18.1: Comprender la evolución

Habilidades para Desarrollar

• Describir cómo se desarrolló la teoría actual de la evolución
• Definir adaptación
• Explicar la evolución convergente y divergente
• Describir estructuras homólogas y vestigiales
• Discutir conceptos erróneos sobre la teoría de la evolución

La evolución por selección natural describe un mecanismo de cómo las especies cambian con el tiempo. Ese cambio de especie había sido sugerido y debatido mucho antes de que Darwin comenzara a explorar esta idea. La visión de que las especies eran estáticas e inmutables se basaba en los escritos de Platón, sin embargo, también había antiguos griegos que expresaban ideas evolutivas. En el siglo XVIII, las ideas sobre la evolución de los animales fueron reintroducidas por el naturalista Georges-Louis Leclerc Comte de Buffon quien observó que diversas regiones geográficas tienen diferentes poblaciones vegetales y animales, aun cuando los ambientes son similares. También se aceptó que había especies extintas.

Durante este tiempo, James Hutton, un naturalista escocés, propuso que el cambio geológico se produjo gradualmente por la acumulación de pequeños cambios de procesos que operan como lo son hoy en día durante largos periodos de tiempo. Esto contrastaba con la visión predominante de que la geología del planeta era consecuencia de eventos catastróficos ocurridos durante un pasado relativamente breve. La visión de Hutton fue popularizada en el siglo XIX por el geólogo Charles Lyell quien se hizo amigo de Darwin. Las ideas de Lyell influyeron en el pensamiento de Darwin: la noción de Lyell de la mayor edad de la Tierra dio más tiempo para el cambio gradual en las especies, y el proceso de cambio proporcionó una analogía para el cambio gradual en las especies. A principios del siglo XIX, Jean-Baptiste Lamarck publicó un libro que detallaba un mecanismo para el cambio evolutivo. Este mecanismo se conoce ahora como una herencia de características adquiridas por la cual las modificaciones en un individuo son causadas por su entorno, o el uso o desuso de una estructura durante su vida, podría ser heredada por su descendencia y así provocar cambios en una especie. Si bien este mecanismo para el cambio evolutivo fue desacreditado, las ideas de Lamarck fueron una influencia importante en el pensamiento evolutivo.

Charles Darwin y la selección natural

A mediados del siglo XIX, el mecanismo real de evolución fue concebido y descrito independientemente por dos naturalistas: Charles Darwin y Alfred Russel Wallace. Es importante destacar que cada naturalista dedicó tiempo a explorar el mundo natural en expediciones a los trópicos. De 1831 a 1836, Darwin viajó por todo el mundo en H.M.S. Beagle, incluyendo paradas en Sudamérica, Australia y el extremo sur de África. Wallace viajó a Brasil para recolectar insectos en la selva amazónica de 1848 a 1852 y al archipiélago malayo de 1854 a 1862. El viaje de Darwin, como los viajes posteriores de Wallace al archipiélago malayo, incluyó paradas en varias cadenas de islas, siendo la última las Islas Galápagos al oeste de Ecuador. En estas islas, Darwin observó especies de organismos en diferentes islas que eran claramente similares, pero que tenían diferencias distintas. Por ejemplo, los pinzones terrestres que habitaban las Islas Galápagos comprendían varias especies con una forma de pico única (Figura\(\PageIndex{1}\)). Las especies en las islas tenían una serie graduada de tamaños y formas de pico con diferencias muy pequeñas entre las más similares. Observó que estos pinzones se parecían mucho a otra especie de pinzón en el continente de América del Sur. Darwin imaginó que las especies de la isla podrían ser especies modificadas de una de las especies originales del continente. Al estudiar más a fondo, se dio cuenta de que los variados picos de cada pinzón ayudaban a las aves a adquirir un tipo específico de alimento. Por ejemplo, los pinzones comedores de semillas tenían picos más fuertes y gruesos para romper las semillas, y los pinzones devoradores de insectos tenían picos en forma de lanza para apuñalar a sus presas.

Figura\(\PageIndex{1}\): Darwin observó que la forma del pico varía entre las especies de pinzón. Postuló que el pico de una especie ancestral se había adaptado con el tiempo para equipar a los pinzones para adquirir diferentes fuentes de alimento.

