La evolución es una de las más grandes teorías de toda la ciencia. Se propone explicar la vida: específicamente, cómo la primera vida simple dio lugar a toda la enorme diversidad que vemos hoy, desde bacterias hasta robles y ballenas azules.
Para los científicos, la evolución es un hecho. Sabemos que la vida evolucionó con la misma certeza que sabemos que la Tierra es más o menos esférica, que la gravedad nos mantiene en ella y que las avispas en un picnic son molestas.
No es que lo sepas por los medios en algunos países, donde se discute ferozmente sobre la evolución, se la califica como «solo una teoría» o se la descarta como una mentira rotunda.
¿Por qué los biólogos están tan seguros de esto? ¿Cuál es la evidencia? La respuesta corta es que hay tantas cosas que es difícil saber por dónde empezar. Pero aquí hay un resumen muy superficial de la evidencia de que la vida, de hecho, ha evolucionado.
Podría ayudar primero deletrear rápidamente lo que dice la teoría de la evolución de Darwin. La mayoría de nosotros tenemos la idea general: las especies cambian con el tiempo, solo los más aptos sobreviven y, de alguna manera, una criatura parecida a un mono dio origen a seres humanos.
Es difícil aceptar que desciende, a través de innumerables generaciones, de un gusano
La teoría de la evolución de Darwin dice que cada nuevo organismo es sutilmente diferente de sus padres, y estas diferencias a veces pueden ayudar a la descendencia o impedirla. A medida que los organismos compiten por comida y pareja, aquellos con los rasgos ventajosos producen más descendencia, mientras que aquellos con rasgos inútiles pueden no producir ninguno. Por lo tanto, dentro de una población determinada, las ventajas los rasgos se vuelven comunes y los que no ayudan desaparecen.
Con el tiempo suficiente, estos cambios se acumulan y conducen a la aparición de nuevas especies y nuevos tipos de organismos, un pequeño cambio a la vez. Paso a paso, los gusanos se convirtieron en peces, los peces llegaron a la tierra y desarrollaron cuatro patas, a esos animales de cuatro patas les creció pelo y, finalmente, Yo de ellos comencé a caminar sobre dos piernas, se llamaron a sí mismos «humanos» y descubrieron la evolución.
Esto puede ser difícil de creer. Una cosa es darse cuenta de que no eres idéntico a nuestros padres: quizás tu cabello es de otro color, o eres más alto, o tienes una naturaleza más alegre. Pero es mucho más difícil aceptar que eres descendiente, a través de innumerables generaciones, de un gusano.
Mucha gente ciertamente no acepta esto. Pero olvídate de todo el drama por un momento. En su lugar, comience como lo hizo Charles Darwin: en la puerta de su casa.
El libro de Darwin Sobre el origen de las especies, publicado por primera vez en 1859, comienza pidiendo al lector que mire a su alrededor en lo familiar. No islas tropicales inexploradas o selvas lejanas, sino el corral y el jardín. Allí, puedes ver fácilmente que los organismos transmiten características a su descendencia, cambiando la naturaleza de ese organismo con el tiempo.
Estos cambios de generación en generación se denominan «descendencia con modificación»
Darwin destacó el proceso de cultivo y reproducción. Durante generaciones, los agricultores y los jardineros han criado a propósito animales para que sean más grandes o más fuertes, y plantas para producir más cosechas.
Los criadores funcionan como Darwin imaginó que funcionaba la evolución. Suponga que desea criar pollos que pongan más huevos. Primero debe encontrar esos gallinas que ponen más huevos que las demás. Luego, debes incubar sus huevos y asegurarte de que el chi resultante cks se reproducen. Estos polluelos también deberían poner más huevos.
Si repites el proceso con cada generación, eventualmente tendrás gallinas que pondrán muchos más huevos que las gallinas salvajes. Una hembra de aves de la selva – el pariente salvaje más cercano de el pollo doméstico – puede poner 30 huevos en un año, mientras que las gallinas de granja pueden producir diez veces más.
Estos cambios de generación en generación se denominan «descendencia con modificación».
Nuestros animales domesticados más antiguos todavía son capaces de mejorar o modificar rápidamente
Un pollito en muchos Las formas serán similares a sus padres: será reconociblemente un pollo, y definitivamente no un oso hormiguero, y probablemente será más similar a sus padres que a otros pollos. Pero no será idéntico.
«Eso es lo que es la evolución», dice Steve Jones, del University College London en el Reino Unido. «Es una serie de errores que se acumulan».
Podría pensar que la reproducción solo puede generar un fe w cambia, pero parece no tener fin. «No hay ningún caso registrado en el que una variable deje de ser variable durante el cultivo», escribió Darwin. «Nuestras plantas cultivadas más antiguas, como el trigo, todavía producen a menudo nuevas variedades: nuestros animales domesticados más antiguos todavía son capaces de mejorar o modificar rápidamente».
