LA TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN

I. Introducción

No se necesita ser un afamado biólogo para constatar el magnífico espectáculo de la vida. Hay bacterias inferiores, hongos, plantas y animales. Se han descrito cerca de dos millones de especies de organismos, pero muchos más, probablemente varios millones, quedan por descubrir y estudiar. Aún más abrumador que el número absoluto de especies es su diversidad: varía su tamaño, estructura, forma, modo de vida y habitat. Algunos microbios tienen un diámetro inferior a una diezmilésima de milímetro; los mayores animales vivientes son las ballenas azules, de hasta 30 metros de longitud y 13 toneladas de peso; y todavía mayores son las secuoyas gigantes de California, algunas de las cuales pesan 3.500 toneladas (100 trillones, o 10 seguido de veinte ceros) de veces el peso de una bacteria. Algunas bacterias se dividen cada 30 minutos, las secuoyas gigantes viven miles de años. Los organismos viven de distintos alimentos, en distintos ambientes –en las profundidades de los océanos, en las húmedas selvas y en los desiertos-. ¿A qué se debe esta grandiosa diversidad? A la diversidad de ambientes en los que se desarrolla la vida, al proceso evolutivo.

La diversidad es un hecho característico y obvio del mundo viviente. Toda esta diversidad procede de un antepasado común, de un primer organismo a partir del cuál se generó toda esta grandiosa variedad. La fuente de esa diversidad  es la evolución. Todos los hongos, plantas y animales derivan de criaturas semejantes a las bacterias que  surgieron hace millones de años. A partir de ellas y gracias a la selección natural se ha generado la diversidad existente. Los cambios en la forma y la función de los organismos se explican mediante la adaptación al medio y están subordinados a cambios genéticos: la evolución biológica tiene lugar porque el material hereditario, el ADN, puede cambiar de generación en generación. Todo esto es explicado por la teoría sintética de la evolución o neodarwinismo. Esta teoría procede, grosso modo de la teoría de la evolución de Darwin y de la genética, cuyo padre fue Mendel. Gracias a los genes podemos explicar como se transmite la herencia de una generación a otra.

II. La teoría de la evolución

II. 1. Breve historia de la biología

Aristóteles (385-322 a.c) es considerado el padre de la biología. Fue el primero en ofrecer una clasificación de los animales y plantas. Diferenció entre cartílagos, huesos y espinas y reconoció que el delfín no era un pez, sino un mamífero. Aristóteles creyó que las especies no evolucionaban sino que desde que aparecieron han sido siempre igual. Es lo que se conoce como teoría fijista. En apariencia es una teoría bastante obvia, nadie ha visto jamás evolucionar las especies.

Con la llegada del cristianismo además de seguir admitiendo el fijismo se introduce el creacionismo. Esta teoría sostiene que Dios ha sido el creador de todas las especies de animales y plantas existentes  (entre ellas el hombre). Aristóteles no era creacionista puesto que suponía que todo había existido desde siempre. La gran revolución de la teoría de Darwin consiste en que va a negar estas dos concepciones de la naturaleza.

Durante el siglo XVII se van descubriendo cada vez más fósiles (sobre todo en las minas) que empiezan a despertar el interés de los científicos. Muchos de esos fósiles pertenecían a seres que no existían ya, ¿qué explicación se debía dar de esto? Georges Cuvier propuso una explicación: pertenecen a especies que han desaparecido debido a las catástrofes natuarales, como por ejemplo, el diluvio universal

El primer evolucionista fue Lamarck (1744-1829) cuya revolucionaria teoría apareció en su Phylosophiae Zoologicae (1809). Lamarck sostiene que los organismos a lo largo de sus vidas sufren una serie de modificaciones para adaptarse a su ambiente, a su hábitat y que estas modificaciones pasan a la siguiente generación. El lamarckismo se resume en la frase: la función crea el organo y el desuso lo atrofia. Su teoría no fue aceptada por sus contemporáneos ya que preferían la de Cuvier. Hoy no se acepta como válida la teoría de Lamarck puesto que si fuera cierta los topos nacerían sin ojos y las ballenas habrían cambiado sus pulmones por unas mucho más efectivas branquias.