Wallace y Darwin observaron patrones similares en otros organismos y desarrollaron independientemente la misma explicación de cómo y por qué podrían ocurrir tales cambios. Darwin llamó a este mecanismo de selección natural. La selección natural, también conocida como “supervivencia del más apto”, es la reproducción más prolífica de individuos con rasgos favorables que sobreviven al cambio ambiental debido a esos rasgos; esto conduce al cambio evolutivo.

Por ejemplo, Darwin observó que una población de tortugas gigantes encontradas en el archipiélago de Galápagos tenía cuellos más largos que los que vivían en otras islas con tierras bajas secas. Estas tortugas fueron “seleccionadas” porque podían llegar a más hojas y acceder a más alimentos que las de cuellos cortos. En tiempos de sequía en los que habría menos hojas disponibles, las que podían llegar a más hojas tenían más posibilidades de comer y sobrevivir que las que no podían llegar a la fuente de alimento. En consecuencia, las tortugas de cuello largo tendrían más probabilidades de tener éxito reproductivo y pasar el rasgo de cuello largo a sus crías. Con el tiempo, solo las tortugas de cuello largo estarían presentes en la población.

La selección natural, argumentó Darwin, fue un resultado inevitable de tres principios que operaban en la naturaleza. En primer lugar, la mayoría de las características de los organismos se heredan, o pasan de padres a hijos. Aunque nadie, entre ellos Darwin y Wallace, sabía cómo sucedía esto en ese momento, era un entendimiento común. Segundo, se producen más crías de las que son capaces de sobrevivir, por lo que los recursos para la supervivencia y reproducción son limitados. La capacidad de reproducción en todos los organismos supera la disponibilidad de recursos para apoyar su número. Así, hay competencia por esos recursos en cada generación. Tanto la comprensión de Darwin como Wallace de este principio provino de la lectura de un ensayo del economista Thomas Malthus quien discutió este principio en relación con las poblaciones humanas. Tercero, las crías varían entre sí en cuanto a sus características y esas variaciones se heredan. Darwin y Wallace razonaron que las crías con características heredadas que les permitan competir mejor por recursos limitados sobrevivirán y tendrán más descendencia que aquellos individuos con variaciones que son menos capaces de competir. Debido a que las características son heredadas, estos rasgos estarán mejor representados en la próxima generación. Esto conducirá a un cambio en las poblaciones a lo largo de generaciones en un proceso que Darwin llamó descendencia con modificación. En última instancia, la selección natural conduce a una mayor adaptación de la población a su entorno local; es el único mecanismo conocido para la evolución adaptativa.

Los trabajos de Darwin y Wallace (Figura\(\PageIndex{2}\)) que presentan la idea de selección natural se leyeron juntos en 1858 antes de la Linnean Society de Londres. Al año siguiente se publicó el libro de Darwin, Sobre el origen de las especies. Su libro esbozó con considerable detalle sus argumentos a favor de la evolución por selección natural.

Figura\(\PageIndex{2}\): Tanto (a) Charles Darwin como (b) Alfred Wallace escribieron artículos científicos sobre selección natural que fueron presentados juntos ante la Sociedad Linneana en 1858.

Las demostraciones de evolución por selección natural consumen mucho tiempo y son difíciles de obtener. Uno de los mejores ejemplos se ha demostrado en las mismas aves que ayudaron a inspirar la teoría de Darwin: los pinzones de Galápagos. Peter y Rosemary Grant y sus colegas han estudiado poblaciones de pinzones de Galápagos todos los años desde 1976 y han brindado importantes demostraciones de selección natural. Los Grants encontraron cambios de una generación a otra en la distribución de formas de pico con el pinzón de tierra mediana en la isla Galápagos de Daphne Major. Las aves han heredado variación en la forma del pico con algunas aves que tienen pico ancho profundo y otros tienen pico más delgado. Durante un periodo en el que las precipitaciones fueron superiores a lo normal debido a un El Niño, las grandes semillas duras que comieron las aves de pico grande se redujeron en número; sin embargo, hubo abundancia de las pequeñas semillas blandas que comieron las aves de pico pequeño. Por lo tanto, la supervivencia y reproducción fueron mucho mejores en los años siguientes para las aves de pico pequeño. En los años siguientes a este El Niño, los Subvenciones midieron tamaños de pico en la población y encontraron que el tamaño promedio de los billetes era menor. Dado que el tamaño del pico es un rasgo heredado, los padres con billetes más pequeños tenían más descendencia y el tamaño de los billetes había evolucionado para ser más pequeño. A medida que las condiciones mejoraron en 1987 y las semillas más grandes se hicieron más disponibles, cesó la tendencia hacia un tamaño promedio de pico más