La cría, argumentó Darwin, es esencialmente evolución bajo la supervisión humana.Nos muestra que los pequeños cambios de generación en generación pueden acumularse. «Es inevitable», dice Jones. «Es inevitable que suceda».
Aún así, es un gran paso desde la cría cuidadosa de pollos que ponen más huevos hasta la evolución natural de nuevas especies. De acuerdo con la teoría de la evolución, esos pollos descienden en última instancia de los dinosaurios y, si nos remontamos más atrás, de los peces.
La respuesta es simplemente que la evolución tarda mucho en hacer grandes cambios. Ver evidencia de eso , tienes que mirar los registros más antiguos. Tienes que mirar los fósiles.
Los fósiles son los restos de organismos muertos hace mucho tiempo, conservados en la roca. Debido a que las rocas se colocan en capas, una encima de la otro, el registro fósil generalmente se establece en orden de fecha: los fósiles más antiguos están en la parte inferior.
Siempre creo que el caso más convincente para la evolución está en el registro fósil
Al revisar el registro fósil, queda claro que la vida ha cambiado con el tiempo.
Los fósiles más antiguos de todos son los restos del pecado organismos de células glas como las bacterias, con cosas más complicadas como animales y plantas que solo aparecen mucho más tarde. Entre los fósiles de animales, los peces aparecen mucho antes que los anfibios, las aves o los mamíferos. Nuestros parientes más cercanos, los simios, solo se encuentran en las rocas más superficiales, las más jóvenes.
«Siempre pienso que el caso más convincente para la evolución está en el registro fósil», dice Jones. «Se nota que una página de cada seis del Origen de las especies tiene que ver con el registro fósil. sabía que era un caso irrefutable de que la evolución había tenido lugar «.
¿Cómo sabemos realmente que una especie evolucionó a otra?
Al estudiar cuidadosamente los fósiles, los científicos han podido vincular muchas especies extintas con otras que sobreviven en la actualidad, lo que a veces indica que una descendía de otra.
Para Por ejemplo, en 2014 los investigadores describieron los fósiles de un carnívoro de 55 millones de años llamado Dormaalocyon, que puede ser un ancestro común de todos los leones, tigres y osos de hoy. La forma de los dientes de Dormaalocyon lo delató.
Aún así, es posible que no esté convencido. Es posible que todos los animales tengan dientes similares, pero los leones, tigres y Dormaalocyon siguen siendo especies distintas. ¿Cómo sabemos realmente que una especie evolucionó a otra?
El registro fósil es de mucha ayuda aquí, porque está incompleto. «Si miras la mayoría de los registros fósiles, lo que realmente ves es una forma que dura bastante tiempo y luego el siguiente grupo de fósiles que «tienes es bastante diferente de lo que tenías antes», dice Jones.
También es posible observar la evolución de una nueva especie a medida que ocurre
Pero a medida que hemos desenterrado más y más restos, se ha descubierto una gran cantidad de «fósiles de transición» . Estos «eslabones perdidos» son casas intermedias entre especies conocidas.
Por ejemplo, antes dijimos que los pollos descienden en última instancia de los dinosaurios. En 2000, un equipo dirigido por Xing Xu de la Academia de Ciencias de China describió un pequeño dinosaurio llamado Microraptor, que tenía plumas similares a las aves modernas y podría haber podido volar.
También es posible observar el evolución de una nueva especie.
En 2009, Peter y Rosemary Grant de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey describieron cómo surgió una nueva especie de pinzón en una de las Islas Galápagos: las mismas islas visitadas por Darwin.
Este pequeño grupo de pájaros había formado una nueva especie
En 1981, un pinzón terrestre mediano llegó a una isla llamada Daphne Major. Era inusualmente grande y cantaba una canción algo diferente a las aves locales.
Se las arregló para reproducirse y su descendencia heredó sus rasgos inusuales. Después de algunas generaciones, se aislaron reproductivamente: se veían diferentes a las otras aves y cantaban canciones diferentes, por lo que solo podían reproducirse entre ellas. Este pequeño grupo de pájaros había formado una nueva especie: se habían «especiado».
Esta nueva especie es solo sutilmente diferente de sus antepasados: sus picos son diferentes y cantan una canción inusual. Pero es posible observar cambios mucho más dramáticos a medida que ocurren.
Richard Lenski de la Universidad Estatal de Michigan está a cargo del experimento de evolución de mayor duración del mundo.
Es una demostración muy directa de la idea de adaptación por selección natural de Darwin
Desde 1988, Lenski ha ha estado rastreando 12 poblaciones de bacterias Escherichia coli en su laboratorio. Las bacterias se dejan en sus propios dispositivos en contenedores de almacenamiento, con nutrientes para alimentarse, y el equipo de Lenski congela regularmente pequeñas muestras.
La E. coli ya no son los mismos que en 1988.»En las 12 poblaciones, las bacterias han evolucionado para crecer mucho más rápido que su antepasado», dice Lenski. Se han adaptado a la mezcla específica de sustancias químicas que les da.