II. 2. La toería de la evolución

El 27 de Diciembre de 1831 Charles Darwin (1809-1882) parte en

 el Beagle, rumbo a Sudamérica, en el famoso viaje que dará lugar a El origen de las especies. Esta obra  que Darwin pensó durante más de veinte años después de su regreso a Inglaterra es, según sus propias palabras, «un largo razonamiento». Cada objeción es sopesada, anticipada y replicada. El Origen de las especies fue publicado el 24 de Noviembre de 1859, y el mundo occidental no ha sido el mismo desde entonces.

 La idea central de esta obra era que la naturaleza había hecho de un modo mecánico y espontáneo una selección similar a la que los ganaderos y agricultores efectuaban con el propósito de mejorar las razas y variedades de sus animales y plantas

Mientras el Beagle descendía a lo largo de la costa atlántica de Sudamérica, atravesaba el estrecho de Magallanes y ascendía por la costa del Pacífico, Darwin viajaba por el interior del Continente. Exploró los ricos lechos fósiles de América del Sur y coleccionó ejemplares de los numerosos tipos nuevos de plantas y animales que encontró.  

Los más interesantes para Darwin fueron los animales y plantas que encontró en un grupo de islas áridas, pequeñas y deshabitadas, las Galápagos, situadas a 950 Km, aproximadamente, de la costa de Ecuador. Las Galápagos tomaron este nombre de los habitantes más notables de estas islas, las tortugas gigantes o galápagos, algunas de las cuales pesan 100 Kg o más. Cada isla posee su propio tipo de tortuga. Los marineros que las llevaban a bordo y las mantenían como fuente de carne fresca podían decir rápidamente de que isla provenía una tortuga en particular. Aun siendo galápagos eran diferentes, ¿cuál era la causa de esas diferencias, de esas pequeñas variaciones? Sólo podía ser la adaptación al medio,  pero ¿qué impulsaba esta adaptación?

Darwin era un lector asiduo y voraz. Poco después de su regreso (cinco años duró su viaje) tuvo conocimiento de un

 tratado económico breve, pero muy comentado, escrito por el reverendo Thomas Malthus, que apareció por primera vez en 1798. En este ensayo, Malthus advertía, que la población humana estaba incrementándose tan rápidamente que en poco tiempo seria imposible alimentar a todos los habitantes de la tierra. Darwin vio que la conclusión de Malthus, de que la disponibilidad de alimentos y otros factores semejantes mantienen a la población a raya, es valida para todas las especies, no sólo la humana. Por ejemplo, calculó que una sola pareja de elefantes, que se encuentran entre los animales de reproducción más lenta, produciría una población de diecinueve millones de elefantes en 750 años, si toda su progenie viviera y se reprodujera de un modo normal. Sin embargo, el numero promedio de elefantes permanece constante a lo largo de los años. Así, aunque una sola pareja reproductora pudiera, en teoría, haber originado diecinueve millones de descendientes, en realidad produciría únicamente un promedio de dos. ¿Pero por qué estos dos en particular? El proceso por el cual los dos sobrevivientes son elegidos fue llamado por Darwin: Selección Natural.

La Selección natural, de acuerdo con Darwin era un proceso análogo al tipo de selección practicado por los criadores de ganado, caballos o perros. En la selección artificial, nosotros los humanos, elegimos especimenes individuales de plantas o animales para reproducirlos sobre las bases de las características que nos parecen deseables. En la selección natural, el ambiente toma el lugar de la elección humana. Dado que los individuos con ciertas características hereditarias sobreviven y se reproducen y los individuos con otras características hereditarias son eliminados, la población cambiará lentamente. Si unos caballos eran más veloces que otros, por ejemplo, estos individuos tendrían más posibilidad de escapar de los depredadores y sobrevivir. Si esta cualidad pudiese pasar a su progenie, ésta, a su vez, podría ser más rápida, y así sucesivamente. Es decir, aquellos organismos que poseyeran caracteres que los ajustaran mejor a su ambiente, se reproduciría más que los otros y sus caracteres se transmitirían a las generaciones futuras en mayor proporción. Así las poblaciones estarían continuamente mejorando, y las poblaciones o los individuos con «adaptaciones no adecuadas» acabarían extinguiéndose.

