Pruebas De Evolución Las pruebas acumuladas a favor de la evolución por todas las disciplinas biológicas han aumentado con el avance científico, llegando a ser aplastantes. En particular, la biología molecular, la más recientes y expansiva de las disciplinas biológicas, ha confirmado de manera contundente la evolución y muchos detalles de su historia. Pasamos a ver algunos ejemplos de las evidencias que demuestran la evolución.
El registro fósil. El registro fósil nos muestra que muchos tipos de organismos extintos fueron muy diferentes de los actuales, así como la sucesión de organismos en el tiempo, y además permite mostrar los estadios de transición de unas formas a otras.
La teoría de la evolución es una explicación científica, basada en datos obtenidos por observación, que lleva a concluir que la aparición y diversificación de las especies es un proceso natural.
Pruebas Taxonómicas
Linneo estableció un sistema de clasificación binomial. El primer nombre, el genérico, es compartido por otras especies muy similares, mientras que el segundo, el específico, diferencia a la especie de otras del mismo género.
Para este sistema es básico el concepto de especie. Una especie está formada por un grupo de plantas o de animales, que comparten características similares y que son fértiles entre sí. De acuerdo con esto, si al cruzar dos grupos de animales no obtuviésemos descendencia o ésta fuera estéril, diríamos que pertenecen a dos especies distintas.
Una vez agrupados los individuos en especies y las especies en géneros, Linneo sigui6 agrupándolos en categorías taxonómicas de orden superior. Reunió los géneros parecidos en familias, las familias en órdenes, los órdenes en clases y las clases en reinos. Posteriormente E. Haeckel creó la categoría phylum, que reúne varias clases.
Por debajo de la categoría especie, los individuos se pueden agrupar en subespecies, variedades y razas, lo que no implica ningún tipo de aislamiento reproductor, como ocurre entre especies distintas.
Linneo clasifica los seres vivos basándose en semejanzas y diferencias. Lamarck habla de un arquetipo común, a partir del que evolucionarían todas las demás formas. Para Darwin la clasificaci6n de los seres vivos tendría un sentido claramente evolutivo. Las categorías taxon6micas representarían grados de parentesco: las especies agrupadas en un género tienen antecesores comunes más recientes que diversos 6rdenes agrupados en una clase, que los tendrán también, pero más remotos. El sistema taxon6mico se puede representar como un árbol. Las raíces serían los orígenes de la vida. Los organismos más antiguos se van diversificando en ramas, que engloban las distintas categorías taxon6micas, hasta llegar a su máxima diversificaci6n en la copa del árbol, las especies.
Si representásemos el árbol con todos los grupos taxon6micos que existen o han existido, muy pocas ramas llegarían al final. La historia evolutiva es en realidad un proceso de extinciones y sustituciones, a veces masivas. Probablemente, más del 98 por 100 de los grupos que han existido alguna vez se extinguieron en un pasado más o menos remoto.
Pruebas Anatómicas
Cuvier, crítico de Lamarck y partidario a ultranza del creacionismo, es el fundador de una de las pruebas clásicas de la evoluci6n, la anatomía comparada. Los conceptos básicos en anatomía comparada son la homología y la analogía. Dos órganos son homó1ogos si su origen embrio1ógico es común, aunque su funci6n sea distinta, mientras que serán análogos si, desempeñando la misma funci6n, su origen embrio1ógico es distinto.
Ejemplos de órganos homó1ogos los tenemos en las extremidades superiores de muchos mamíferos, con una estructura anat6mica similar, que se ha ido adaptando para desempeñar funciones distintas natatorias (cetáceo), prensiles (mono), voladoras (murciélago), andadoras (caballo), excavadoras (topo), etc., debido a un proceso de evoluci6n divergente llamado también irradiación adaptativa
Ejemplos de órganos análogos son aquellos que desempeñan la función de volar en organismos tan distintos como un petrodáctilo (reptil volador de la era secundaria), un ave, un murciélago y un insecto. El origen del ala en cada uno de ellos es distinto: en los insectos es una membrana sostenida por venas quitinosas, en las aves son las plumas que nacen de toda la extremidad anterior, en el murciélago es un pliegue de la piel que se sustenta, fundamentalmente, por el alargamiento de cuatro de los dedos, mientras que en el petrodáctilo el pliegue cutáneo se sustenta por el alargamiento de un solo dedo.
