Tema 2. Evolución.

"Los conceptos modernos sobre evolución proporcionan una explicación científica para la historia de la vida en la Tierra, expresada por el registro fósil y en las evidentes semejanzas entre la pluralidad de los organismos vivientes." (Evolution on the Front Line: An abbreviated Guide for Teaching Evolution, from Project 2006 at American Association for the Advancement of Science. 19 de Febrero de 2006).

¿QUÉ ES EVOLUCIÓN? 

Evolución es la rama de la Biología que se refiere a todos los cambios que han originado la diversidad de los seres vivientes en la Tierra, desde sus orígenes hasta el presente.

Actualmente los biólogos estamos convencidos, por las evidencias acumuladas, que todas las formas vivientes, incluyendo al ser humano, surgieron paulatinamente en el curso de la historia de la Tierra, y de que todos los organismos se originaron a partir de formas primitivas simplificadas.

La evolución es una teoría por el contexto de las pruebas científicas confirmadas por la observación del proceso evolutivo en comunidades modernas. Ésto nos permite mantener un alto grado de certeza acerca de la presencia actual de los mecanismos evolutivos que trabajan en la naturaleza, de tal forma que no podemos interpretar erróneamente el Método Científico. Sólo la gente obstinada no ve evidencia en la evolución.

Cuando un enunciado no se ha verificado se denomina "hipótesis", pero si la hipótesis es sometida a pruebas experimentales y se verifica como cierta, entonces alcanza el nivel de "Teoría".

La evolución depende directamente de las leyes genéticas y se considera como un principio de orden en la naturaleza. 

ESTRATEGIAS EVOLUTIVAS

LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS OCURRE POR LA CONFLUENCIA DE TRES COMPONENTES INTERDEPENDENTES DETERMINANTES:

SELECCIÓN NATURAL: Es el conjunto de modificaciones en el ambiente de los organismos (puede ser ejercido a un nivel de individuo o a nivel comunitario), graduales o repentinas, las cuales provocan una tensión particular capaz de aniquilar a los individuos o a las especies menos adaptables, y hacer para prevalecer a los mejor adaptables. Un buen ejemplo de Selección Natural es la pericia para realizar movimientos natatorios. Históricamente, los genes que determinan esta característica estaban en la pila genética de la población antes de que se presentara la ocasión de utilizarla. Algunos miembros de la población poseían los genes, mientras que otros carecían de ellos. Cuando ocurrió una inundación, los que poseían los genes ventajosos sobrevivieron; por otro lado, los que eran incapaces de ejecutar los movimientos natatorios perecieron, porque ellos carecían de los genes que determinan dicha habilidad.

NEUTRALIDAD: Este concepto se refiere a la presencia de genes que determinan características fenotípicas nuevas, las cuales se acumulan en el caudal genético de la población, sin actuar favoreciendo a los genes en la supervivencia del individuo, ni contribuyendo para su exterminio. Una ilustración perceptible es la presencia de pezones en mamíferos macho, cuya funcionalidad es obsoleta porque los machos no amamantan a sus crías. Sin embargo, el gene que determina el desarrollo de los pezones continúa expresándose y transmitiéndose a la descendencia. 

ESTRUCTURACIÓN: Aún cuando  no se produzca una presión selectiva sobre los individuos, ocurren en ellos algunos cambios estructurales que propician una ventaja funcional sobre aquellos individuos que carecen de esas modificaciones. De esta manera, los cambios estructurales que conducen a una variación en la función, transfiere al individuo hacia otra línea evolutiva, incrementando también su habilidad para ocupar otros nichos ecológicos, o para ser movidos entre varios nichos de acuerdo con sus requisitos para sobrevivir. Un ejemplo de Estructuración es la posición erecta y locomoción bípeda de los seres humanos. Los humanos no se enderezaron por necesidad, pues el cambio estructural ocurrió como un acontecimiento al azar, y no en función de un acontecimiento selectivo en el entorno. Cuando se modificó la postura de los humanos, los individuos se encontraron ante la disyuntiva de abandonar su nicho ecológico previo o de permanecer en él sometidos a una desventaja peligrosa para la supervivencia de la especie; la nueva postura los calificó para habitar en áreas más abiertas y menos limitadas en recursos. No impidió que los individuos pudieran seguir habitando en su nichos ecológicos previos, así se amplió el mundo del Homo sapiens.