Veamos un ejemplo real de como ocurre todo esto:

  «Cuando se oye hablar de mutaciones y de selección natural,

 instintivamente imaginamos extraños seres vivos que existieron hace millones de años, y ambientes exóticos como el de las islas Galápagos que estudió Darwin. Sin embargo se trata de una idea errónea pues estos procesos continúan en la actualidad y en zonas bien próximas a nosotros, como nos demuestra el caso de la Biston betularia. La Biston betularia es un pequeño insecto que vive en extensas zonas de Gran Bretaña, donde es conocida como mariposa del abedul. Normalmente y durante siglos, esta mariposa poseía un color blanquecino salpicado de pequeñas manchas oscuras que le servían como camuflaje cuando se posaba en la clara corteza del abedul. Esporádicamente, y debido a ciertas mutaciones, aparecían algunas de estas mariposas de color negro; sin embargo, pronto desaparecían ya que su color las hacía destacar sobre los árboles, convirtiéndolas en fáciles presas para algunos pájaros que se alimentaban de ellas.

La llegada de la era industrial cambió la situación. El humo del carbón recubrió la corteza de los abedules, de forma que, en estas circunstancias eran las mariposas blancas las que se destacaban sobre ellos, mientras que las oscuras pasaban prácticamente inadvertidas. En pocos años, casi todas las poblaciones de mariposas del abedul eran de color negro, ya que, por selección natural, era este tipo el que mejor podía sobrevivir mientras que el número de mariposas blancas descendió de forma espectacular.

Las medidas anticontaminación, y la progresiva sustitución del carbón han devuelto al medio rural británico su antiguo carácter, y, de nuevo, los investigadores pueden comprobar cómo la situación ha cambiado y en las poblaciones de Biston betularia vuelve a predominar el color blanco, quedando reducida la población de mariposas negras a una proporción similar a la que existía cuando comenzó la era industrial y se produjo el anterior proceso de adaptación»

De acuerdo con Darwin, las variaciones que aparecen en cada población natural y se heredan entre los individuos son una cuestión de azar. No las produce el ambiente, ni una fuerza creadora, ni el esfuerzo inconsciente del organismo. Por sí mismas, ellas no tienen meta o dirección, pero a menudo tienen valores adaptativos positivos o negativos, o sea, pueden ser más o menos útiles para un organismo si se los juzga por su supervivencia y su reproducción. Es el funcionamiento de la selección natural, la interacción de organismos individuales, con su ambiente, durante una serie de generaciones lo que confiere dirección a la evolución.

II. 3. Tesis básicas de Darwin

1.      Los organismos engendran organismos similares.

2.      El número de individuos que sobreviven y se reproducen es pequeño en comparación con el número producido inicialmente.

3.      En cualquier población  hay variaciones aleatorias entre los individuos de una especie, y algunas de ellas son hereditarias.

4.      La interacción entre estas variaciones y el medio ambiente determina qué individuos sobrevivirán y se reproducirán y cuáles no. Este proceso es lo que denominamos selección natural.

5.      En un tiempo suficiente la selección natural lleva a la acumulación de cambios que diferencian a unos grupos de organismos de otros, generándose así una nueva especie.

Lo único que Darwin no fue capaz de explicar adecuadamente fue el origen y la herencia de las  variaciones que se producen en los individuos y que constituyen el material sobre el que trabaja la selección natural.

