Teoría Neodarwinista

En 1937, Theodore Dobzhansky publica su libro "Genética y el Origen de las Especies" donde incorporó a la teoría de Darwin, los postulados de las leyes de Mendel además de los conocimientos que ya se tenían sobre genética, bioquímica y paleontología, haciendo una síntesis y resultando en la Teoría Sintética de la Evolución o Neodarwinista. Ésta se basa en los cambios evolutivos que se llevan a cabo en las poblaciones, y no en los individuos (hay que recordar que Darwin únicamente observó las variaciones en los organismos).
Un organismo nace, crece y con el tiempo muere, a través de su vida los individuos pueden sufrir cambios, pero su constitución genética permanece constante. Por otro lado, la constitución genética de una población puede variar de una generación a otra mediante procesos internos (mutaciones y recombinación génica) y procesos externos (selección natural y aislamiento reproductivo).

Sus afirmaciones básicas son:
· Tal y como sostuvo Darwin, la evolución ocurre por selección natural.
· La variabilidad genética en una población se debe a la existencia de mutaciones.
· La selección natural actúa sobre las poblaciones y no sobre individuos aislados.
· La evolución ocurre a lo largo de miles y millones de años. Los cambios que se producen en las especies son pequeños y graduales.

Mecanismos de la Variabilidad

Después de varias discusiones entre los científicos sobre la evolución, parecía que se había comprendido como se había generado el proceso evolutivo en el ámbito de la selección natural, pero surgía una pregunta ¿Cómo se producía la variedad en la descendencia?
Esto se debía a la presencia de flora y fauna muy parecida, que existía en diferentes partes del mundo; un ejemplo se dio en la variedad de tortugas y pinzones existentes en las islas Galápagos observadas por Darwin
Apoyándose en los experimentos de Mendel sobre genética, se vio que las características de los padres son transmitidas a los hijos, pero que estos adquieren características diferentes, esto se debe a los mecanismos generadores de variabilidad. Los mecanismos más importantes son: reproducción sexual, mutaciones y microevolución.

Reproducción sexual. Esta se da con la unión de los gametos masculino y femenino que origina a un individuo con características semejantes, pero diferentes a sus padres, es decir, se combinan, no se mezclan los caracteres paternos y maternos, a través de los genes.
Mutaciones. Son cambios que son producidos en el material genético de los padres, y los hijos reciben dicha información ya alterada con lo cual se favorece al nuevo individuo ofreciéndole ventajas. Las mutaciones sólo son heredables cuando afectan a células reproductoras
Microevolución. Es el proceso por el cual, a partir de una especie ya existente, se origina otra, y puede ocurrir por:
· Aislamiento geográfico: Esto se da cuando dos poblaciones de organismos similares quedan aisladas por barreras geográficas, evolucionan de forma distinta. Por ejemplo, las poblaciones de mamíferos de Australia al quedar aisladas evolucionaron de modo distinto a las del resto del mundo.
· Tendencias evolutivas diferentes: Es cuando en algunos individuos de una población se producen variaciones genéticas, que pueden dar origen a otra línea evolutiva. No interviene, pues, la selección natural. Por ejemplo, el elefante africano tiene orejas más grandes que el asiático, porque vive en regiones más cálidas y las orejas le permiten eliminar mayor cantidad de calor.

