Teoría de la Evolución

La aparición de nuevas especies fue explicada en su mayor parte por Charles Darwin en su teoría de la evolución o teoría darwiniana. Según ésta, la especiación está originada por una causa inscrita en la naturaleza misma de los seres (genes) y está regida por una fuerza denominada selección natural.

Charles Darwin, el padre de la teoría de la selección natural, es también el primero en hablar de la selección sexual en El origen del hombre en 1871. Como los seres humanos eligen a sus parejas, concluye que los animales no se aparean al azar. © J. Cameron, DP

Genética de poblaciones

Para estudiar la evolución de las especies es necesario considerar la genética a nivel de población y no individualmente. Así, hay que pensar en la población como en un individuo cuyo genotipo está constituido por la suma de todos los genes presentes en la población; a todos ellos se les denomina caudal genético
de la población o fondo común.

Las tortugas híbridas fueron encontradas en las islas del archipiélago de Galápagos, famosas por los pinzones de Charles Darwin. © Universidad de Yale

Selección natural

La especiación o formación de nuevas especies, y el desarrollo de la diversidad en las ya existentes tiene lugar cuando la corriente de los genes en el fondo común es interrumpida por un mecanismo aislante. Los principales mecanismos aislantes que se pueden producir entre poblaciones de una misma especie son los siguientes:

Aislamiento geográfico: se presenta cuando aparece una barrera geográfica entre generaciones que descienden de un antepasado común. La especiación que produce este tipo de aisla miento se denomina alopátrica.

Se supone que éste fue el mecanismo primario para la aparición de especies. Así, dos fragmentos de una población resultan separados por una isla o una cordillera; con el tiempo de aisla miento se acumulan suficientes diferencias genéticas como para que las dos poblaciones ya no puedan aparearse entre sí, en caso de que vuelvan a reunirse.

Ejemplo típico de especiación alopátrica es la de los pinzones de las islas Galápagos. Todos ellos descienden de un antepasado común, pero debido al largo aislamiento en diferentes islas del archipiélago, cada uno de ellos tuvo que adaptarse al ambiente que le rodeaba y al tipo de alimento del que disponía. La especiación resultó tan efectiva, que cuando volvieron a reunirse estas poblaciones cada una ocupaba un nicho ecológico distinto y no existía ningún tipo de competencia. Así, en la actualidad se pueden encontrar desde especies insectívoras con el pico delgado y fino, hasta especies comedoras de semillas y con el pico grueso, o especies que se alimentan en tierra, mientras que otras lo hacen en los árboles.

Aislamiento ecológico: es producto de circunstancias ecológicas o genéticas dentro de la misma área. El aislamiento ecológico da lugar a un tipo de especiación denominado simpátrico.

Este tipo de aislamiento se inicia porque individuos con diferentes genotipos prefieren ocupar distintos subnichos en la misma región geográfica; de esta forma surgen subpoblaciones separadas físicamente unas de otras. La especiación simpátrica que se produce se estudió primero en plantas superiores y parece ser que está más extendida y posee una mayor importancia de la que al principio se pensó.

Aislamiento etológico: el diferente comportamiento y los distintos ritmos de actividad vital pueden reducir las posibilidades de encuentro entre dos razas o especies en vías de formación.

Aislamiento sexual: los individuos de cada una de las razas o especies en formación se cruzan más fácilmente con los miembros de su propia raza que con los de otra. Este tipo de aislamiento sexual se puede considerar como un caso especial de aislamiento etológico.

Este tipo de aislamiento sexual se puede comprender si se tiene en cuenta que los machos de cada tipo específico poseen una forma especial de cortejar a la que únicamente son sensibles las hembras pertenecientes al mismo tipo. Además también pueden existir impedimentos estructurales en los órganos copuladores, o incluso incompatibilidad de los gametos entre sí.

La araña de Darwin (Caerostris darwini) produce la seda más resistente del mundo. © GalliasM, Wikipedia, creative commons 1.0

Selección artificial

Se denomina selección artificial o domesticación a la llevada a cabo por el hombre para adaptar diversas plantas y animales a sus propias necesidades. Este proceso de domesticación trae consigo no sólo una modificación de la genética de la especie, sino también la aparición de una serie de adaptaciones recíprocas entre la especie domesticada y el domesticador.

La selección artificial produce cambios profundos en el ecosistema entero, ya que han de producirse una serie de ajustes compensadores por selección natural. En algunas ocasiones, la domesticación puede fracasar en sus objetivos a largo plazo y así, algunos de los peores problemas del hombre han sido causados por plantas y animales domesticados que han vuelto a su estado natural y se han convertido en importantes plagas. Por todo ello es imprescindible realizar un completo estudio ecológico antes de introducir algún cambio en un ecosistema.

Árbol de la evolución de los homínidos simplificado y las asimetrías neuroanatómicas compartidas. © A. Balzeau (CNRS/MNHN) y los dibujos de O.M. Nadel

Pruebas de la evolución

A continuación se enumeran algunas de las pruebas más evidentes que llevaron a los investigadores del siglo pasado a la conclusión de que todos los seres vivos han surgido tras un proceso evolutivo.