II. 4. Pruebas de la teoría de la evolución

a)      Anatomía comparada: los esqueletos del ser humano, el perro, la ballena y el murciélago son muy similares a pesar de sus diferentes modos de vida. ¿Por qué debería una persona escribir, un perro correr, una ballena nadar y un murciélago volar con estructuras basadas en los mismos huesos? Un ingeniero partiendo de cero, podría diseñar mejores extremidades para cada caso. Esto sólo tiene sentido si suponemos que todas esas estructuras han evolucionado a partir de una estructura anterior común a todas.

b)      Embriología comparada: ¿por qué el embrión humano tiene hendiduras branquiales? La única explicación posible es que nuestros antepasados eran peces

c)      Distribución desigual de las especies por el mundo

d)      El registro fósil muestra muchos tipos de organismos prehistóricos que fueron muy diferentes de los actuales en cuanto a la morfología. También muestra una sucesión de formas a lo largo del tiempo, lo cual pone de manifiesto la transición de una forma a la siguiente

e)      La biología molecular ha descubierto que el material hereditario (ADN) y las enzimas que gobiernan todas las actividades vitales contienen información sobre la ascendencia de los organismos. La biología molecular ha demostrado que todos los organismos vivos, desde las bacterias hasta el ser humano están emparentados por descender de antepasados comunes. Para todos los seres vivos (salvo algunos virus) la información hereditaria está codificada en el ADN, el cual, en todos los casos, está formado por combinaciones de cuatro nucleótidos. Todas las proteínas de los seres vivos están formadas por combinaciones de los mismos veinte aminoácidos. Toda esta unidad revela la continuidad genética de los seres vivos: todos están emparentados y descienden, por tanto, de un antepasado común.

II. 5. Los mecanismos de la evolución

La evolución se debe a cambios en la estructura de los genes. Estos cambios se producen por mutaciones, cambios en la cantidad de genes y a la organización de estos, y en los organismos con reproducción sexual por la recombinación genética.

Mutaciones: en el ser humano se calcula que existe una mutación por cada 100.000 genes (poseemos 100.000 pares de genes), que se produce al azar, o si preferís, por errores de copia. Determinados factores pueden incrementar la tasa de mutación: radiacción, elementos químicos, ....

Nuevos genes pueden aparecer por varios procesos:

a)      Enlogación: la multiplicación en tandem de secuencias muy cortas de nucleótidos que finalmente conducen a un gen funcional

b)      Combinación: proceso que da lugar a genes complejos por asociación de genes primarios ancestrales y de  función distinta

c)      Duplicación: proceso por el que se genera un nuevo gen por duplicación de un gen ancestral, seguido por la divergencia de los segmentos duplicados. Esta duplicación de genes puede dar lugar a procesos de diversificación y de intensificación. Se da el proceso de diversificación cuando los genes resultantes evolucionan hacia funciones diferentes aunque relacionadas. Hablamos de intensificación cuando la gran presencia de un tipo de genes ayuda a controlar un proceso muy variado (inmoglobulina)  o muy importante (el ARN-ribosómico)

III. Algunas precisiones sobre la teoría de la evolución

El estudio científico de la evolución busca no sólo reconstruir la historia evolutiva de los organismos, sino también descubrir los mecanismos que explican el cambio evolutivo. Este mecanismo es la selección natural: proceso mediante el cual una variante genética aumenta de frecuencia de generación en generación porque favorece la adaptabilidad del organismo al ambiente (o disminuye la frecuencia porque disminuye la adaptabilidad). Si una variante genética favorece la adaptación (por ejemplo permitiendo que un organismo pueda escapar a sus depredadores más eficazmente), los organismos portadores de este gen tienen más probabilidad de sobrevivir y reproducirse con mayor efectividad que aquellos que carecen de dicha variante genética. En consecuencia, el gen irá difundiéndose de manera gradual hasta que todos los miembros de la especie lo posean. Así pues, la selección natural explica la estructura de los organismos.