El proceso mediante el cual dos grupos de animales distintos dan lugar, a lo largo de la evolución, a formas parecidas se denomina convergencia evolutiva.
La anatomía comparada permite comprobar la existencia de órganos vestigiales. Cuando tienes frío o te dan un gran susto, se te pone la piel de gallina. Ello se debe a la presencia de músculos que ponen erectos cada uno de los pelos. Para un mamífero con pelo abundante, esa respuesta crea una cámara de aire que le protege del frío o le da un aspecto amenazador (con mayor volumen aparente), lo que puede disuadir a un agresor.
En la especie humana se pueden citar más de un centenar de caracteres vestigiales, siendo los más conocidos el apéndice (recordatorio de nuestro pasado herbívoro), el tercer molar (o muela del juicio), los músculos que mueven el pabellón de la oreja y el pliegue semilunar, situado en el ángulo interno de cada ojo (degeneración de la membrana nictitante, que actúa de tercer párpado en muchos vertebrados).
Pruebas Embriológicas
En los comienzos del darvinismo, Haeckel destacó como defensor y propagador de las ideas de Darwin y por sus estudios en embriología, con los que aport6 pruebas a la teoría de la evoluci6n.
Para Haeckel, la ontogenia de un organismo, es decir, las distintas formas por las que pasa en su desarrollo desde la fase de huevo hasta adulto, es una recapitulaci6n de su filogenia, es decir, de las distintas formas por las que han pasado sus antecesores en la evoluci6n. Realmente, la ley bio.
Genética de Haeckel no se cumple tal como él la propuso. Las distintas etapas en las ontogenias de los vertebrados se parecen entre sí tanto más cuanto más pr6ximas estén a la etapa inicial de huevo y se van diferenciando tanto más cuanto más pr6ximas estén a la fase adulta. El parecido no es entre determinada fase embrionaria y la fase adulta del antecesor evolutivo, sino entre distintas fases embrionarias.
Pruebas Paleontológicas
El estudio de los restos fósiles no só1o ofrece argumentos a favor del cambio y modificación sufrida por antecesores de las especies actuales, sino que indica también que el proceso ha sido muy lento.
Un aspecto importante es la dataci6n de los restos fósiles. Los métodos actualmente disponibles son los del C14 (carbono 14), is6topo radiactivo del carbono, utilizado para datar sustancias orgánicas relativamente recientes (de menos de 50 000 años de antigüedad), y los de otros isótopos radiactivos, K40, U235, etc., que sirven para datar fósiles con millones de años de antigüedad.
El método se basa en estimar la proporción del isótopo radiactivo existente en los restos fósiles o en los sedimentos en que se encuentran, respecto del is6topo no radiactivo. Como consecuencia del proceso de desintegración radiactiva, las proporciones variarán en funci6n del tiempo transcurrido.
Los paleontó1ogos dividen la historia de nuestro planeta en eras, períodos y épocas, con una duraci6n de millones de años. Si el origen de nuestro planeta, en lugar de haberse producido hace unos 4 500 millones de años, lo situásemos a las cero horas del 1 de enero de un año cualquiera y el momento presente a las 24 horas del último día del año, la aparici6n de la vida tendría lugar a primeros de abril, los primeros vertebrados marinos a finales de noviembre y los primeros primates el día de Navidad.
Los animales y vegetales que vivieron en épocas pasadas, sedimentados en condiciones adecuadas, se fosilizaron, y así se han conservado hasta nuestros días. El estudio de los fósiles permite establecer un registro fósil que, aunque no es completo, permite reconstruir las filogenias, es decir, las historias evolutivas de muchos grupos vegetales y animales.
Quizás los restos f6siles más interesantes, y también más escasos, son los que nos permiten comprender la aparici6n de los grandes grupos taxon6micos. En pizarras de la región alemana de Solenhofen se encontraron en 1861 restos del Archeopteryx. Con características reptilianas indudables, hubiera sido clasificado como un dinosaurio primitivo a no ser por las plumas, que lo convierten
En el género de aves más antiguo que se conoce: esto aclara el origen reptiliano de las aves.
Los f6siles no son siempre restos conservados en sedimentos. A veces podemos considerar a formas actuales como f6siles vivientes, que aparentemente no han evolucionado, conservando las características de animales que vivieron hace millones de años.
