia. Tienen las fosas nasales juntas y orientadas hacia abajo; nunca poseen cola prensil (algunos carecen de cola visible).
    • Cercopitecoideos (Monos del Viejo Mundo): Ejemplos: macacos, babuinos, mandriles, colobos.
    • Hominoideos (Superfamilia Hominoidea): Incluye a los simios sin cola y a los humanos. Son los primates más grandes y con cerebros más desarrollados.
      • Hilobátidos (gibones y siamangs): Conocidos como «simios menores», viven en Asia.
      • Homínidos (Familia Hominidae): Incluye a los «grandes simios» y a los humanos.
        • Ponginos (orangutanes de Asia).
        • Gorilinos (gorilas de África).
        • Homininos (chimpancés, bonobos de África, y humanos y sus ancestros directos).

Origen de los Homínidos y Bipedismo

Los primeros homínidos (linaje que conduce a los humanos modernos, separado del linaje de otros grandes simios) surgieron en África. Un factor clave en su evolución fue el cambio climático que transformó extensas áreas de selva tropical en sabana (pastizales con árboles dispersos). Esta transformación ambiental habría favorecido la selección de adaptaciones para la vida en espacios más abiertos, como la postura bípeda (caminar erguido sobre las dos extremidades inferiores). El bipedismo ofreció ventajas como una mejor visibilidad por encima de la vegetación alta, la liberación de las manos para transportar objetos, alimentos o herramientas, y una mayor eficiencia energética en desplazamientos largos por el suelo.