9.2: Darwin, Wallace y la teoría de la evolución por selección natural
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El Gran Cañón, mostrado en Figura\(\PageIndex{1}\), es un icono americano y una de las maravillas del mundo natural. También es un registro del pasado. Mira las capas de roca en la imagen. Si caminaras por un sendero hasta el fondo del cañón, con cada escalón, estarías dando un paso atrás en el tiempo. Eso se debe a que las capas inferiores de roca representan el pasado más lejano. Las capas rocosas y los fósiles que contienen muestran la prehistoria de la región y sus organismos en un lapso de 2 mil millones de años. Aunque Charles Darwin nunca visitó el Gran Cañón, vio capas de roca y fósiles en otras partes del mundo. Fueron una inspiración para su teoría de la evolución. La teoría de Darwin sacudió el mundo científico. En este concepto, leerás por qué.
¿Qué es la Teoría de la Evolución por Selección Natural?
El inglés del siglo XVIII Charles Darwin es uno de los científicos más famosos que jamás haya existido. Su lugar en la historia de la ciencia es bien merecido. La teoría de la evolución de Darwin por selección natural representa un salto gigante en la comprensión humana. Explica y unifica toda la biología. La teoría de Darwin en realidad contiene dos ideas principales:
- Una idea es que la evolución ocurre. En otras palabras, los organismos cambian con el tiempo. La vida en la Tierra ha cambiado a medida que los descendientes divergieron de ancestros comunes en el pasado.
- La otra idea es que la evolución se da por selección natural. La selección natural es el proceso en el que los seres vivos con rasgos beneficiosos producen más descendencia que otros. Esto da como resultado cambios en los rasgos de los seres vivos a lo largo del tiempo.
En los días de Darwin, la mayoría de la gente creía que todas las especies fueron creadas al mismo tiempo y permanecieron sin cambios a partir de entonces También creían que la Tierra sólo tenía 6 mil años. Por lo tanto, las ideas de Darwin revolucionaron la biología. ¿Cómo se le ocurrieron a Darwin estas importantes ideas? Todo empezó cuando se embarcó en un viaje.
Viaje del Beagle
En 1831, cuando Darwin tenía apenas 22 años, zarpó en una expedición científica en un barco llamado HMS Beagle. Darwin era el naturalista en el viaje. Como naturalista, su trabajo era observar y recolectar especímenes de plantas, animales, rocas y fósiles dondequiera que la expedición desembarcara. El recorrido que tomó el barco y las paradas que realizaron se muestran en el mapa de abajo. Darwin estaba fascinado por la naturaleza, por lo que le encantaba su trabajo en el Beagle. Pasó más de tres años del viaje de cinco años explorando la naturaleza en continentes e islas distantes. Mientras estaba fuera, un exmaestro publicó los relatos de Darwin sobre sus observaciones. Para cuando Darwin finalmente regresó a Inglaterra, se había hecho famoso como naturalista.
Observaciones de Darwin
Durante el largo viaje, Darwin hizo muchas observaciones que le ayudaron a formar su teoría de la evolución. Por ejemplo:
- Visitó selvas tropicales y otros hábitats nuevos donde vio muchas plantas y animales que nunca antes había visto, como la iguana gigante y el pájaro piquero que se muestran a continuación. Estas observaciones le impresionaron con la gran diversidad de la vida.
- Experimentó un sismo que elevó el fondo del océano a 2.7 metros (9 pies) sobre el nivel del mar. También encontró rocas que contenían conchas marinas fósiles en montañas muy por encima del nivel del mar. Estas observaciones sugirieron que los continentes y los océanos habían cambiado drásticamente con el tiempo y continúan cambiando de manera dramática.
- Visitó repisas rocosas que claramente alguna vez fueron playas que se habían ido construyendo gradualmente con el tiempo. Esto sugiere que los procesos lentos y constantes también cambian la superficie de la Tierra.
- Desenterró fósiles de gigantescos mamíferos extintos, como el perezoso de tierra, cuyos fósiles también se muestran a continuación. Esto fue evidencia contundente de que los organismos se veían muy diferentes en el pasado. Sugirió que los seres vivos —como la superficie de la Tierra— cambian con el tiempo.