Conexión de Carrera: Biólogo de Campo

Muchas personas hacen caminatas, exploran cuevas, bucean o escalan montañas para recrearse. La gente suele participar en estas actividades con la esperanza de ver la vida silvestre. Experimentar el aire libre puede ser increíblemente agradable y vigorizante. ¿Y si tu trabajo fuera estar afuera en el desierto? Los biólogos de campo por definición trabajan al aire libre en el “campo”. El término campo en este caso se refiere a cualquier ubicación al aire libre, incluso bajo el agua. Un biólogo de campo generalmente enfoca la investigación en una determinada especie, grupo de organismos o un solo hábitat (Figura\(\PageIndex{3}\)).

Figura\(\PageIndex{3}\): Un biólogo de campo tranquiliza a un oso polar para su estudio. (crédito: Karen Rhode)

Uno de los objetivos de muchos biólogos de campo incluye descubrir nuevas especies que nunca se han registrado. Tales hallazgos no solo amplían nuestra comprensión del mundo natural, sino que también conducen a importantes innovaciones en campos como la medicina y la agricultura. Las especies vegetales y microbianas, en particular, pueden revelar nuevos conocimientos medicinales y nutritivos. Otros organismos pueden desempeñar un papel clave en los ecosistemas o ser considerados raros y necesitados de protección. Al ser descubiertas, estas especies importantes pueden ser utilizadas como evidencia de regulaciones y leyes ambientales.

Procesos y Patrones de Evolución

La selección natural sólo puede realizarse si hay variación, o diferencias, entre los individuos de una población. Es importante destacar que estas diferencias deben tener alguna base genética; de lo contrario, la selección no conducirá a cambios en la próxima generación. Esto es crítico porque la variación entre los individuos puede ser causada por razones no genéticas como que un individuo sea más alto debido a una mejor nutrición que a diferentes genes.

La diversidad genética en una población proviene de dos mecanismos principales: la mutación y la reproducción sexual. La mutación, un cambio en el ADN, es la fuente definitiva de nuevos alelos, o nueva variación genética en cualquier población. Los cambios genéticos causados por la mutación pueden tener uno de tres resultados en el fenotipo. Una mutación afecta el fenotipo del organismo de una manera que le da forma reducida, menor probabilidad de supervivencia o menor descendencia. Una mutación puede producir un fenotipo con un efecto beneficioso sobre la condición física. Y, muchas mutaciones tampoco tendrán ningún efecto sobre la aptitud del fenotipo; estas se denominan mutaciones neutras. Las mutaciones también pueden tener toda una gama de tamaños de efecto sobre la aptitud del organismo que las expresa en su fenotipo, desde un pequeño efecto hasta un gran efecto. La reproducción sexual también conduce a la diversidad genética: cuando dos padres se reproducen, se ensamblan combinaciones únicas de alelos para producir los genotipos únicos y, por lo tanto, los fenotipos en cada una de las crías.

Un rasgo heredable que ayuda a la supervivencia y reproducción de un organismo en su entorno actual se llama adaptación. Los científicos describen grupos de organismos que se adaptan a su entorno cuando se produce un cambio en el rango de variación genética con el tiempo que aumenta o mantiene el “ajuste” de la población a su entorno. Los pies palmeados de ornitorrinco son una adaptación para nadar. El grueso pelaje de los leopardos de las nieves es una adaptación para vivir en el frío. La rápida velocidad de los guepardos es una adaptación para atrapar presas.

El hecho de que un rasgo sea favorable o no depende de las condiciones ambientales en ese momento. No siempre se seleccionan los mismos rasgos porque las condiciones ambientales pueden cambiar. Por ejemplo, considere una especie de planta que creció en un clima húmedo y no necesitó conservar el agua. Se seleccionaron hojas grandes porque permitieron que la planta obtuviera más energía del sol. Las hojas grandes requieren más agua para mantener que las hojas pequeñas, y el ambiente húmedo proporcionó condiciones favorables para soportar hojas grandes. Después de miles de años, el clima cambió, y la zona ya no tenía exceso de agua. La dirección de la selección natural cambió de manera que se seleccionaron plantas con hojas pequeñas debido a que esas poblaciones pudieron conservar el agua para sobrevivir a las nuevas condiciones ambientales.

