ORIGEN DE LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA Y LA ESPECIACIÓN

Como resultado de la evolución, existen gran cantidad de plantas y animales los cuales presentan variaciones que les permiten sobrevivir en el medio donde habitan y son producto de la interacción del organismo con diversos factores físicos y biológicos.

Entre los primeros se encuentran el grado de humedad, la temperatura, cantidad de luz y los vientos del medio. Los segundos comprenden a los organismos que comparten el mismo hábitat y con los que se debe competir por alimento y espacio; así como la abundancia o no de animales y plantas que les puedan servir de alimento.

Variedades infinitas de formas y estructuras. En síntesis, los organismos vivos deben adaptarse a todos los cambios que ocurran en las condiciones físicas y biológicas de su ambiente.

Los seres vivos son muy variados, sin embargo esta diversidad y la adaptación al medio no puede explicar del todo el surgimiento de nuevas especies a partir de una ancestral. Este fenómeno se conoce como especiación y sus formas son:

  1. Especiación alopátrica. En ella se presenta un aislamiento geográfico que impide el cruzamiento genético entre individuos de una misma especie; al pasar el tiempo se formarán dos grupos que se reproducen de manera independiente uno de otro y que –debido a las variaciones del ambiente– se van adaptando al medio, hasta el grado de llegar a no reconocerse ambas poblaciones, lo que impide la reproducción entre ellas. Se dice que estos individuos ya no son de la misma especie.
  2. Especiación simpátrica. En ella se afirma que aunque no haya aislamiento geográfico, pueden darse otros mecanismos que logren la separación para la reproducción y que impidan el intercambio genético entre las especies. Estos engranajes se conocen como aislamiento reproductor e incluyen situaciones en las que la población se subdivide en dos subpoblaciones las cuales desarrollan diferentes caracteres biológicos; por ejemplo: diferentes periodos de reproducción.

PRINCIPIO DE ADAPTACIÓN

La diversidad de especies se debe a la adaptación que han logrado en relación con el medio en que habitan; es decir, existe relación directa entre la estructura del organismo, su funcionamiento y su ambiente. Además, la conducta y las costumbres de muchas de ellas dependen de las condiciones en que vivan.

La evolución es un proceso lento, que tiene lugar después de muchos años de interacción entre los organismos y su ambiente. La adaptación les permite cambiar o ajustarse a las transformaciones del hábitat donde se desarrollan.

Una clasificación de los vegetales se realiza en función de las adaptaciones que éstos sufren a fin de sobrevivir en temperaturas extremas (cálidas o frías). Esos cambios se presentan, principalmente, en las yemas y apéndices de crecimiento de las plantas.

En plantas leñosas, las yemas crecen menos de 25 cm de altura por encima del suelo, lo que les permite quedar cubiertas por nieve en el invierno sin correr peligro; otras, como las lentejas, pasan las temporadas adversas en forma de semillas.

La piel de algunos mamíferos también se ha adaptado a la temperatura del medio. En clima frío, el pelaje es más tupido y espeso que en aquellos que viven en lugares con altas temperaturas.

Cuando la adaptación a temperaturas extremas es imposible, algunos animales recurren a la migración, hibernación, etc. Las migraciones son características de las aves, que se alejan de zonas frías hacia otras más cálidas. Por su parte, a la hibernación recurren el oso y la marmota. Este mecanismo consiste en que el animal reduce al mínimo su metabolismo.

En el reino animal existen también adaptaciones especiales para la locomoción, conseguir alimento, protegerse, etcétera. Por ejemplo: el camaleón posee varias formas para obtener alimento: patas para desplazarse con facilidad en las ramas de los árboles donde habitan, lengua larga y pegajosa, ojos con un movimiento especial, mimetismo, entre otras. Entre los vegetales la adaptación se da en forma de espinas, olores desagradables, veneno, etcétera.

Ambas formas de adaptación tienen como base una serie de mutaciones que al producirse en forma sucesiva y poco a poco, se acumulan y van modificando a los seres que las sufren.