Las Islas Galápagos
Las observaciones más importantes de Darwin se realizaron en las Islas Galápagos (se muestra en el mapa de arriba del viaje Beagle). Las Islas Galápagos son un grupo de 16 pequeñas islas volcánicas que se encuentran a 966 kilómetros (600 millas) de la costa oeste de Sudamérica. Las islas Galápagos individuales difieren entre sí en formas importantes. Algunos son rocosos y secos; otros tienen mejor suelo y más precipitaciones. Darwin notó que las plantas y animales en las diferentes islas también diferían. Por ejemplo, las tortugas gigantes de una isla tenían conchas en forma de silla de montar, mientras que las de otra isla tenían conchas en forma de cúpula, como puedes ver en las fotos de abajo. Las personas que vivían en las islas podían incluso decir de qué isla vino una tortuga por su caparazón. Esto hizo que Darwin pensara en el origen de las especies. Se preguntó cómo cada isla llegó a tener su propio tipo de tortuga.
Otras influencias en Darwin
La ciencia, al igual que la evolución, siempre construye sobre el pasado. Darwin no desarrolló su teoría completamente por su cuenta. Fue influenciado por las ideas de pensadores anteriores.
Escritos de científicos anteriores
Tres científicos cuyos escritos influyeron en Darwin fueron Lamarck, Lyell y Malthus.
- Jean Baptiste Lamarck (1744—1829) fue un importante naturalista francés. Fue uno de los primeros científicos en proponer que las especies cambien con el tiempo. Sin embargo, Lamarck se equivocó sobre cómo cambian las especies. Su idea de la herencia de las características adquiridas es incorrecta. Los rasgos que un organismo desarrolla durante su propia vida no pueden transmitirse a la descendencia, como creía Lamarck.
- Charles Lyell (1797—1875) fue un conocido geólogo inglés. Darwin se llevó su libro, Principios de Geología, con él en el Beagle. En el libro, Lyell argumentó que los procesos geológicos graduales han dado forma lentamente a la superficie de la Tierra durante periodos de tiempo muy largos. De esto, Lyell infería que la Tierra debe ser mucho más antigua de lo que la mayoría de la gente cree.
- Thomas Malthus (1766—1834) fue un economista inglés. Escribió un ensayo titulado Sobre la población. En el ensayo, Malthus argumentó que las poblaciones humanas crecen más rápido que los recursos de los que dependen. Cuando las poblaciones se hacen demasiado grandes, estalla el hambre y la enfermedad. Al final, esto mantiene a las poblaciones bajo control al matar a los miembros más débiles.
Conocimiento de Selección Artificial
Estas no fueron las únicas influencias en Darwin. También era consciente de que los humanos podían criar plantas y animales para tener rasgos útiles. Al seleccionar qué plantas o animales se les permitió reproducirse, podrían cambiar los rasgos de un organismo con el tiempo. Las palomas de la siguiente figura son buenos ejemplos. Darwin llamó a este tipo de cambio en la selección artificial de organismos. Utilizó la palabra artificial para distinguirla de la selección natural.
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Darwin desarrolla su teoría
Darwin pasó muchos años pensando en la obra de Lamarck, Lyell y Malthus; lo que había visto en su viaje; y lo que sabía sobre la selección artificial. ¿Qué significó todo esto? ¿Cómo encajó todo? Finalmente, todo se unió en su teoría de la evolución por selección natural. Es fácil ver cómo estas influencias ayudaron a dar forma a las ideas de Darwin, aunque en realidad le tomó años a Darwin formular su teoría. Su razonamiento fue así:
- Al igual que Lamarck, Darwin asumió que las especies pueden cambiar con el tiempo. Los fósiles que encontró ayudaron a convencerlo de eso.
- Desde Lyell, Darwin vio que la Tierra y su vida eran muy antiguas. Así, había habido tiempo suficiente para que la evolución produjera la gran diversidad de vida que Darwin había observado.
- Desde Malthus, Darwin sabía que las poblaciones podían crecer más rápido que sus recursos. Esta “sobreproducción de descendencia” condujo a una “lucha por la existencia”, en palabras de Darwin.
- A partir de la selección artificial, Darwin sabía que algunas crías tienen variaciones fortuitas que pueden heredarse. En la naturaleza, las crías con ciertas variaciones podrían tener más probabilidades de sobrevivir a la “lucha por la existencia” y reproducirse. De ser así, pasarían sus variaciones favorables a sus crías.
- Darwin acuñó el término aptitud para referirse a la capacidad relativa de un organismo para sobrevivir y producir descendencia fértil. La naturaleza selecciona las variaciones que son más útiles. Por ello, llamó a este tipo de selección selección natural.
