Definición de Evolución Biológica

La evolución biológica (por el latín evolutio, “desenrollamiento” o “desdoblamiento”) es un proceso de cambio en los rasgos genotípicos y fenotípicos, que ocurre a través del tiempo, cuyo estudio explica por qué todos los seres vivos somos tan semejantes entre nosotros, y a la vez somos tan diferentes.

Polenka Torres Orozco | Jun. 2022
Lic. en Biología, Maestría Ciencias Biológicas

Un hallazgo reciente muy notable, es el descubrimiento de que algunos de nuestros genes son los mismos que de los organismos unicelulares. Esto sirve de evidencia de que todas las formas de vida -incluidas bacterias, plantas, hongos y los animales- comparten sus antepasados. La evolución biológica es una de las grandes teorías unificadoras de la Biología; se puede consultar el artículo Evolución Humana para una categorización específica.

Antecedentes históricos de la evolución

Hacia mediados del siglo XIX, un creciente número de biólogos habían concluido que las especies actuales evolucionaron a partir de especies anteriores. Uno de los primeros científicos en proponer un mecanismo para la evolución fue el biólogo francés Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). En 1809, Lamarck propuso la hipótesis de que los organismos evolucionaron a través de la herencia de características adquiridas, un proceso en el que los cuerpos de los organismos vivos se modificaron por el uso o falta de uso de partes y estás modificaciones fueron heredadas a sus descendientes. Sin embargo, hoy se conoce que los procesos evolutivos no ocurren de esta manera.

En 1858, Charles Darwin (1809-1882) y Alfred Russel Wallace (1823-1913), de manera independiente, compartieron evidencia convincente que apoyaba a la evolución biológica y que además, explicaba el mecanismo a través del cual los organismos cambiaban. Darwin propuso dos hipótesis principales: los organismos han descendido, con modificación, de ancestros comunes; y el factor más importante que causa la modificación es la selección natural, actuando en la variación que puede de ser heredada.

Darwin proveyó abundante información sobre la descendencia con modificación, desde entonces varias observaciones de la distribución geográfica, paleontología, embriología, genética, biología molecular, anatomía comparada, paleontología y bioquímica han confirmado que todos los organismos vivos están relacionados entre ellos en una historia de ancestría común.

Factores determinantes para entender el concepto

La palabra evolución se utiliza ampliamente como sinónimo de cambio. Sin embargo, es importante resaltar que el tipo de evolución del que hablamos en este artículo es biológica. El cuerpo de un triatleta que pasa meses en los Himalayas se acostumbra a estar a gran altitud. Parte de ello, es porque la cantidad de glóbulos rojos, células responsables por transportar oxígeno, aumentan su cantidad en respuesta al ambiente carente de oxígeno. El cambio de color del pelaje del zorro ártico del café al blanco en el invierno, el cambio color de la piel del cuerpo humano cuando se expone al sol son sólo son cambios que duran una estación al año. No se trata de cambios evolutivos. Los cambios de rasgos durante la vida de un individuo en respuesta del ambiente, no son evidencia de que este haya evolucionado, ya que tales rasgos no son heredables.

Para que los rasgos sean evolutivos tienen que tener la capacidad de transmitirse a generaciones subsecuentes. Los cambios evolutivos ocurren a nivel de poblaciones, que se define como un grupo de organismos de la misma especie que habitan una misma área geográfica y un tiempo determinado. Darwin observó que las poblaciones, y no los individuos, son los que evolucionan, aunque él no pudo explicar cómo cambian estos rasgos con el paso del tiempo. Ahora se sabe que la diversidad de una población está en función de la diversidad genética de los individuos dentro de una población. Debido a que los genes y los rasgos fenotípicos están relacionados, la evolución implica cambios genéticos.

Selección natural y adaptación

La selección natural es la supervivencia y reproducción diferencial de diferentes genotipos en una población, provocando cambios en las frecuencias genéticas de las poblaciones. El es “filtro” natural de rasgos fenotípicos en poblaciones en un ambiente determinado. La evolución incluye otros procesos además de la selección natural, pero esta es la única que da como resultado adaptaciones.

Darwin y Wallace dieron como resultado cuatro observaciones en las que está basado el proceso de la selección natural:

1. Los organismos tienen variaciones que se heredan de generación en generación: Darwin enfatizó que los miembros de una población varían en sus características físicas, conductuales y funcionales. Además, puntualizó que la variación es fundamental para que opere la selección natural. Él pensaba que había un mecanismo de herencia, pero nunca tuvo la certeza cuál podría ser este.

2. Los organismos compiten por los recursos disponibles: Darwin, inspirado por los postulados de Malthus sobre el crecimiento exponencial de la población humana vs el crecimiento linear de los recursos se dió cuenta que si todos los descendientes de una población animal sobrevivieran, los recursos disponibles serían insuficientes para dar sustento a la población en crecimiento. Imagina que todos los seres humanos que han nacido a través de la historia hayan sobrevivido hasta su etapa adulta y se hubiesen reproducido, la carencia de recursos sería mucho mayor a la que vivimos actualmente.