TEORÍAS TRANSFORMISTAS

Teoría de la Selección Natural
Los británicos Charles Darwin y Alfred Russel Wallace trabajaron de forma independiente, realizaron extensos viajes y, casualmente, desarrollaron la misma teoría acerca de cómo cambió la vida a lo largo del tiempo así como también el mecanismo para ese cambio: la selección natural.
Darwin (1809-1882) nació en Shrewsbury, Inglaterra e hizo estudios inconclusos en medicina y para clérigo. Tanto su abuelo Erasmus Darwin como su padre Robert W. Darwin, eran médicos renombrados. Ambos ejercieron sobre él una gran influencia.
Darwin era aficionado a la geología, lo que le permite más adelante hacer interpretaciones sobre los estratos geológicos en los procesos de fosilización. El Almirantazgo Británico realizó una expedición cartográfica alrededor del mundo, e invitó a Darwin a realizar estudios sobre botánica, zoología y geología. A la edad de 22 años, Darwin se embarcó el 27 de diciembre de 1831 en el H.S.M. Beagle. El viaje duró 5 años, comenzando por las costas de Sudamérica y luego alrededor de todo el mundo
Darwin colectó especimenes de plantas, animales y fósiles y realizó extensas observaciones geológicas. Se percató que había una gran diversidad de especies de plantas y animales en las costas tropicales a diferencia de las especies europeas. En un principio, estaba convencido de la invariabilidad de las especies, sin embargo al advertir la gran diversidad empezó a dudar de ello. Cuando desembarca en las islas Galápagos, frente a Ecuador, observó las especies de pinzones y tortugas gigantes y advirtió sus adaptaciones a los diferentes hábitats isleños, qué, aunque emparentadas entre sí, las formas estaban diferenciadas.
Darwin sabía que el hombre había podido producir diversas y múltiples formas de vegetales y animales domesticados por medio de la selección artificial (por ejemplo, variedades de maíz, razas de perros, etc.). Este es un modelo de lo que ocurre en la naturaleza como resultado a cambios parecidos de las fuerzas naturales durante largos períodos de tiempo.
Darwin estaba convencido que las especies de animales se desarrollan en direcciones muy diversas tan pronto como se aíslan geográficamente unas con otras (principio de la idea de la variabilidad). Sin embargo no sabía el mecanismo de cómo se llevaba a cabo, hasta que llegó a sus manos el libro “Ensayo sobre el Principio de Población”, de Robert Thomas Malthus (1766-1834). Éste menciona que mientras las poblaciones humanas crecen en una proporción geométrica (por ejemplo, 4, 8, 16, 32, etc.), los alimentos crecen en una progresión aritmética (por ejemplo, 2, 4, 6, 8, etc.) lo que trae como consecuencia las guerras y la muerte por hambruna. Darwin pensó que en el reino animal pasaba lo mismo, que los animales tenían que competir entre los de su misma especie y con los de distintas especies para sobrevivir, deduciendo la “lucha por la existencia” (principio del pensamiento maltusiano).
Darwin observa que los animales depositan miles de huevos, sin embargo la población permanece constante, y concluye que casi todos mueren a una edad temprana y únicamente los individuos más fuertes, rápidos, astutos o con buen camuflaje escapan de sus predadores, lo que no sucede con los débiles. El ambiente actúa como filtro, realiza un proceso de selección natural de los individuos, eliminando aquellos que no se aclimatan, los que sufren los embates de los agentes patógenos o la competencia (principio del concepto de la selección natural).

Darwin plasmó lo anterior en su obra, pero sus planes se vieron frustrados por Alfred Russell Wallace (1823-1913). Wallace pasó muchos años en Sudamérica recolectando animales para los museos ingleses. En 1854, abandonó Inglaterra para estudiar la historia natural de Indonesia. Al hacer un recorrido por el Archipiélago Malayo observó que su fauna se asemejaba a las especies de Asia. De esta manera dedujo que las especies podían transformarse y en julio de 1858 publica sus ideas en un artículo, el cual, define por primera vez el rol de la selección natural en la formación de las especies. Al revisar la obra de Malthus, llega a la misma conclusión que Darwin en la lucha por la existencia en el reino animal.
Wallace envía a Darwin un manuscrito en que detalla que sus conclusiones eran iguales a su aún no publicada teoría. Con conocimiento de causa, Darwin se apresuró en publicar, el 24 noviembre de 1859, su mayor tratado, El Origen de las Especies después de 21 años, pues había proyectado su publicación para después de su muerte. En la Sociedad Linneana, se leen primeo los textos de Darwin seguidos por los de Wallace. Debido a este evento, Wallace coautor de la teoría de la Selección Natural, permanece en el olvido hasta nuestros días. Si bien esta teoría se le atribuye generalmente a Darwin, es justo y necesario mencionar que ambos, Darwin y Wallace, la desarrollaron.