Un aspecto muy importante a tener en cuenta, cuando se estudian las formas fósiles, es la deriva continental. La corteza terrestre es semifluida y sobre ella «flotan» grandes masas continentales, que se reúnen y se separan en el transcurso del tiempo. Hace 250 millones de años existía un único continente llamado Pangea. Su fraccionamiento y separación en masas continentales independientes dio lugar a la distribución actual.
La deriva continental ha provocado en el transcurso de la evoluci6n cambios importantes de clima (por España pasó el ecuador durante el Devónico), emersión o inmersión de grandes áreas y conexión y desconexión de continentes. Norteamérica estuvo conectada con Eurasia hasta hace pocos millones de años, lo que explica las migraciones de los équidos. Australia se separó de las grandes masas continentales antes de la aparición de los vertebrados placentarios, quedando como un reducto de monotremas y marsupiales.
Pruebas Bioquímicas
Cuando se comparan los procesos metabólicos y bioquímicos de organismos diferentes, sorprende la universalidad de las soluciones adoptadas. Por ejemplo, todos los organismos eucariotas poseen proteínas implicadas en la respiración celular. De una de estas proteínas, el citocromo c, que se encuentra en las mitocondrias, se ha estudiado la secuencia de aminoácidos en diversos grupos.
Teniendo en cuenta las semejanzas y diferencias de dichas secuencias pueden establecerse unas relaciones filogenéticas, que coinciden con las obtenidas por criterios morfológicos, taxonómicos, paleontológicos, embriológicos, etc. Entre el ser humano y el chimpancé hay un solo aminoácido diferente, el que ocupa la posición 66, que en el ser humano es isoleucina y en el chimpancé treonina. Entre el ser humano y el caballo hay 12 djferencias y entre el mono y el caballo 11.
Teniendo en cuenta el código genético, se puede calcular el número mínimo de mutaciones (sustituciones de nucleótidos) necesario para cambiar el codón de un aminoácido por el codón de otro y establecer así una filogenia en el ámbito molecular. Estas filogenias coinciden básicamente con las establecidas por otros métodos. Si, de acuerdo con Kimura, la mayoría de las sustituciones de aminoácidos de una proteína se considerasen neutras, por no cambiar su función, y el ritmo de sustituciones de aminoácidos fuera constante a lo largo del tiempo, la comparación de las secuencias de aminoácidos de una misma proteína entre diversos grupos permitiría establecer un reloj evolutivo.
Determinando por métodos paleontológicos y de datación radiactiva el origen de la diversificación de dos grupos, el reloj evolutivo permitiría establecer una cronología para medir el tiempo de aparición de todas las ramificaciones de la filogenia de dichos grupos.
Pruebas Genéticas
Las investigaciones en genética han aportado también multitud de pruebas. Al comparar los cromosomas de la especie humana con los de los grandes primates, chimpancé, gorila y orangután, se observa una gran homología en cuanto a tamaño, posición del centrómero y bandas teñidas con giemsa. La única diferencia notable es que la especie humana tiene 23 parejas y los primates 24. No obstante, cada uno de los dos brazos del cromosoma 2 de la especie humana, metacéntrico, se puede considerar homólogos a dos cromosomas acrocéntricos de estos primates. Probablemente, en la línea evolutiva que condujo a la especie humana, los dos cromosomas acrocéntricos se fusionaron para dar lugar a dicho cromosoma 2.
Un aspecto a tener en cuenta es que la cantidad de información genética de los seres vivos ha tenido que ir aumentando a lo largo de la evolución. Al hablar de la estructura de los cromosomas, vimos que una de las modificaciones estructurales y numéricas consiste en la duplicación de cromosomas completos o de segmentos de cromosomas. Para pasar del ADN de una bacteria ancestral a la de un mamífero bastaría con ocho o nueve duplicaciones del ADN. A lo largo de unos 3 500 millones de años, ello supone una duplicación cada 300 ó 400 millones de años.
Los fósiles
Cuando un organismo muere, sus restos son prácticamente destruidos por las bacterias y los agentes físicos. Rara vez algún resto blando deja su huella, pero a veces ocurre (algunas medusas han dejados "huellas" de más de 500 millones de años). Del mismo modo, en raras ocasiones las partes duras, como huesos, dientes, conchas, etc. enterradas en el lodo, son protegidas por este de la acción bacteriana. Estos restos petrifican (mineralizan, fosilizan) en asociación con las rocas vecinas en las que están incrustados.