Las mutaciones son transformaciones que ocurren en el material hereditario y se conocen como cambios genéticos, las cuales se traducen de generación en generación. Éstas son responsables de la diversidad de organismos que existen. Una mutación favorable permite al individuo que la sufre sobrevivir, reproducirse y transmitir dicha mutación a su descendencia. Una mutación desfavorable conduce a la extinción de la especie.

Se puede concluir que las mutaciones dan origen a gran variedad de organismos que deben someterse al mecanismo de selección natural para poder evolucionar.

APORTES DE LA GENÉTICA, LA PALEONTOLOGÍA Y LA EMBRIOLOGÍA
A LA TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN

En 1900, Hugo de Vries (1848-1935) redescubrió las leyes de Mendel, lo que dio nuevo impulso a la genética. Esto lo llevó a establecer las bases de la teoría de las mutaciones.

Las mutaciones han sido estudiadas y comprobadas mediante experimentación en laboratorio, lo que ha dado fuerza a esta teoría conocida como neodarwinismo, la cual puede resumirse así:

El conjunto de genes o factores hereditarios de un individuo se conoce como genotipo. Los genes son responsables de las características morfológicas (de formas), fisiológicas (de función) y bioquímicas de los organismos. Las características que presenta un individuo derivadas de la interacción de sus genes y factores del ambiente externo (por ejemplo, alimentos) se conocen como fenotipo.

Una mutación o cambio en la carga hereditaria del individuo origina un nuevo genotipo. Las mutaciones favorables hacen que los organismos estén mejor adaptados y, por tanto, no sólo sobreviven, sino que también se multiplican fácilmente, perpetuando dicha transformación.

Actualmente, la teoría evolucionista ha sido aceptada en forma general por los científicos, pues está respaldada por numerosos hechos. Las dudas recaen en el mecanismo de la evolución y de su extensión. Gran número de pruebas sirven de apoyo a la teoría evolucionista; por ejemplo:

Pruebas paleontológicas. Se basan en el hallazgo de numerosos fósiles que prueban cómo la vida en la antigüedad era muy diferente a la moderna.

La palabra fósil deriva del latín y quiere decir: "extraído de la tierra". En biología tiene un significado más amplio; se define como fósiles a los restos de seres orgánicos antiguos a los que se ha clasificado en cuatro tipos principales:

  1. Restos del archaepteryx.Los restos de plantas y animales conservados en ámbar.
  2. Las huellas en lodo petrificado de organismos que vivieron hace miles de años.
  3. Las partes duras (esqueletos y troncos petrificados) de animales o plantas.
  4. Los moldes de organismos en donde la roca caliza tomó el lugar de las células.

Gracias a los fósiles se han podido reconstruir, con bastante acierto, árboles genealógicos de muchos organismos. Esto permite conocer los cambios que han sufrido a través del tiempo.

Los estudios de anatomía comparada indican que animales y plantas presentan semejanzas en su organización; por ejemplo: las plantas y los animales están compuestos por células semejantes; todos los vertebrados tienen una columna vertebral o eje óseo y la organización general del cuerpo es parecida, aunque su número de huesos es variable.

Otro estudio de anatomía comparada que da a la teoría de la evolución mucho valor, es la existencia de organismos con órganos homólogos, análogos y rudimentarios.

Órganos homólogos, son los que tienen igual estructura y origen, pero que se han adaptado para diferentes funciones; por ejemplo: la pata del caballo y la aleta de una foca están compuestas de los mismos huesos (tienen el mismo origen); pero se han modificado y adaptado uno para correr yLas alas de los insectos y aves son análogos. otro para nadar.

Órganos análogos, tienen diferente origen, diferente estructura, pero la misma función; por ejemplo: las alas del colibrí (un ave) y las de la libélula (un insecto), aunque pertenecen a organismos diferentes, ambas sirven para volar.

Órganos rudimentarios, aparentemente inútiles en la actualidad, son aquellos que los antepasados evolutivos tuvieron y utilizaron, y que, a la vez, constituyen la huella de un antepasado remoto; por ejemplo: el apéndice del hombre; ciertas especies de serpientes tienen restos atrofiados (poco desarrollados) de patas posteriores.