Un punto crucial de las teorías darwiniana y lamarkiana es que no explican adecuadamente las variaciones que presentan los individuos y que tienen que ser forzosamente heredadas; en caso contrario, únicamente afectaría a un grupo numeroso de organismos, pero no al total de la especie.
Mendel, publicó en 1866 sus descubrimientos sobre las leyes de la herencia, sin embargo, Darwin nunca tuvo conocimiento de tales investigaciones lo que le impidió comprender la relación existente entre la selección natural y “los efectos del uso y del desuso”.

En resumen, podemos considerar las ideas de Darwin en cuatro puntos:
1. Las especies se originan unas de otras por una serie de variaciones y mutaciones aleatorias, las cuales han ocurrido a lo largo del tiempo.
2. El proceso evolutivo es continuo y gradual en todos los individuos, esto es, no ocurren saltos ni interrupciones, en donde una forma pase a otra muy distinta.
3. Todos los organismos semejantes están relacionados por medio de su historia evolutiva, donde se observan antepasados comunes.

La selección natural condiciona el curso del proceso evolutivo, es decir, la evolución de las especies no está forzada ni dirigida por una presión ajena a dicho proceso, sino que es un resultado aleatorio.

LA EVOLUCIÓN, PROCESO QUE EXPLICA LA DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS

IDEAS PRE-EVOLUCIONISTAS
Aristóteles desarrolló su Scala Naturae, o Escala de la Naturaleza, para explicar su concepto del avance de las cosas vivientes desde lo inanimado a las plantas, luego a los animales y finalmente pone al hombre en la "cumbre de la creación".
En la Edad Media se aceptaba la tradición judeocristiana, es decir lo que decía el Génesis del Antiguo Testamento, con su especial creación del mundo construido literalmente en seis días.

Teorías Fijistas
Estas teorías, sostenidas hasta el siglo XVIII, pretendían darle forma científica a la explicación bíblica sobre la creación (también se les llamó creacionistas). Afirmaban que no hay procesos de cambio, que las características de los seres vivos habían permanecido invariables y que el número de especies en la Tierra siempre había sido igual, desde que éstas fueron creadas.
El arzobispo irlandés James Ussher, a mediados del siglo XVII, calculó en 5,000 años la edad de la Tierra basado en la genealogía del Génesis. De acuerdo a sus cálculos, la Tierra se formó el 22 de octubre del 4004 a.C. Los geólogos modernos calculan que la edad de la Tierra es de aproximadamente 4,500 millones de años.

Teoría del catastrofismo. Cuvier
Según George de Cuvier (1769-1832), los seres vivos fueron creados por Dios, pero algunos desaparecieron como consecuencia de diferentes cataclismos (el más reciente, el diluvio universal), acaecidos en épocas remotas que acabaron con la fauna y flora existentes. Las que sobrevivían permanecían invariables y tras cada catástrofe se producía una nueva creación divina. Llegó a contabilizar 27 creaciones, apoyándose en la reconstrucción de huesos fósiles. De esta manera explicaba la existencia de organismos extintos que se conocían sólo por sus restos fósiles.

Teorías transformistas
Las ideas transformistas o evolucionistas establecen que las especies derivan unas de otras por una transformación a través del tiempo, que las especies no han aparecido de la noche a la mañana y que deben tener antecesores.
George de Buffon (1707-1788) propuso que las especies (pero solo las no creadas por acción divina...) pueden cambiar. Esto fue una gran contribución al primitivo concepto de que todas las especies se originaban de un creador perfecto y por tanto no podían cambiar debido a su origen.
En 1795, James Hutton, expuso la teoría del uniformismo, que planteaba que ciertos procesos geológicos operaron en el pasado de la misma forma que lo hace hoy en día. Por lo tanto muchas estructuras geológicas no se explicaban con una Tierra de solo 5,000 años.
Durante el siglo XIX El británico Charles Lyell refinó las ideas de Hutton, y concluyó que el efecto lento, constante y acumulativo de las fuerzas naturales había producido un cambio continuo en la Tierra, su libro “Los Principios de la Geología” tuvo un profundo efecto en Charles Darwin y Alfred Wallace. Tanto Hutton como Lyell ofrecieron la explicación del tiempo para la evolución.