- Darwin sabía que la selección artificial podría cambiar las especies domésticas con el tiempo. Inferyó que la selección natural también podría cambiar especies silvestres con el tiempo. De hecho, pensó que si una especie cambiaba lo suficiente, podría evolucionar hacia una nueva especie.
También es la teoría de Wallace
¿Alguna vez escuchaste el dicho de que “las grandes mentes piensan igual?” Ciertamente se aplica a Charles Darwin y a otro naturalista inglés llamado Alfred Russel Wallace. Wallace vivió aproximadamente al mismo tiempo que Darwin y también viajó a lugares distantes para estudiar la naturaleza. Wallace no era tan famoso como Darwin, pero desarrolló básicamente la misma teoría de la evolución. Mientras trabajaba en lo que hoy es Malasia, Wallace le envió a Darwin un artículo que había escrito explicando su teoría evolutiva. Las ideas de Wallace sirvieron para confirmar lo que ya pensaba Darwin. También empujó a Darwin a terminar y publicar su libro, Sobre el origen de las especies. Publicado en 1859, el libro cambió la ciencia para siempre. Deletreó claramente la teoría de la evolución de Darwin por selección natural y proporcionó argumentos y pruebas convincentes para apoyarla.
Aplicando la teoría de Darwin y Wallace
El siguiente ejemplo aplica la teoría de la evolución por selección natural de Darwin y Wallace. Explica cómo las jirafas llegaron a tener cuellos tan largos, como los que se muestran en la foto de abajo.
- En el pasado, las jirafas tenían cuellos cortos. Pero hubo una variación casual en la longitud del cuello. Algunas jirafas tenían cuellos un poco más largos que la media.
- Entonces, como ahora, las jirafas se alimentaban de hojas de árboles. Quizás el clima se volvió más seco, y las hojas se hicieron más escasas. Habría más jirafas de las que los árboles podrían soportar. Así, habría una “lucha por la existencia”.
- Las jirafas con cuellos más largos tuvieron una ventaja. Podrían llegar a las hojas que otras jirafas no podían. Por lo tanto, las jirafas de cuello largo tenían más probabilidades de sobrevivir y reproducirse. En otras palabras, tenían mayor estado físico.
- Estas jirafas pasaron el rasgo de cuello largo a sus crías. Con cada generación sucesiva, la población contenía jirafas con cuellos más largos. Finalmente, todas las jirafas tenían cuellos muy largos.
En el primer capítulo de su libro Sobre el origen de las especies, Charles Darwin discutió cómo la selección artificial, también llamada cría selectiva, había logrado cambiar los rasgos de los animales, incluyendo palomas, gatos, ganado y perros. Utilizó esta discusión como trampolín para introducir su idea de selección natural así como para apoyarla.
El uso de la cría selectiva para cambiar los rasgos de otras especies tiene una historia muy larga. De hecho, la evidencia arqueológica indica que la cría selectiva tanto de plantas como de animales comenzó hace ya 10 mil años en el Medio Oriente cuando los cazadores-recolectores anteriores comenzaron a domesticar animales y cultivar plantas de cereales. Alrededor de esta época, los cambios en el clima provocaron una sequía creciente, lo que obligó a las personas a concentrarse alrededor de fuentes de agua permanentes Estas concentraciones poblacionales no pudieron ser apoyadas por animales silvestres y plantas en las cercanías, proporcionando un estímulo para la invención de la agricultura y el uso de la cría selectiva para aumentar la cantidad de alimentos disponibles. Durante miles de años, especies de plantas como el trigo y el arroz y de animales como cabras y ovejas fueron criadas selectivamente y cambiadas de sus ancestros salvajes.
En el Nuevo Mundo, el grano silvestre llamado teosinte, representado a la izquierda en Figura\(\PageIndex{7}\), fue criado selectivamente por nativos americanos para producir granos comestibles más grandes y numerosos. El resultado fue maíz moderno (comúnmente llamado maíz), mostrado a la derecha en la misma imagen. El teosinte era muy pequeño con menos granos en él. El maíz moderno es voluminoso y con mucho más grano en él. Después de que se creó el maíz, se extendió por las Américas y fue introducido en Europa por exploradores y comerciantes europeos. Hoy en día, el maíz sigue siendo un alimento básico y el cultivo de grano más cultivado en las Américas.