La evolución de las especies ha dado lugar a una enorme variación en forma y función. En ocasiones, la evolución da lugar a grupos de organismos que se vuelven tremendamente diferentes entre sí. Cuando dos especies evolucionan en diversas direcciones desde un punto común, se llama evolución divergente. Tal evolución divergente se puede observar en las formas de los órganos reproductivos de las plantas con flores que comparten las mismas anatomías básicas; sin embargo, pueden verse muy diferentes como resultado de la selección en diferentes ambientes físicos y la adaptación a diferentes tipos de polinizadores (Figura\(\PageIndex{4}\)).

Figura\(\PageIndex{4}\): Las plantas con flores evolucionaron a partir de un ancestro común. Observe que la (a) estrella abrasadora densa (Liatrus spicata) y (b) la coneflower púrpura (Echinacea purpurea) varían en apariencia, pero ambas comparten una morfología básica similar. (crédito a: modificación de obra de Drew Avery; crédito b: modificación de obra de Cory Zanker)

En otros casos, fenotipos similares evolucionan independientemente en especies distantes relacionadas. Por ejemplo, el vuelo ha evolucionado tanto en murciélagos como en insectos, y ambos tienen estructuras a las que nos referimos como alas, que son adaptaciones al vuelo. Sin embargo, las alas de murciélagos e insectos han evolucionado a partir de estructuras originales muy diferentes. Este fenómeno se denomina evolución convergente, donde rasgos similares evolucionan independientemente en especies que no comparten una ascendencia común reciente. Las dos especies llegaron a la misma función, volando, pero lo hicieron por separado una de la otra.

Estos cambios físicos ocurren a lo largo de enormes períodos de tiempo y ayudan a explicar cómo ocurre la evolución. La selección natural actúa sobre organismos individuales, que a su vez pueden dar forma a una especie entera. Aunque la selección natural puede funcionar en una sola generación en un individuo, puede tomar miles o incluso millones de años para que el genotipo de una especie entera evolucione. Es a lo largo de estos grandes períodos de tiempo que la vida en la tierra ha cambiado y sigue cambiando.

Evidencia de Evolución

La evidencia de evolución es convincente y extensa. Al observar todos los niveles de organización en los sistemas vivos, los biólogos ven la firma de la evolución pasada y presente. Darwin dedicó gran parte de su libro, Sobre el origen de las especies, a identificar patrones en la naturaleza que fueran consistentes con la evolución, y desde Darwin, nuestra comprensión se ha vuelto cada vez más clara.

Fósiles

Los fósiles proporcionan evidencia sólida de que los organismos del pasado no son los mismos que los encontrados hoy en día, y los fósiles muestran una progresión de la evolución. Los científicos determinan la edad de los fósiles y los categorizan de todo el mundo para determinar cuándo vivían los organismos entre sí. El registro fósil resultante cuenta la historia del pasado y muestra la evolución de la forma a lo largo de millones de años (Figura\(\PageIndex{5}\)). Por ejemplo, los científicos han recuperado registros altamente detallados que muestran la evolución de humanos y caballos (Figura\(\PageIndex{5}\)). El aleteo de ballena comparte una morfología similar a los apéndices de aves y mamíferos (Figura\(\PageIndex{6}\)) indicando que estas especies comparten un ancestro común.

Figura\(\PageIndex{5}\): En esta (a) exhibición, los homínidos fósiles están dispuestos desde los más antiguos (abajo) hasta los más nuevos (arriba). A medida que evolucionaron los homínidos, la forma del cráneo cambió. La interpretación de un artista de (b) especies extintas del género Equus revela que estas especies antiguas se parecían al caballo moderno (Equus ferus) pero variaban en tamaño.

Anatomía y Embriología

Otro tipo de evidencia para la evolución es la presencia de estructuras en organismos que comparten la misma forma básica. Por ejemplo, los huesos en los apéndices de un ser humano, un perro, un pájaro y una ballena comparten la misma construcción general (Figura\(\PageIndex{6}\)) resultante de su origen en los apéndices de un ancestro común. Con el tiempo, la evolución condujo a cambios en las formas y tamaños de estos huesos en diferentes especies, pero han mantenido el mismo diseño general. Los científicos llaman a estas partes sinónimos estructuras homólogas.