Anatomía comparada: comparando entre sí las estructuras anatómicas de distintos seres vivos se consigue vislumbrar la existencia de planes estructurales comunes a todos ellos. Además, también se pone de manifiesto la existencia de órganos vestigiales que prueban la relación entre determinados organismos. Por ejemplo, la ballena presenta varios huesos que en su antece sor terrestre formaban parte de las extremidades posteriores.

Embriología: el desarrollo embriológico viene a ser como un resumen de la formación y evolución de la propia especie. Así, por ejemplo, en los embriones de mamíferos, aves y reptiles se observan, durante una determinada fase, unas estructuras semejantes a hendiduras branquiales.

Taxonomía: o clasificación sistemática de los seres vivos, se basa en la agrupación de los mismos atendiendo a caracteres comunes. Por tanto, cada categoría taxonómica implica un grado de parentesco entre los organismos.

Bioquímica y fisiología: la semejanza u homología interna entre los organismos es más importante evolutivamente que la semejanza externa. También se pueden establecer criterios de semejanza evolutiva basándose en la especificidad de las reacciones antígeno-anticuerpo, que son mayores cuanto más separadas estén las especies.

Biogeografía o distribución geográfica: ya se ha visto anteriormente cómo los organismos surgen en unas regiones geográficas y se propagan a otras que les sean accesibles.

Paleontología: el estudio y observación de los restos fósiles permitirán comprender algunos de los cambios que se han producido en los seres vivos con el paso del tiempo. Las informaciones aportadas por los fósiles suelen ser incompletas, ya que existen muchos organismos que no se han encontrado fosilizados e, incluso de los fosilizados, únicamente se encuentran las partes más duras.

Historia evolutiva de los vegetales

* Era Arcaica (3.000 millones de años).
1. Formación de la corteza terrestre. No hay vida.
2. Aparición de formas sencillas de vida en el seno de las aguas (Moneras, Protistas y Metazoos primitivos).
* Era Primaria o Paleozoica (505 millones de años).
1. A partir de las primeras algas verdes o Protistas surgen las primeras Metafitas o Traqueofitas en el Ordoviciense.
2. A partir de las Pterópsidas surgen los helechos y coníferas en el Devónico.
3. Aparecen las Briofitas (musgos y hepáticas) en el Carbonífero.
* Era Secundaria o Mesozoico (205 millones de años).
1. Alcanzan su auge las Gimnospermas en el Jurásico.
2. De un tipo de Gimnospermas (“los helechos con semillas”) surgen las Angiospermas, en el Cretácico.
* Era Terciaria o Cenozoica (75 millones de años).
1. Aparecen las plantas no leñosas o herbáceas, tanto anuales como bianuales.
* Era Cuaternaria (un millón de años).
1. Siguen evolucionando las Angiospermas.

Árbol filogenético, a lo largo del tiempo (Ma significa millones de años) y el género Alloteropsis (en gris) y otros grupos involucrados en la transferencia de genes (zonas de sombra en el árbol corresponden a los intervalos de confianza). Las flechas indican la transferencia de genes. © Christin et al. 2012, Current Biology

Historia evolutiva de los animales

* Era Arcaica (3.000 millones de años).
1. Formación de la corteza terrestre. Período sin vida.
2. Aparición de los primeros seres vivos, de organización muy sencilla, en el seno de las aguas (Moneras, Protistas y Metazoos primitivos).
* Era Primaria o Paleozoica (505 millones de años).
1. Continúan apareciendo nuevos grupos, pero siempre en el mar. Entre los invertebrados destacan los poríferos, celentéreos, equinodermos, moluscos, gusanos y artrópodos. Entre los vertebrados surgen los peces cartilaginosos y óseos a partir de los placodermos en el Devónico; a partir de los peces óseos se desarrollan los anfibios y surgen los primeros reptiles en el Pérmico.
2. En tierra firme aparecen los primeros escorpiones en el Silúrico y los arácnidos y antecesores de los insectos en el Devónico.
* Era Secundaria o Mesozoico (205 millones de años).
1. Evolucionan los insectos y peces óseos.
2. Alcanza una gran expansión el grupo de los reptiles, surgiendo los saurios, ofidios y quelonios. A partir de distintos grupos de reptiles, surgen las aves y los mamíferos.
* Era Terciaria o Cenozoica (75 millones de años).
1. Las aves ocupan los espacios aéreos que van dejando libres los reptiles voladores, así como los mamíferos ocupan los espacios terrestres que dejan libres los grandes reptiles.
2. Aparecen los tres grandes grupos de mamíferos: Prototerios, Metaterios y Euterios.
3. Aparecen los Prosimios primitivos a partir de un grupo de Primates arbóreos, en el Paleoceno.
* Era Cuaternaria (un millón de años).
1. La fauna es muy similar a la actual, aunque en este período desaparecen algunas especies y aparecen otras nuevas.
2. Aparecen los primeros Homínidos que ya se pueden considerar verdaderos antecesores del hombre.