Algunas partes del Genoma son más capaces de tomar la sucesión de nucleótidos, y la manera de llevarse a cabo reside en la recombinación del material genético, basado sobre la historia de éxito de los antepasados. Así, las biomoléculas tienen la capacidad de "ver" y "escoger" los cambios más apropiados para producir una función nueva, o la menos viable que podría suspender algo esencial. Los genomas codifican esta estrategia, y los organismos han intercambiado información genética por la transferencia horizontal de genes. Sucedió en el pasado, sucede ahora, y estará sucediendo en el futuro. La Biodiversidad es una fuente de información genética, y los intercambios de información ocurren entre organismos variados, así que ésta llega a ser una buena razón para comenzar con la prioridad en la conservación de la Biodiversidad.

Hay un factor determinante que favorece y dirige los cambios evolutivos: la Selección Natural. La selección natural es el conjunto de presiones externas e internas que provocan una tensión dentro de una comunidad específica afectando a cada individuo. Los óptimos genes propicios sobrevivirán a esas presiones, y los menos adecuados desaparecerán. Pero ésto no siempre es así, pues en muchas ocasiones los genes para la conducta de cooperación en grupo favorecen la supervivencia de los "débiles". Si un individuo posee una combinación propicia de alelos, entonces esos alelos serán transmitidos a su progenie, de tal manera que los alelos favorables aparecerán en una proporción mayor en las generaciones siguientes. 

Ejemplo:

Una población de 200 000 hormigas caminaban a través de un bosque, devorando todo lo que encontraban a su paso. Su correr los llevó a tener que cruzar una corriente de agua (presión del entorno). Muchas de ellas se aventuraron a cruzar la corriente para ser arrastradas y ahogadas por el agua. Éstas hormigas carecían de alelos para determinar la conducta de cooperación en grupo. Pero muchas de ellos unieron sus cuerpos para formar un puente sobre el cual las hormigas restantes cruzaron la corriente sin dificultad. Positivamente, estas hormigas poseían alelos que determinaron su conducta en grupo y sobrevivieron (Supervivencia del mejor adaptado). 

Muchas hormigas masculinas fértiles poseían esos alelos y sobrevivieron (conservación de la variación genética en las poblaciones), así que los alelos favorables fueron añadidos al Depósito Genético de la comunidad. Cada vez más genes favorables serán agregados, porque aquéllas que poseían genes desfavorables perecerían a causa de su incompetencia. 

Este hecho nos conduce a pensar acerca de una tendencia hacia la distribución uniforme. Sin embargo, los alelos no favorables persistieron todavía en la comunidad porque muchas hormigas con el defecto fueron capaces de cruzar el agua encima del puente viviente, además, esos alelos persistieron también en el genoma de las mejores hormigas adaptadas, pero sin expresión debido a mecanismos moleculares específicos de stopgap. Además, si las hormigas sobrevivientes poseían una característica nueva en su aspecto (Fenotipo) físico, entonces su constitución anatómica también cambiaría y constituiría un cambio macroscópico. 

Hormigas Argentinas

Ya que hablo de hormigas, recientemente ha sido descubierto que una cierta especie de hormigas argentinas (Iridomyrmex humilis) han estado invadiendo el territorio de Estados Unidos de América. En este caso, lo que nos interesa es que ellas han evolucionado según las diferencias en las condiciones del entorno. En su lugar de origen ellas muestran una conducta intraespecífica agresiva. Ellas se atacan unas a otras, de tal manera que ellas no pueden establecerse en colonias grandes y no pueden estar prosperando permanentemente como colonia en un determinado lugar. 

Por otro lado, esta característica del comportamiento ha sido reemplazada en Estados Unidos de América por una conducta de la cooperación en grupo. Ellas construyen colonias grandes y se han adaptado perfectamente al ambiente, de tal manera que muchas especies nativas de Estados Unidos de América han sido desplazadas de sus hábitats naturales por las hormigas invasoras. El cambio se determinó por modificaciones en la expresión de un gene. 

Muchos cambios evolutivos ocurren visiblemente en un tiempo muy corto, como el polimorfismo en comunidades de los pinzones de la Islas Galápagos con modificaciones en sus picos, los cuales fueron provocados por la dureza de las semillas que ellos rompían (Presión Selectiva). Los pinzones que tenían el pico más fuerte sobrevivieron (Supervivencia del mejor adaptado). Como éstos tenían un pico más ancho que los otros de la misma variedad, entonces una característica anatómica (Fenotipo) nueva - determinada por alelos (Genotipo) - fue hecha visible en menos de 30 años. 