Figura\(\PageIndex{6}\): La construcción similar de estos apéndices indica que estos organismos comparten un ancestro común.

Algunas estructuras existen en organismos que no tienen ninguna función aparente en absoluto, y parecen ser partes residuales de un antepasado común ancestro. Estas estructuras no utilizadas sin función se denominan estructuras vestigiales. Otros ejemplos de estructuras vestigiales son las alas en aves no voladoras, las hojas en algunos cactus y los huesos de las patas traseras en las ballenas.

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Visite este sitio interactivo para adivinar qué estructuras óseas son homólogas y cuáles son análogas, y ver ejemplos de adaptaciones evolutivas para ilustrar estos conceptos.

Otra evidencia de evolución es la convergencia de la forma en organismos que comparten ambientes similares. Por ejemplo, especies de animales no emparentados, como el zorro ártico y el ptarmigan, que viven en la región ártica, han sido seleccionadas para fenotipos blancos estacionales durante el invierno para mezclarse con la nieve y el hielo (Figura\(\PageIndex{7}\)). Estas similitudes ocurren no por la ascendencia común, sino por presiones de selección similares, los beneficios de no ser vistos por los depredadores.

Figura\(\PageIndex{7}\): El abrigo de invierno blanco del (a) zorro ártico y el plumaje del (b) ptarmigan son adaptaciones a sus ambientes. (crédito a: modificación de obra de Keith Morehouse)

La embriología, el estudio del desarrollo de la anatomía de un organismo a su forma adulta, también proporciona evidencia de relación entre grupos de organismos ahora ampliamente divergentes. El ajuste mutacional en el embrión puede tener consecuencias tan magnificadas en el adulto que la formación del embrión tiende a conservarse. En consecuencia, las estructuras que están ausentes en algunos grupos suelen aparecer en sus formas embrionarias y desaparecen cuando se alcanza la forma adulta o juvenil. Por ejemplo, todos los embriones vertebrados, incluidos los humanos, exhiben hendiduras branquiales y colas en algún momento de su desarrollo temprano. Estos desaparecen en los adultos de los grupos terrestres pero se mantienen en formas adultas de grupos acuáticos como peces y algunos anfibios. Los embriones de grandes simios, incluidos los humanos, tienen una estructura de cola durante su desarrollo que se pierde al momento del nacimiento.

Biogeografía

La distribución geográfica de los organismos en el planeta sigue patrones que mejor se explican por la evolución en conjunto con el movimiento de las placas tectónicas a lo largo del tiempo geológico. Amplios grupos que evolucionaron antes de la ruptura del supercontinente Pangea (hace unos 200 millones de años) se distribuyen a nivel mundial. Grupos que evolucionaron desde la ruptura aparecen de manera única en regiones del planeta, como la flora y fauna únicas de los continentes del norte que se formaron a partir del supercontinente Laurasia y de los continentes meridionales que se formaron a partir del supercontinente Gondwana. La presencia de miembros de la familia de plantas Proteaceae en Australia, el sur de África y Sudamérica se explica mejor por su presencia previa a la ruptura del supercontinente sur Gondwana.

La gran diversificación de marsupiales en Australia y la ausencia de otros mamíferos reflejan el largo aislamiento de Australia. Australia tiene una abundancia de especies endémicas, especies que no se encuentran en ninguna otra parte, lo que es típico de las islas cuyo aislamiento por extensiones de agua impide que las especies migren. Con el tiempo, estas especies divergen evolutivamente hacia nuevas especies que se ven muy diferentes a sus ancestros que pueden existir en el continente. Los marsupiales de Australia, los pinzones en las Galápagos y muchas especies en las islas hawaianas son todos únicos en su único punto de origen, pero muestran relaciones distantes con especies ancestrales en las tierras continentales.

Biología Molecular

Al igual que las estructuras anatómicas, las estructuras de las moléculas de la vida reflejan el descenso con la modificación. La evidencia de un ancestro común para toda la vida se refleja en la universalidad del ADN como material genético y en la casi universalidad del código genético y la maquinaria de replicación y expresión del ADN. Las divisiones fundamentales en la vida entre los tres dominios se reflejan en grandes diferencias estructurales en estructuras conservadoras, como los componentes de los ribosomas y las estructuras de las membranas. En general, la relación de grupos de organismos se refleja en la similitud de sus secuencias de ADN, exactamente el patrón que se esperaría de la descendencia y diversificación de un ancestro común.