Los métodos de datación radiactiva dan una edad para la Tierra de 4.500 millones de años, y los primeros fósiles datan de 3.600 millones de años, correspondientes a la actividad de bacterias y cianobacterias (los llamados estromatolitos).
Los primeros fósiles de animales datan de 700 m. a., y la mayoría de los phyla actuales aparecieron hace 570 m. a. Los primeros vertebrados aparecieron hace 400 m. a. y loa mamíferos lo hicieron hace 200 m. a.
El ámbar, popular por su utilización como argumento cinematográfico en una película de gran difusión, es también un fósil. En este caso se han fosilizado resinas de árboles que, en su discurrir por el tronco, a veces atrapaban insectos, que quedaban incluidos permanentemente en ellos. Como el de la fotografía. El registro fósil, sin embargo, es incompleto: de la pequeñísima parte de organismo que han dado lugar a fósiles, sólo una fracción de ellos ha sido descubierta, y menor aún es el número de ejemplares estudiado por los paleontólogos.
En muchos casos se ha reconstruido el registro fósil completo de algún animal. Es el caso del caballo.
La Evolución Del Caballo
El registro conocido comienza con Hyracotherium, del tamaño de un perro, con varios dedos en cada pata y dentición para ramonear, que aparece hace 50 millones de años, y finaliza con Equus, el caballo actual, mucho más grande, con solo un dedo por pata y condentadura apropiada para pastar. Se conservan muchas formas intermedias, así como otras formas que evolucionaron hacia otras ramas que no han dejado descendientes actuales.
Otro ejemplo, es el de la mandíbula de los reptiles. Está formada por varios huesos; la de los mamíferos es de una sola pieza; los otros huesos de la mandíbula de los reptiles evolucionaron hasta convertirse en los que ahora forman parte del oído de los mamíferos. Esto puede parecer inverosímil, ya que es difícil imaginar las funciones intermedias de estos huesos. En respuesta a esto, se han descubierto dos tipos de terápsido (reptil de forma parecida a la de los mamíferos actuales) con una doble articulación mandibular: una compuesta de los huesos que persiste en la mandíbula mamífera y la otro por los huesos cuadrado y articular que, eventualmente, dieron lugar al martillo y al yunque del oído de los mamíferos.
La Mandíbula De Los Reptiles
Semejanzas anatómicas. El proceso de evolución consiste en la transformación de unos organismos en otros, que, por ser esta gradual (al menos, en una de las concepciones del cambio evolutivo), permite reconocer las relaciones de parentesco entre especies descendientes de una mismo antepasado. Especies con un ancestro común reciente son anatómicamente más semejantes entre sí que respecto a otras especies más alejadas. A medida que transcurre el tiempo las semejanzas anatómicas se van diluyendo y pueden llegar a ser irreconocibles. Sin embargo, en el nivel molecular, las semejanzas son reconocibles aunque hayan transcurrido millones de años.
Aquí se incluye los estudios anatómicos sobre órganos homólogos, es decir, órganos con diferentes funciones pero que revelan la misma estructura anatómica y, por consiguiente, el mismo origen.
Órganos Homólogos
Desarrollo embrionario y atavismos. Todos los vertebrados, desde los peces hasta las lagartijas y el hombre, se desarrollan de manera bastante similar en las etapas iníciales de su ontogenia, y se van diferenciando cada vez más a medida que el desarrollo embrionario va avanzando al estado adulto.
¿Cómo explicar este hecho? La respuesta es que estos patrones han sido heredados de su ancestro común, es decir, existen unos genes comunes que regulan el desarrollo embrionario y cuyos efectos van diferenciándose conforme este avanza. Por ejemplo, los embriones humanos y de otros vertebrados terrestres presentan aberturas branquiales, y los embriones humanos presentan durante su cuarta semana de desarrollo una cola bien definida.
Algunos rudimentos embrionarios persisten como vestigios, o atavismos, en el organismo adulto, como el caso del rudimento de cola en el hombre. El órgano rudimentario más conocido en el hombre es el apéndice vermiforme, que es un vestigio sin función de un órgano que se desarrolla completamente en mamíferos como el conejo u otros herbívoros, en los que el cecum y su apéndice son grandes y almacenan celulosa para digerirla con bacterias.
