9.3: Evidencia para la evolución

Un caballo es un caballo, por supuesto, por supuesto

Este dibujo fue creado en 1848, pero es probable que reconozcas al animal que representa como caballo. Aunque los caballos no han cambiado tanto desde que se hizo este dibujo, tienen una larga historia evolutiva durante la cual cambiaron significativamente. ¿Cómo lo sabemos? La respuesta está en el registro fósil.

Figura\(\PageIndex{1}\): Caballo

Evidencia de Fósiles

Figura\(\PageIndex{2}\): Evolución del Caballo. El registro fósil revela cómo evolucionaron los caballos. El linaje que condujo a los caballos modernos (Equus) creció más alto con el tiempo (desde el Hyracotherium de 0.4 m en el Eoceno temprano hasta el Equus de 1.6 m). Este linaje también desarrolló dientes molares más largos y la degeneración de las falanges externas en los pies.

Los fósiles son una ventana al pasado. Proporcionan evidencia clara de que la evolución ha ocurrido. Los científicos que encuentran y estudian fósiles se llaman paleontólogos. ¿Cómo usan los fósiles para entender el pasado? Consideremos el ejemplo del caballo, esbozado en la figura\(\PageIndex{2}\). Los fósiles que abarcan un periodo de más de 50 millones de años muestran cómo evolucionó el caballo.

Los fósiles de caballos más antiguos muestran cómo eran los primeros caballos. Eran solo 0.4 m de altura, o aproximadamente del tamaño de un zorro, y tenían cuatro dedos largos. Otras evidencias muestran que vivían en marismas boscosas, donde probablemente comieron hojas suaves. Con el tiempo, el clima se volvió más seco y los pastizales reemplazaron lentamente a los pantanos. Los fósiles posteriores muestran que los caballos también cambiaron.

• Se volvieron más altos, lo que les ayudaría a ver a los depredadores mientras se alimentaban de pastos altos. Finalmente, alcanzaron una altura de aproximadamente 1.6 m.
• Evolucionaron un solo dedo grande que finalmente se convirtió en pezuña. Esto los ayudaría a correr rápidamente y escapar de los depredadores.
• Sus molares (dientes posteriores) se alargaron y se cubrieron con cemento duro. Esto les permitiría moler pastos duros y semillas de pasto sin desgastar sus dientes.

Evidencia de especies vivas

Los científicos pueden aprender mucho sobre la evolución mediante el estudio de especies vivas. Pueden comparar la anatomía, los embriones y el ADN de los organismos modernos para ayudar a comprender cómo evolucionaron.

Anatomía Comparada

Figura\(\PageIndex{3}\): Los mamíferos (como gatos y ballenas) tienen estructuras de extremidades homólogas, con un aspecto general diferente pero los mismos huesos. Los insectos (como la mantis religiosa y el barquero acuático) también tienen extremidades homólogas. Las patas de gato y las patas de la mantis religiosa son análogas, parecidas pero de diferentes linajes evolutivos.

La anatomía comparada es el estudio de las similitudes y diferencias en las estructuras de diferentes especies. Partes similares del cuerpo pueden ser estructuras homólogas o estructuras análogas. Ambos proporcionan evidencia para la evolución.

Las estructuras homólogas son estructuras que son similares en organismos relacionados porque fueron heredadas de un ancestro común. Estas estructuras pueden tener o no la misma función en los descendientes. La figura\(\PageIndex{3}\) muestra los apéndices superiores de varios mamíferos diferentes. Todos ellos tienen el mismo patrón básico de huesos, aunque ahora tienen diferentes funciones. Todos estos mamíferos heredaron este patrón óseo básico de un ancestro común.

Las estructuras análogas son estructuras que son similares en organismos no relacionados. Las estructuras son similares porque evolucionaron para hacer el mismo trabajo, no porque fueran heredadas de un ancestro común. Por ejemplo, las alas de murciélagos y aves, que se muestran en la figura que sigue, se ven similares en el exterior y tienen la misma función. Sin embargo, las alas evolucionaron independientemente en los dos grupos de animales. Esto es evidente cuando se compara el patrón de huesos dentro de las alas.

Embriología Comparada

La embriología comparada es el estudio de las similitudes y diferencias en los embriones de diferentes especies. Es probable que las similitudes en los embriones sean evidencia de ascendencia común. Todos los embriones vertebrados, por ejemplo, tienen hendiduras branquiales y colas. Todos los embriones de la Figura\(\PageIndex{4}\), excepto los peces, pierden sus rendijas branquiales para la edad adulta, y algunos de ellos también pierden la cola. En los humanos, la cola se reduce al hueso de la cola. Así, las similitudes que comparten los organismos, ya que los embriones pueden dejar de estar presentes en la edad adulta. Por ello es valioso comparar organismos en la etapa embrionaria.