Las secuencias de ADN también han arrojado luz sobre algunos de los mecanismos de la evolución. Por ejemplo, es claro que la evolución de nuevas funciones para las proteínas ocurre comúnmente después de eventos de duplicación génica que permiten la modificación libre de una copia por mutación, selección o deriva (cambios en el acervo genético de una población resultantes del azar), mientras que la segunda copia continúa produciendo un proteína.

Conceptos erróneos de la evolución

Aunque la teoría de la evolución generó cierta controversia cuando se propuso por primera vez, fue aceptada casi universalmente por los biólogos, particularmente los biólogos más jóvenes, dentro de los 20 años posteriores a la publicación de Sobre el origen de las especies. Sin embargo, la teoría de la evolución es un concepto difícil y abundan los conceptos erróneos sobre su funcionamiento

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Este sitio aborda algunos de los principales conceptos erróneos asociados a la teoría de la evolución.

La evolución es solo una teoría

Los críticos de la teoría de la evolución descartan su importancia al confundir a propósito el uso cotidiano de la palabra “teoría” con la forma en que los científicos usan la palabra. En la ciencia, una “teoría” se entiende como un cuerpo de explicaciones minuciosamente probadas y verificadas para un conjunto de observaciones del mundo natural. Los científicos tienen una teoría del átomo, una teoría de la gravedad y la teoría de la relatividad, cada una de las cuales describe hechos entendidos sobre el mundo. De la misma manera, la teoría de la evolución describe hechos sobre el mundo vivo. Como tal, una teoría en la ciencia ha sobrevivido a importantes esfuerzos por desacreditarla por parte de los científicos. En contraste, una “teoría” en lengua vernácula común es una palabra que significa una suposición o explicación sugerida; este significado es más parecido al concepto científico de “hipótesis”. Cuando los críticos de la evolución dicen que la evolución es “solo una teoría”, están dando a entender que hay poca evidencia que la apoye y que todavía está en proceso de ser rigurosamente probada. Esto es una caracterización errónea.

Los individuos evolucionan

La evolución es el cambio en la composición genética de una población a lo largo del tiempo, específicamente a lo largo de generaciones, resultante de la reproducción diferencial de individuos con ciertos alelos. Los individuos sí cambian a lo largo de su vida, obviamente, pero esto se llama desarrollo e implica cambios programados por el conjunto de genes que el individuo adquirió al nacer en coordinación con el entorno del individuo. Al pensar en la evolución de una característica, probablemente sea mejor pensar en el cambio del valor promedio de la característica en la población a lo largo del tiempo. Por ejemplo, cuando la selección natural conduce a un cambio del tamaño de la factura en los pinzones de tierra media en las Galápagos, esto no significa que las facturas individuales de los pinzones estén cambiando. Si uno mide el tamaño promedio de la factura entre todos los individuos de la población a la vez y luego mide el tamaño promedio de la factura en la población varios años después, este valor promedio será diferente como resultado de la evolución. Aunque algunos individuos pueden sobrevivir de la primera vez a la segunda, seguirán teniendo el mismo tamaño de factura; sin embargo, habrá muchos individuos nuevos que contribuyan al cambio en el tamaño promedio de la factura.

La evolución explica el origen de la vida

Es un malentendido común que la evolución incluye una explicación de los orígenes de la vida. Por el contrario, algunos críticos de la teoría creen que no puede explicar el origen de la vida. La teoría no trata de explicar el origen de la vida. La teoría de la evolución explica cómo las poblaciones cambian con el tiempo y cómo la vida diversifica el origen de las especies. No arroja luz sobre los inicios de la vida incluyendo los orígenes de las primeras células, que es como se define la vida. Los mecanismos del origen de la vida en la Tierra son un problema particularmente difícil porque ocurrió hace mucho tiempo, y presumiblemente solo ocurrió una vez. Es importante destacar que los biólogos creen que la presencia de vida en la Tierra excluye la posibilidad de que los eventos que llevaron a la vida en la Tierra puedan repetirse porque las etapas intermedias se convertirían inmediatamente en alimento para los seres vivos existentes.