3. Los individuos dentro de una población difieren en cuanto al éxito reproductivo: Algunos individuos tienen rasgos favorables que les ayudan a competir en un ambiente con recursos limitados. Los individuos con rasgos favorables para un ambiente determinado obtienen más recursos e incrementan su probabilidad de supervivencia que aquellos con rasgos menos favorables para dicho ambiente, lo que favorece, a lo que Dawin llamaba, un éxito reproductivo diferencial.

4. Las especies se adaptan a las condiciones conforme cambia el ambiente: Una adaptación es cualquier rasgo evolutivo que ocasiona que un organismo prospere en un ambiente determinado. Las adaptaciones son especialmente reconocibles cuando organismos no relacionados que viven en ambientes parecidos presentan rasgos semejantes. Los manatíes, los pingüinos y las tortugas marinas, por ejemplo, tienen aletas que les ayudan a desplazarse en el agua. Las adaptaciones a ambientes específicos son resultado de la selección natural. La acumulación de las adaptaciones da como resultado nuevas especies.

Evidencias de la evolución

Registro fósil

Los fósiles son los restos y los rastros de la vida pasada o cualquier otra evidencia directa de esta. Los rastros incluyen, por ejemplo, senderos, huellas, madrigueras, excrementos y galerías de organismos subterráneos. Por lo general, las partes blandas de un organismo no se preservan porque son consumidas por carroñeros o son descompuestas por microorganismos. En ocasiones, el organismo es enterrado de manera muy rápida y, de está forma, la descomposición nunca se completa, o se completa lentamente, de tal manera que las partes blandas dejan una huella en sus estructuras. Sin embargo, la mayoría del registro fósil está compuesto por las partes duras de los organismos -como los huesos, caparazones o dientes- porque en general no se consumen ni se destruyen.

Evidencia biogeográfica

Darwin hizo énfasis que en caso en donde la geografía separa mares, islas y continentes, era de esperar una mezcla diferente de plantas y animales. Por ejemplo, Darwin observó que en América del Sur no había conejos, aún cuando el ambiente era adecuado para que allí habitarán. En la historia de la Tierra, América del Sur, la Antártida y Australia estaban conectados originalmente. Los marsupiales, mamíferos cuyas hembras poseen una bolsa corporal externa donde sus crías completan su desarrollo, evolucionaron a través de ancestros mamíferos ovíparos.

En la actualidad los marsupiales son endémicos de América del Sur y Australia. El territorio que actualmente es Australia se separó y dio como resultado una gran diversificación de los marsupiales consecuencia de la poca competencia ejercida por los mamíferos placentarios, cuyas crías terminan su desarrollo dentro del útero materno. El proceso contrario ocurrió en América del Sur en donde los mamíferos placentarios predominaban, la competencia para los marsupiales era mayor y, por tanto, la diversificación de los marsupiales fue menor con respecto a la ocurrida en Australia.

Evidencia anatómica

Las extremidades anteriores de los vertebrados se utilizan de diferentes maneras, para volar, nadar, correr, trepar, columpiarse en las ramas de los árboles. Sin embargo, todas las extremidades poseen la misma cantidad de huesos organizados de formas similares. Las estructuras que son anatómicamente similares, por heredarse de un antepasado común, se denominan homólogas. Por otro lado, las estructuras análogas tienen la misma función, pero se originaron en los diferentes grupos de manera independiente.

Estructuras vestigiales

Es una estructura reducida o de desarrollo incompleto que no tiene función alguna o tiene una función reducida. Aunque las estructuras vestigiales parecen no tener función, a veces pueden tener usos nuevos. Ejemplos de estructuras vestigiales son las alas del avestruz, esta ya no tienen la función del vuelo, pero dan estabilidad al ave cuando corre y esto le permite alcanzar una mayor velocidad, esto demuestra que la selección natural puede dar una función diferente a las estructuras vestigiales.

Evidencia bioquímica

Todos los organismos vivos utilizan las mismas moléculas bioquímicas básicas, incluyendo el ADN, ARN y ATP. Por esto inferimos que las primeras células vivientes poseían estás biomoléculas y fueron las que dieron lugar a la vida tal y como la conocemos. Además, algunas secuencias de aminoácidos de algunas proteínas son similares a lo largo del árbol de la vida.

 
 
 
Por: Polenka Torres Orozco. Licenciada en Biología, Maestría en Ciencias Biológicas. Jun., 2022.
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Referencias

Windelspecht W. y Mader S. S, (2021). Biología. México: McGraw-Hill Interamericana.

Audesirk, T., Audesirk, G. y Byers, B. (2018). Biología. México: Pearson Educación de México.

Futuyma, D. J. (2017). Evolution. Massachusetts U.S.A: Sinauer Associates, Inc. Publishers.
 
 
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