Pero no siempre ocurre de esta manera: Ecólogos Evolutivos han mostrado que las hembras de una especie de patos son estimuladas por el atractivo de los machos para determinar la fuerza de su progenitura por medio de una adición mayor de testosterona a sus huevos.

CAUSAS DE EVOLUCIÓN EN LOS SERES VIVIENTES

Hasta ahora, los científicos hemos identificado las siguientes estrategias evolutivas moleculares:

1. Cambios simultáneos múltiples en un solo genoma.

2. Transferencia Horizontal. Implica mecanismos que adaptan a un ADN funcional preexistente para nuevos propósitos.

3. Cuando los límites entre Intrones/Exones concurren en sitios en los cuales la variación en las estructuras de las proteínas pueden acomodarse.

4. Duplicación de genes. Permite que un genoma explore la variación en un contexto funcional sin perder la funcionalidad de la copia original.

5. Módulos de Translocación y transposición de secuencias de ADN, en vez de mutaciones puntuales.

6. Transposones, o ADN invasivo, por ejemplo, los plásmidos bacterianos.

En suma, la evolución no se debe tan solo a las mutaciones puntuales. Podría decirse que las mutaciones al azar y puntuales son poco incidentes en la evolución.

No todos los cambios son evolución. Evolución es un proceso que implica variación, reproducción, herencia y selección.

Variación se refiere a cambios en el genotipo individual que podría o no expresarse en el fenotipo de ese individuo. La evolución no es posible sin variación.

Reproducción es una función de los sistemas vivientes que permite la producción de entidades nuevas que podrían o no compartir los cambios genotípicos de sus antepasados. Evidentemente, la evolución es imposible sin reproducción. 

Herencia es la aptitud de transferir la información genética de entidades preexistentes a sus descendientes. La evolución biológica es irrealizable sin herencia.

Selección es el sistema de variaciones en el medio externo o interno que proporciona situaciones de tensión para los individuos, las poblaciones, las comunidades, la biota, etc. La evolución puede ocurrir sin selección a través de radiación estocástica.

CIENCIA Y RAZÓN

A pesar de las evidencias, muchas personas (aún algunos científicos) creen que la evolución es tan sólo una hipótesis, e incluso algunas personas piensan que es una opinión autoritaria (dogma) de los biólogos. Ésto ha hecho que se hayan formado grupos que se oponen a la enseñanza de la evolución en las escuelas e incluso ha propiciado la invención de algunas pseudo-ciencias como el Creacionismo, la Ciencia de la Creación, y la Creación Evolutiva, que se han establecido sin tener alguna base experimental, sino sólo en declaraciones filosóficas (sofismas). Ambas, la Astronomía y la Biología (especialmente la Evolución) son las ciencias que han roto el taburete de los dogmas religiosos, y ésta es la razón por la cual estas dos especialidades han sido elegidas para sus feroces agresiones.

Sin embargo, la razón debe prevalecer. Nosotros no podemos forzar a la ciencia para que concuerde con nuestras creencias personales. Los hechos son llanamente los hechos, y lo no verdadero es simplemente lo no verdadero. Mientras los científicos se dedican al estudio de los mecanismos complejos de la evolución, esas personas no se vierten en verificar si su "evolución creadora" existe, demostrándolo con hechos científicos. Y así ocurre simplemente porque esa "evolución creadora" no existe, y ellos lo saben.

La ambigüedad de la frase "Ciencia de la Creación" es evidente, ya que existe una gran contradicción entre las dos palabras que la forman. ¿Podrían verificar ellos el momento de la creación? ¿Hay una sola prueba acerca de un proceso especial de la creación? Si ellos no son capaces de verificarle es porque una creación especial dirigida no existe. ¿Podría explicar el creacionismo la existencia de los dinosaurios, los trilobites, las extinciones masivas, las deformidades congénitas, las mutaciones, la patogénesis, los parásitos, los virus, los animales y plantas venenosos, los depredadores de hombres silvestres, etc., sin los principios científicos de la evolución?

Si tuviéramos un corazón obtuso, entonces podríamos insistir en que todo fue creado por las hadas y los dioses griegos y romanos, creencias que, para el caso, nos conducirían a las mismas estructuras de pensamiento impuestas por la "Ciencia de la Creación".

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