Sin embargo, una vez que existiera un mecanismo de herencia en forma de molécula como ADN ya sea dentro de una célula o precélula, estas entidades estarían sujetas al principio de selección natural. Los reproductores más efectivos aumentarían en frecuencia a expensas de los reproductores ineficientes. Entonces, si bien la evolución no explica el origen de la vida, puede tener algo que decir sobre algunos de los procesos que operan una vez que las entidades previvientes adquirieron ciertas propiedades.

Los organismos evolucionan a propósito

Declaraciones como “los organismos evolucionan en respuesta a un cambio en un ambiente” son bastante comunes, pero tales afirmaciones pueden llevar a dos tipos de malentendidos. En primer lugar, la afirmación no debe entenderse en el sentido de que los organismos individuales evolucionan. El enunciado es la taquigrafía de “una población evoluciona en respuesta a un entorno cambiante”. Sin embargo, un segundo malentendido puede surgir al interpretar la afirmación en el sentido de que la evolución es de alguna manera intencional. Un ambiente cambiado da como resultado que algunos individuos en la población, aquellos con fenotipos particulares, beneficien y por lo tanto produzcan proporcionalmente más descendencia que otros fenotipos. Esto da como resultado un cambio en la población si las características se determinan genéticamente.

También es importante entender que la variación en la que trabaja la selección natural ya se encuentra en una población y no surge en respuesta a un cambio ambiental. Por ejemplo, aplicar antibióticos a una población de bacterias, con el tiempo, seleccionará una población de bacterias que sean resistentes a los antibióticos. La resistencia, que es causada por un gen, no surgió por mutación por la aplicación del antibiótico. El gen de resistencia ya estaba presente en el acervo genético de la bacteria, probablemente a baja frecuencia. El antibiótico, que mata las células bacterianas sin el gen de resistencia, selecciona fuertemente a los individuos que son resistentes, ya que estos serían los únicos que sobrevivieron y se dividieron. Los experimentos han demostrado que las mutaciones para la resistencia a los antibióticos no surgen como resultado del antibiótico.

En un sentido más amplio, la evolución no está dirigida a objetivos. Las especies no se vuelven “mejores” con el tiempo; simplemente rastrean su entorno cambiante con adaptaciones que maximizan su reproducción en un ambiente particular en un momento determinado. La evolución no tiene como objetivo hacer especies más rápidas, más grandes, más complejas o incluso más inteligentes, a pesar de lo común de este tipo de lenguaje en el discurso popular. Las características que evolucionan en una especie son una función de la variación presente y del entorno, los cuales cambian constantemente de manera no direccional. Qué rasgo encaja en un ambiente a la vez puede ser fatal en algún momento en el futuro. Esto se mantiene igual de bien para una especie de insecto que para la especie humana.

Resumen

La evolución es el proceso de adaptación a través de la mutación que permite pasar características más deseables a la siguiente generación. Con el tiempo, los organismos evolucionan más características que son beneficiosas para su supervivencia. Para que los organismos vivos se adapten y cambien a las presiones ambientales, la variación genética debe estar presente. Con la variación genética, los individuos tienen diferencias en forma y función que permiten que algunos sobrevivan ciertas condiciones mejor que otros. Estos organismos pasan sus rasgos favorables a sus crías. Eventualmente, los ambientes cambian, y lo que alguna vez fue un rasgo deseable y ventajoso puede convertirse en un rasgo indeseable y los organismos pueden evolucionar aún más. La evolución puede ser convergente con rasgos similares que evolucionan en múltiples especies o divergente con diversos rasgos que evolucionan en múltiples especies que provienen de un ancestro común. La evidencia de evolución se puede observar por medio del código de ADN y el registro fósil, y también por la existencia de estructuras homólogas y vestigiales.

Glosario

adaptación

Rasgo o comportamiento heredable en un organismo que ayuda a su supervivencia y reproducción en su entorno actual

evolución convergente

proceso por el cual grupos de organismos evolucionan independientemente a formas similares

evolución divergente

proceso por el cual grupos de organismos evolucionan en diversas direcciones desde un punto común

estructuras homólogas

estructuras paralelas en diversos organismos que tienen un ancestro común

selección natural

reproducción de individuos con rasgos genéticos favorables que sobreviven al cambio ambiental debido a esos rasgos, lo que lleva al cambio evolutivo

variación

diferencias genéticas entre individuos en una población

estructura vestigial

estructura física presente en un organismo pero que no tiene función aparente y parece provenir de una estructura funcional en un antepasado distante