Los ancestros silvestres del trigo y el arroz domesticados fueron fáciles de identificar porque las especies modernas se asemejan a sus contrapartes silvestres. Sin embargo, ese no fue el caso del maíz, que se ve muy diferente al teosinte. El maíz también apareció de repente en el registro arqueológico, por lo que su origen ha sido de especial interés.
Entra en línea para conocer más sobre la cría selectiva de teosinte al maíz. Utilice solo fuentes confiables como sitios web universitarios para encontrar respuestas a las siguientes preguntas:
- ¿Dónde y cuándo se crió el teosinte selectivamente para producir maíz?
- ¿Cómo ocurrió tan rápidamente el cambio de teosinte silvestre a maíz moderno?
- ¿Cuál es la base genética de este cambio?
Revisar
- Estado La teoría de la evolución de Darwin por selección natural.
- Describir dos observaciones que Darwin hizo en su viaje en el Beagle que le ayudaron a desarrollar su teoría de la evolución.
- ¿Cuál es la herencia de las características adquiridas? ¿Qué científico desarrolló esta idea equivocada?
- ¿Qué es la selección artificial? ¿Cómo funciona?
- ¿Cómo contribuyó Alfred Russel Wallace a la teoría de la evolución por selección natural?
- Aplicar la teoría de la evolución de Darwin por selección natural a un caso específico. Por ejemplo, explique cómo las tortugas de Galápagos podrían haber evolucionado conchas en forma de silla de montar.
- ¿Por qué las observaciones de Darwin sobre las tortugas de Galápagos le hicieron preguntarse cómo se originan las especies?
- Explicar cómo los escritos de Charles Lyell y Thomas Malthus ayudaron a Darwin a desarrollar su teoría de la evolución por selección natural.
- Si una persona construye músculos grandes debido a una dieta especial y mucho levantamiento de pesas, ¿son los músculos grandes un rasgo que se transmitirá automáticamente a sus hijos? ¿Por qué o por qué no?
- Si un hipotético ecosistema tuviera recursos ilimitados disponibles para todos los organismos que viven en él, ¿cómo crees que esto afectaría a la evolución?
- ¿Cuál es la mejor definición de “fitness” en términos de evolución?
- La cantidad de masa muscular magra en un organismo
- La capacidad de un organismo para hacer ejercicio durante un largo período de tiempo
- La capacidad de un organismo para sobrevivir hasta la vejez
- La capacidad de un organismo para sobrevivir y producir descendencia fértil
- En la selección natural, los organismos son seleccionados por ___________; en la selección artificial, los organismos son seleccionados por __________.
- Explique por qué las variaciones naturales entre individuos son importantes para la evolución.
- Verdadero o Falso. El maíz moderno evolucionó del teosinte a través de la selección natural.
- Verdadero o Falso. La teoría de la evolución establece que los organismos vivos en la tierra evolucionaron a la vez y luego dejaron de cambiar.
- Verdadero o Falso. Los fósiles de animales extintos son un tipo de evidencia que respalda la teoría de la evolución de Darwin.
Atribuciones
- Borde del Gran Cañón por presunta ratta~CommonSwiki, CC BY 2.5 vía Wikimedia Commons
- Viaje del Beagle por Sémhur, con licencia CC BY-SA 4.0 vía Wikimedia Commons
- Compilación de CK-12 basada en
- Iguana Marina de Galápagos por A.Davey, con licencia CC BY 2.0 vía Flickr.com
- Piqueros de patas azules de Nicolas de Camaret, con licencia CC BY 2.0 a través de Flickr.com
- Megatherium americanum de LadyOfHats, liberado al dominio público vía Wikimedia Commons
- Compilación de CK-12 basada en
- Tortuga Gigante de Galápagos por Nicolas de Camaret, con licencia CC BY 2.0 vía Flickr.com
- Geochelone nigra por Catriona MacCallum, CC BY 2.5 vía Wikimedia Commons
- Recopilación de palomas por Suzanne Wakim licenciada CC BY-SA 4.0 basado en
- Paloma bravía de Diego Delso, con licencia CC BY-SA 4.0 vía Wikimedia Commons
- Cosechadora Silesia por jim gifford, con licencia CC BY-SA 2.0 vía Wikimedia Commons
- Fantail de jim gifford, con licencia CC BY-SA 2.0 vía Wikimedia Commons
- Jirafa reticulada Samburu por Dan Lundberg, con licencia CC BY-SA 2.0 vía Wikimedia Commons
- Selección de maíz por John Doebley, CC BY 2.5 vía Wikimedia Commons
- Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0