Las pruebas embriológicas demuestran el parecido, tanto en forma como en estructura, de los embriones de muchos organismos en las primeras etapas de su existencia. Así, los embriones humanos, al mes de edad, presentan bolsas branquiales (semejantes a las de los peces) situadas en la región del cuello y temporalmente poseen cola.

Al germinar, las esporas de musgos y helechos producen unas estructuras laminares similares a las algas, a partir de las que se supone evolucionaron.

Todos estos estudios embriológicos contribuyen a considerar la evolución de los organismos a partir de un antepasado común.

La biogeografía estudia la distribución de los seres vivos en el planeta y demuestra que los organismos sufren variaciones en su adaptación al medio; por ejemplo: el elefante africano y el elefante asiático.

Esta ciencia también explica cómo es que dos especies con un mismo tronco hayan podido evolucionar hacia caminos diferentes. Comprueba cómo los hundimientos terrestres y el surgimiento de cordilleras hace millones de años, formaron barreras geográficas provocando que las distintas especies quedaran separadas en el tiempo, el espacio y el ambiente. Debido a eso siguieron una evolución diferente.

Las pruebas genéticas explican las mutaciones de los seres vivos y la transmisión de los caracteres hereditarios; un ejemplo es el llamado melanismo industrial, producido en las mariposas de abedul. Estas mariposas originalmente son de color blanco con puntos oscuros en el cuerpo y en la superficie de sus alas; sin embargo, en 1848 se descubrió, en Manchester, Inglaterra, un espécimen mutante de color negro. Esta mariposa negra fue tomando poco a poco el lugar de las blancas, haciéndose cada vez más abundante.

Para explicar este fenómeno, se observó el efecto que el humo de las fábricas había tenido en los troncos de los abedules, hábitat natural de estas mariposas, y se pudo comprobar que en ellos los líquenes habían desaparecido y su tronco se había tornado negro.

Mimetismo, forma de adaptación y sobrevivencia. Al posarse en los troncos, las mariposas de color blanco eran más visibles que las aves que se alimentaban de ellas; en cambio, las mariposas de color negro quedaban disimuladas y les era más fácil escapar de las aves depredadoras.

De esta forma, la mutación que cambió el color de las mariposas fue decisiva para su supervivencia.

Otras pruebas que apoyan la evolución son las del parecido bioquímico entre las especies; por ejemplo: la hemoglobina, proteína de la sangre, presenta la misma estructura básica en todos los vertebrados; también los ácidos nucleicos (moléculas que guardan la información para perpetuar una especie), tienen igual estructura, desde las bacterias hasta los mamíferos.

Estas pruebas son hechos biológicos que, en su conjunto, apoyan y dan validez a la teoría del evolucionismo.

Según la moderna teoría de la evolución, mejor conocida como teoría sintética, hay tres procesos principales que han originado las diferentes especies:

  1. Mutación
  2. Recombinación genética
  3. Selección natural

Las mutaciones son alteraciones en el material genético de un individuo. Este material contiene la información que determina las características de un ser vivo. Los cambios que ocurran en él son transmitidos al azar a las células sexuales del individuo. Las variaciones evolutivas en las poblaciones se deben a pequeñas mutaciones.

Las células sexuales (gametos) se unirán, a través de reproducción sexual, a las de otro individuo, para formar un nuevo ser que heredará el material genético modificado; es decir, tendrá características diferentes a las de sus progenitores. La recombinación genética (cambio en el material genético o hereditario) se debe, en gran parte, a los mecanismos de la reproducción sexual.

La reproducción sexual incrementa las posibilidades de evolución al aumentar la diversidad genética de los individuos.

La selección natural se puede definir como la supervivencia y reproducción de los individuos más aptos. Por medio de ella, aumenta el número de organismos con variaciones positivas y disminuyen o desaparecen aquellos que posean mutaciones perjudiciales.

En resumen, la teoría sintética de la evolución afirma que ésta es un proceso complejo que no se puede explicar de forma sencilla. Propone resumir las teorías evolucionistas en una sola y, aunque acepta la selección natural, agrega otros conceptos sugiriendo que la evolución es resultado de la interacción entre mecanismos de mutación y selección natural.

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