Figura\(\PageIndex{4}\): Los embriones de diferentes vertebrados se parecen mucho más que los animales en etapas posteriores de la vida. Las filas I, II y III ilustran el desarrollo de los embriones de peces en el extremo izquierdo, salamandra, tortuga, pollito, cerdo, ternero, conejo y humanos en el extremo derecho, desde las primeras hasta las últimas etapas.

Estructuras Vestigiales

Las estructuras como el hueso de la cola humana se llaman estructuras vestigiales. La evolución ha reducido su tamaño debido a que las estructuras ya no se utilizan. El apéndice humano es otro ejemplo de una estructura vestigial. Es un pequeño remanente de un órgano que alguna vez fue más grande. En un antepasado lejano, se necesitaba para digerir los alimentos, pero no sirve para nada en el cuerpo humano hoy en día. ¿Por qué cree que las estructuras que ya no se utilizan se encogen de tamaño? ¿Por qué una estructura de tamaño completo y sin usar podría reducir la condición física de un organismo?

Comparando ADN

Darwin solo pudo comparar la anatomía y los embriones de los seres vivos. Hoy en día, los científicos pueden comparar su ADN. Secuencias similares de ADN son la evidencia más fuerte para la evolución de un ancestro común. Mira el diagrama en la Figura\(\PageIndex{5}\). El diagrama es un cladograma, un diagrama de ramificación que muestra organismos relacionados. Cada rama representa la aparición de nuevos rasgos que separan a un grupo de organismos del resto. El cladograma de la figura muestra cómo se relacionan los humanos y los simios en función de sus secuencias de ADN.

Figura\(\PageIndex{1}\): Figura\(\PageIndex{5}\): Cladograma de Humanos y Simios. Este cladograma se basa en comparaciones de ADN. Muestra cómo los humanos se relacionan con los simios por descendencia de ancestros comunes. Los humanos están más estrechamente relacionados con los chimpancés y Bonobo (nuestro ancestro común existió más recientemente). Estamos menos estrechamente relacionados con los gorilas, y aún menos relacionados con el orangután.

Evidencia de Biogeografía

La biogeografía es el estudio de cómo y por qué los organismos viven donde lo hacen. Proporciona más evidencia para la evolución. Consideremos como ejemplo a la familia de los camellos.

Biogeografía de camellos: un ejemplo

Hoy en día, la familia de camellos incluye diferentes tipos de camellos (Figura\(\PageIndex{6}\)). Todos los camellos actuales descienden de los mismos ancestros de camellos. Estos antepasados vivieron en Norteamérica hace aproximadamente un millón de años.

Los primeros camellos norteamericanos migraron a otros lugares. Algunos fueron al este de Asia a través de un puente terrestre durante la última edad de hielo. Algunos de ellos hicieron todo el camino a África. Otros fueron a Sudamérica cruzando el Istmo de Panamá. Una vez que los camellos llegaron a estos diferentes lugares, evolucionaron de manera independiente. Evolucionaron adaptaciones que los adecuaban para el entorno particular donde vivían. A través de la selección natural, los descendientes de los ancestros originales del camello evolucionaron la diversidad que tienen hoy

Figura\(\PageIndex{6}\). Migraciones de camellos y variación actual. Los miembros de la familia de los camellos viven ahora en diferentes partes del mundo. Los camellos dromedarios se encuentran en África, camellos bactrianos en Asia y Llamas en América del Sur. Se diferencian entre sí en una serie de rasgos. Sin embargo, comparten similitudes básicas. Esto se debe a que todos evolucionaron a partir de un ancestro común. ¿Qué diferencias y similitudes ves?

Biogeografía de la Isla

La biogeografía de las islas arroja algunas de las mejores evidencias de evolución. Considere las aves llamadas pinzones que Darwin estudió en las Islas Galápagos (Figura\(\PageIndex{7}\))). Todos los pinzones probablemente descendieron de un ave que llegó a las islas desde Sudamérica. Hasta que llegó el primer pájaro, nunca había aves en las islas. El primer ave fue un comedor de semillas. Se convirtió en muchas especies de pinzones, cada una adaptada para un tipo diferente de alimento. Este es un ejemplo de radiación adaptativa. Este es el proceso por el cual una sola especie evoluciona a muchas especies nuevas para llenar los nichos ecológicos disponibles.