La selección natural no es más que el proceso de reproducción diferencial de variantes genéticas alternativas. La selección natural es el principal rector de la evolución de los seres vivos al fomentar su adaptación al medio en el que viven. La selección natural puede explicar:

-         la diversidad de organismos

-         el cambio gradual de los mismos en el curso de las generaciones

-         la adaptación al ambiente y al modo de vida

La selección natural es un proceso imprevisible y un carácter que es adaptativo en ciertas condiciones puede no serlo en otras diferentes. Se plantean situaciones interesantes cuando el propio proceso de selección natural cambia las condiciones críticas. Un carácter perfectamente adaptativo cuando se presenta sólo en unos pocos individuos, puede serlo menos si es común a toda la población.

La selección natural es un proceso creador, no crea las materias primas sobre las que trabaja (mutaciones, etc.) sino que utiliza las ya existentes para crear un producto que nunca podría realizarse sin su intervención.

Las entidades sujetas a selección natural son los genes, sin embargo los genes no existen aislados, sino en organismos. La frecuencia de un conjunto de genes aumenta o disminuye según sus efectos en el organismo.

La selección natural es un proceso determinado por el ambiente. La ventaja o destreza selectiva de una entidad genética determinada debe ser entendida en relación con un medio ambiente determinado.

Los genes actúa armónicamente unos con otros. El efecto de un gen determinado puede variar según qué otros genes existan en la población. Por tanto la eficacia reproductiva de un gen debe ser entendida como el resultado medio de los efectos diversos que tal gen pueda tener en todos los individuos portadores del mismo. Estos efectos y la eficacia reproductiva de un gen determinado a menudo cambia a medida que la constitución genética de una población cambia de una generación a otra. Así la evolución biológica es un proceso impulsado, hasta cierto punto por sí mismo: los cambios genéticos que ocurren en una generación pueden provocar otros cambios en las generaciones siguientes.

El azar también interviene en la evolución. Las mutaciones que producen las variantes hereditarias aparecen de manera aleatoria independientemente de que sean ventajosas o no para sus poseedores. Este proceso de azar está contrarrestado por la selección natural, que preserva y multiplica las mutaciones útiles y elimina las dañinas. Sin las mutaciones, la evolución no podría ocurrir, puesto que no habría variantes hereditarias sobre las cuales actuará la selección natural. Pero sin esta última, el proceso de mutación llevaría a la desorganización y a la extinción, puesto que, por ser aleatorias, la mayoría de las mutaciones son desventajosas.

IV. Implicaciones de la teoría de la evolución

La teoría de la evolución nos muestra el azar y la necesidad intrincados en el meollo de la vida, la casualidad y el determinismo entrelazados en un proceso natural que ha creado las realidades más complejas y más bellas del Universo: los seres vivos. Tal es el descubrimiento fundamental de Darwin: que existe un proceso natural que es creador aún cuando no es consciente. Y tal es la revolución conceptual completada por Darwin: que todas las realidades naturales, incluyendo el origen del hombre, pueden ser explicadas por procesos materiales gobernados por leyes naturales.

Esa fue su gran aportación a la historia de la ciencia y su “gran crimen” contra la humanidad. La gran conmoción que supuso su teoría en la sociedad del  s. XIX fue debido a:

-         Dios no es necesario en el sistema de Darwin

-         El hombre es un animal más, y no posee un origen especial ni un pasado glorioso en el paraíso terrenal.

Con la teoría de la selección natural Darwin extiende al mundo orgánico, al mundo de la biología el concepto de naturaleza derivado de la astronomía, la física y la geología, a saber, que los fenómenos naturales pueden ser explicados como consecuencia de leyes naturales, sin necesidad de acudir a causas sobrenaturales. La increíble agudeza de Darwin se muestra en lo siguiente. Los seres vivientes parecen exquisitamente diseñados, y donde hay diseño hay diseñador. Que el ojo humano esté constituido para ver y el ala del pájaro para volar parece querer decir de manera irrefutable que alguien los ha diseñado específicamente para tales propósitos. Antes de Darwin todo este diseño era atribuido al Gran Diseñador, Dios. La idea de Darwin es que no hay diseñador, sólo selección natural.

BIBLIOGRAFÍA