Teoría de la herencia de caracteres adquiridos. Lamarck
El naturalista francés Jean Baptiste Lamarck (1744-1829), examinando fósiles, estimó que por milenios algunas especies permanecieron sin cambios y otras se transformaron estableciendo que los organismos más complejos evolucionaron de organismos más simples preexistentes. Concluyó que las especies cambian a través del tiempo al adaptarse a nuevos ambientes y que los padres pasan sus rasgos a sus hijos.
En 1809, Lamarck fue el primero en presentar una teoría que explicaba que las especies provenían de otras mediante cambios sucesivos, la teoría de la herencia de lo caracteres adquiridos, que consta de dos principios: la ley del uso y el desuso y la teoría de los caracteres adquiridos
La ley del uso y el desuso plantea que los organismos se ven obligados a utilizar determinados órganos con mayor o menor intensidad; por su uso o desuso los órganos tienden a formarse, desarrollarse o atrofiarse. En la teoría de los caracteres adquiridos el ambiente y las circunstancias influyen en la forma y estructura de los seres vivos. Estas modificaciones llevan al animal a la adquisición de nuevos hábitos, y en consecuencia forman de nuevas estructuras o modifican algunas partes del cuerpo (el principio de la función crea al órgano). Como ejemplo planteó que el cuello de los ancestros de las jirafas era mucho más corto que el de las jirafas actuales. Al tratar de alcanzar las hojas de los árboles, las jirafas estiraban sus cuellos, y por ello se hicieron un poco más largos. La teoría establece que los caracteres adquiridos durante la vida de un individuo se heredan, es decir, se transmiten a la progenie. El rasgo “cuello largo” que las jirafas adquirían pasaba a sus descendientes y así los hijos tendrían el cuello mucho más largo que los progenitores.

Lamarck falló en su creencia de que los padres podían pasar sus características adquiridas a sus descendientes. En la actualidad esta idea ha sido superada, pues el ámbito de la genética no se conoció bien hasta después de su muerte. En la actualidad ningún científico acepta las teorías de Lamarck, ya que se sabe que los caracteres adquiridos no son heredables. Tampoco se admite que exista una "dirección predeterminada" en la evolución.

TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

El siguiente paso en la evolución celular fue la aparición de las eucariontes hace unos 1,500 millones de años.
Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica propone que se originaron a partir de una primitiva célula procarionte, que perdió su pared celular, lo que le permitió aumentar de tamaño, esta primitiva célula en un momento dado, englobaría (fagocitosis) a otras células procarióticas más pequeñas que tuvieran estructuras primitivas para metabolizar el CO2 atmosférico; y otras capaces de absorber la luz solar e iniciar el proceso fotosintético estableciéndose de esta manera una relación endosimbiótica conocida con el nombre de urcariota.

La incorporación intracelular de estos primitivos procariontes a la primitiva célula urcariota, le proporcionaría dos características fundamentales de las que carecía:

· La capacidad de un metabolismo oxidativo, con lo cual la célula anaerobia pudo convertirse en aerobia.
· La posibilidad de realizar la fotosíntesis y por tanto ser un organismo autótrofo capaz de utilizar como fuente de carbono el CO2 para producir moléculas orgánicas.
Para comprender mejor esta teoría es pertinente definir el término simbiosis. Se trata de una asociación prolongada de individuos (coexistencia) de diferente clase en una unidad morfológica con ventajas mutuas y significativas. Por tanto, el término endosimbiosis se refiere a una relación simbiótica al interior de la célula, con algunas particularidades metabólicas que no se encontraban en los individuos separados y esta asociación se transmite de generación en generación.
Los fundamentos de la teoría endosimbiótica son:
1. Las mitocondrias y cloroplastos, organelos presentes en las células eucariontes, tienen dimensiones y morfología parecidas a la de las bacterias.
2. Estos organelos poseen ADN, ARNm, ribosomas, ARNt. componentes esenciales para su duplicación independiente del núcleo celular. La importancia de estas observaciones radica en sugerir que estos organelos fueron organismos unicelulares capaces de autoreplicarse y sintetizar la totalidad de sus proteínas por si mismos.
3. Poseen ADN circular al igual que las bacterias actuales.

TEORÍAS SOBRE EVOLUCIÓN CELULAR

Carl Woese en 1980 denominó protobionte o progenote al antepasado común de todos los organismos actuales (eubiontes) y representaría la unidad viviente más primitiva, pero dotada ya de la maquinaria necesaria para realizar la transcripción y la traducción genética. De este tronco común surgirían en la evolución tres modelos de células procariontes: arqueas, urcariotas y bacterias
Durante un período de más de 2,000 millones de años, solamente existieron estas formas celulares, por lo que se puede pensar que se adaptaron a vivir en todos los ambientes posibles y "ensayarían" todos los posibles mecanismos para realizar su metabolismo.
La evolución celular se produjo en estrecha relación con la evolución primitiva de la atmósfera y de los océanos terrestres. Así, la teoría más aceptada en la actualidad es que:

1. Las primeras células serían heterótrofas anaerobias, utilizarían como alimento las moléculas orgánicas presentes en el medio (sopa primigenia). Como estas moléculas terminarían por agotarse, podría haber ocurrido una especie de “primera crisis ecológica” a nivel molecular, si no hubiera sido porque en algún momento de la evolución celular...
2. Algunas células “aprendieron” a fabricar las moléculas orgánicas mediante la fijación y reducción del CO2. Se iniciaba así la fotosíntesis, como un proceso de nutrición autótrofa. El empleo del agua en la fotosíntesis como donante de electrones, tuvo como origen la liberación de O2 y por tanto la transformación de la atmósfera reductora en la atmósfera oxidante que hoy conocemos. Empezó una revolución del oxígeno que causaría la muerte de muchas formas celulares para las que fue un veneno, otras se adaptarían a su presencia y ...
3. Algunas células aprendieron a utilizarlo para sus reacciones metabólicas, lo que dio lugar a la respiración aerobia, realizando una nutrición heterótrofa aerobia.
Estas formas celulares tienen organización procarionte y son de pequeño tamaño. A partir de ellas, se piensa que evolucionaron las células eucariontes.

Teoría Quimiosintética o Fisicoquímica

La teoría Quimiosintética o Fisicoquímica del origen de la vida, publicada por el bioquímico Alexander I. Oparin. (“El Origen de la Vida”, 1923), proponía que este problema debía ser explicado enteramente bajo las leyes de la física y la química, aplicadas a las condiciones que prevalecieron en la Tierra en sus tiempos primitivos. O dicho en otras palabras, que la vida podía provenir de substancias no vivas.

En su obra, Oparin propuso una evolución molecular que dio lugar a ciertos agregados moleculares complejos, que bautizó como coacervados, que aparecieron hace unos 3,800 millones de años intercambio materia y energía con su entorno. Estos coacervados serían una combinación de aminoácidos y azúcares que en los mares primitivos pudieron crecer en complejidad aún sin la presencia de membranas bien diferenciadas. Estos compuestos tenderían a formar moléculas mayores y más complejas, resultando más tarde en las primeras cosas vivientes.
La hipótesis básica de Oparin fue probada por el famoso experimento Urey-Miller de 1953, quienes produjeron aminoácidos a partir de una mezcla de compuestos químicos y condiciones físicas que ellos consideraron similares a las imperantes en la Tierra primitiva .