Figura\(\PageIndex{7}\): Los pinzones de Galápagos difieren en tamaño y forma de pico, dependiendo del tipo de alimento que ingieran. Aquellos que comen cogollos y frutas tienen los picos más grandes. Los comedores de insectos y larvas tienen picos más estrechos

Testigos presenciales de la evolución

En la década de 1970, los biólogos Peter y Rosemary Grant fueron a las Islas Galápagos para reestudiar los pinzones de Darwin. Pasaron más de 30 años en el proyecto, pero sus esfuerzos dieron sus frutos. Pudieron observar la evolución por selección natural que realmente se estaba llevando a cabo.

Mientras los Subvenciones estaban en las Galápagos, se produjo una sequía, por lo que se disponía de menos semillas para que los pinzones comieran. Las aves con picos más pequeños podrían romperse y comerse solo las semillas más pequeñas. Las aves con picos más grandes podrían romperse y comer semillas de todos los tamaños. Como resultado, muchas de las aves de pico más pequeño murieron en la sequía, mientras que las aves con picos más grandes sobrevivieron y se reprodujeron. Como se muestra en la Figura\(\PageIndex{8}\), dentro de los 2 años, el tamaño promedio del pico en la población de pinzones aumentó. Es decir, la evolución por selección natural había ocurrido.

Figura\(\PageIndex{8}\). Evolución del tamaño del pico en pinzones de Galápagos. La gráfica de la izquierda muestra los tamaños de pico de toda la población de pinzones estudiada por los Grants en 1976. La gráfica derecha muestra los tamaños de pico de los supervivientes en 1978. En tan solo 2 años, el tamaño medio del pico aumentó de aproximadamente 9 mm a poco más de 10 mm.

Revisar

1. ¿Cómo aprenden los paleontólogos sobre la evolución?
2. Describir lo que revelan los fósiles sobre la evolución del caballo.
3. ¿Qué son las estructuras vestigiales? Dé un ejemplo.
4. Definir biogeografía.
5. Describir un ejemplo de biogeografía isleña que proporcione evidencia de evolución.
6. Los humanos y los simios tienen cinco dedos que pueden usar para agarrar objetos. ¿Son estas estructuras análogas u homólogas? Explique.
7. Comparar y contrastar estructuras homólogas y análogas. ¿Qué revelan sobre la evolución?
8. ¿Por qué la embriología comparada muestra similitudes entre organismos que no parecen ser similares como adultos?
9. ¿Qué muestra un cladograma?
10. Explicar cómo el ADN es útil en el estudio de la evolución.
11. Un ala de murciélago es más similar en estructura anatómica a una extremidad anterior de gato que a un ala de pájaro. Responde las siguientes preguntas sobre estas estructuras.
    1. ¿Qué pares son estructuras homólogas?
    2. ¿Qué pares son estructuras análogas?
    3. En base a esto, ¿crees que un murciélago está más estrechamente relacionado con un gato o con un pájaro? Explica tu respuesta.
    4. Si quisieras probar la respuesta que diste a la parte c, ¿cuál es un tipo diferente de evidencia que podrías obtener que podría ayudar a responder la pregunta?
12. Verdadero o Falso. Los fósiles son el único tipo de evidencia que sustenta la teoría de la evolución.
13. Verdadero o Falso. La radiación adaptativa es un tipo de evolución que produce nuevas especies.

Explora más

https://bio.libretexts.org/link?16769#Explore_More

Los pinzones de Galápagos siguen siendo uno de los mayores ejemplos de radiación adaptativa de nuestro mundo. Observe cómo estos biólogos evolutivos detallan su proyecto de 40 años para documentar la evolución de estos famosos pinzones:

Atribuciones

1. Cheval de Dongolah de F Joseph Cardini, liberado al dominio público vía Wikimedia Commons
2. Evolución del caballo por Mcy jerry licencia CC BY-SA 3.0 vía Wikimedia Commons
3. Estructuras análogas y homólogas por Vanessablakegraham, CC BY-SA 3.0 vía Wikimedia Commons
4. Dibujos de Haeckel de Romanes, G. J, liberados al dominio público vía Wikimedia Commons
5. Los grandes simios de Merrilydancingape, CC BY-SA 3.0 vía Wikimedia Commons
6. Mapa por fundación CK-12 con licencia CC BY-NC 3.0
7. Finch Beaks por Christopher Auyeung vua Fundación CK-12 con licencia CC BY-NC 3.0
8. Evolución de picos de pinzón por Lumen Learning, CC BY-SA 3.0
9. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0