Biogeografía. Una de las observaciones que convenció a Darwin de la evolución de las especies fue su distribución geográfica, como en el caso de los pinzones de las Galápagos. Otro ejemplo estudiado es el de las moscas Drosophila, de las que existen unas 1500 especies, 500 de ellas en las islas Hawái. Hay también en estas islas más de 100 especies de moluscos terrestres que no existen en ninguna otra parte del mundo.
La inusual diversidad de especies en algunos archipiélagos se explica con facilidad como producto de la evolución. Estas islas se encuentran muy alejadas de los continentes y de otros archipiélagos, por lo que muy pocos colonizadores pudieron llegar a ellas. Pero las especies que llegaron encontraron muchos nichos ecológicos desocupados, sin especies competidoras o depredadoras que limitaran su multiplicación. En respuesta a esta situación, las especies se diversificaron con rapidez, en un proceso que se llama radiación adaptativa (diversificación de especies que ocupan nichos ecológicos preexistentes).
En referencia a este punto, y con respecto al caso de los pinzones de las Galápagos, quizá una sola pareja de ellos, o una pequeña bandada, llegó a la isla. Se asentaron allí, alimentándose de semillas y bayas igual que hacían en tierra firme. Y lo que es más importante: allí no existían depredadores ni se daba competencia alguna por los alimentos. Además, existía una amplia variedad de nichos ecológicos, sobre todo porque los insectos se había reproducido masivamente por las mismas causas.
Los valles, las elevadas formaciones rocosas y los propios límites de las costas favorecieron la separación de poblaciones. Así, tras una rápida proliferación, empezó a dejarse sentir una competencia por el alimento, los pinzones se dividieron en grupos y se separaron unos de otros.
De este modo, en aislamiento genético, comenzó un procesos de especialización que, a su vez, dio lugar a nuevos procesos de separación. Algunos grupos permanecieron en el suelo y otros se alojaron en las ramas de los árboles; muchos se transformaron en insectívoros y otros hasta utilizan púas de cactus par escarbar en las grietas en busca de larvas. Alguna pareja se "atrevió" a crizar a las islas vecinas, convirtiéndose en "fundadora" de nuevas poblaciones que sufrirían los mismos procesos.
Así fue como llegaron a formarse las 13 especies actuales de pinzones que habitan en las Islas Galápagos, que actualmente constituyen una subfamilia propia: Geospiza.
Biología molecular. Existe una gran uniformidad en los componentes moleculares de los seres vivos. Tanto en las bacterias y otros microorganismos como en organismos superiores (vegetales y animales), la información está expresada como secuencias de nucleótidos, que se traducen en proteínas formadas por los mismos veinte aminoácidos.
Esta uniformidad de las estructuras moleculares revela la existencia de ancestros comunes para todos los organismos y la continuidad genética de estos.
Imaginemos el siguiente supuesto: una determinada población de una especie sufre una escisión de un número pequeño de sus componentes. Lo que en un principio era un patrimonio genético común (la mezcla hacía "homogéneo" ese patrimonio") va a convertirse en el comienzo de un divergencia, ya que con el tiempo, la nueva población va acumulando cambio que la harán diferente de la primera. La divergencia guardará correlación con el tiempo de su separación. Podemos usar esta divergencia para averiguar el parentesco entre dos especies. Bien es cierto que no todo el ADN evoluciona a la misma velocidad: las secuencias no codificante lo hacen más deprisa. Por eso es importante elegir el ADN adecuado.
Las evidencias de evolución reveladas por la biología molecular son aún más concisas, ya que el grado de similitud entre secuencias de nucleótidos o de aminoácidos puede ser determinado con precisión. Por ejemplo, el citocromo c de humanos y chimpancés está formado por 104 aminoácidos, exactamente los mismos y en el mismo orden. El citocromo del mono Rhesus sólo difiere del de los humanos en un aminoácido de los 104; el del caballo en 11 aminoácidos; y el del atún en 21. El grado de similitud refleja la proximidad del ancestro común, lo cual permite reconstruir la filogenia de estos organismos.
La secuenciación de ADN ha demostrado que el chimpancé es nuestro pariente actual más cercano: su ADN difiere del nuestro en sólo un 2'5%.
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