«Es una demostración muy directa de la idea de Darwin de la adaptación por selección natural. Ahora, 20 años después del experimento, el típico el linaje crece aproximadamente un 80% más rápido que el antepasado «.
En 2008, el equipo de Lenski informó que la bacteria había dado un gran paso adelante. La mezcla en la que viven incluye una sustancia química llamada citrato, que E . coli no puede digerir. Pero 31,500 generaciones después del experimento, una de las 12 poblaciones comenzó a alimentarse de citrato. Esto sería como si los humanos desarrollaran repentinamente la capacidad de comer corteza de árbol.
Todos los seres vivos portan genes, en forma de ADN
El citrato siempre estuvo ahí, dice Lenski, «por lo que todas las poblaciones tienen la oportunidad en cierto sentido de desarrollar la capacidad de usar esto … Pero solo una de las 12 poblaciones ha encontrado la manera de hacerlo «.
En este punto, el hábito de Lenski de congelar regularmente La obtención de muestras de la bacteria resultó crucial. Pudo repasar muestras más antiguas y rastrear los cambios que llevaron a que la E. coli comiera citrato.
Para hacer esto, tuvo que mirar debajo del capó. Usó una herramienta que no estaba disponible en la época de Darwin, pero que ha revolucionado nuestra comprensión de la evolución como un todo: la genética.
Todos los seres vivos portan genes, en forma de ADN.
Los genes controlan cómo crece y se desarrolla un organismo, y se transmiten de padres a hijos. Cuando una gallina pone muchos huevos y transmite ese rasgo a su descendencia, lo hace a través de sus genes.
Toda la vida moderna ha descendido de un antepasado común único
Durante el último siglo, los científicos han catalogado los genes de diferentes especies. Resulta que todos los seres vivos almacenan información en su ADN de la misma manera: todos usan el mismo «código genético».
Es más, los organismos también comparten muchos genes. Miles de genes que se encuentran en El ADN humano también se puede encontrar en el ADN de otras criaturas, incluidas las plantas e incluso las bacterias.
Estos dos hechos implican que toda la vida moderna ha descendido de un único ancestro común, el «último ancestro universal», que vivió hace miles de millones de años.
Al comparar cuántos genes comparten los organismos, podemos averiguar cómo están relacionados. Por ejemplo, los humanos comparten más genes con simios como chimpancés y gorilas que con otros animales, tanto como 96%. Eso sugiere que son nuestros parientes más cercanos.
Tenemos un ancestro común con los chimpancés
«Trate de explicar eso de cualquier otra forma que no sea el hecho de que esas relaciones se basan en una secuencia de cambios a través del tiempo», dice Chris Stringer del Museo de Historia Natural en L ondon. «Tenemos un ancestro común con los chimpancés, y nosotros y ellos hemos divergido desde entonces de ese ancestro común».
También podemos usar la genética para rastrear el detalle de los cambios evolutivos.
«Puede comparar diferentes tipos de bacterias y encontrar los genes que comparten», dice Nancy Moran de la Universidad de Texas en Austin. «Una vez que reconoces estos genes … puedes ver cómo han evolucionado en diferentes tipos de poblaciones».
Cuando Lenski revisó sus muestras de E. coli, descubrió que las bacterias que comen citrato tenían varias cambios en su ADN que las otras bacterias no hicieron. Estos cambios se llaman mutaciones.
E. coli de Lenski nos muestra que la evolución puede dar a los organismos habilidades radicalmente nuevas
Algunas de ellas habían ocurrido mucho antes de que las bacterias desarrollaran su nueva habilidad. «En sí mismos, no conferían la capacidad de crecer en el citrato, pero sentó las bases para mutaciones posteriores que luego conferían esa capacidad», dice Lenski.
Esta compleja cadena de eventos ayuda a explicar por qué solo uno población desarrolló la capacidad.
También ilustra un punto importante sobre la evolución. Un paso evolutivo en particular puede parecer extremadamente improbable, pero si hay suficientes organismos que están siendo empujados a tomarlo, uno de ellos probablemente lo hará, y solo se necesita uno.
La E. coli de Lenski nos muestra que la evolución puede dar a los organismos habilidades radicalmente nuevas. Pero la evolución no siempre mejora las cosas. Sus efectos son a menudo, al menos para nuestros ojos, bastante aleatorios.
Las mutaciones que conducen a cambios en un organismo rara vez mejoran, dice Moran. De hecho, la mayoría de las mutaciones no tienen impacto, o tienen un impacto negativo, en la forma en que funciona un organismo.
Los animales que viven en cuevas oscuras a menudo pierden su ojos
Cuando las bacterias se limitan a entornos aislados, a veces detectan mutaciones genéticas no deseadas que se transmiten directamente a cada generación.Con el tiempo, esto dificulta gradualmente a la especie.
«Realmente muestra el proceso de evolución», dice Moran. «No todo es solo adaptación y las cosas están mejorando, también existe un gran potencial para que las cosas empeoren».
Es más, los organismos a veces pierden capacidades. Por ejemplo, los animales que viven en cuevas oscuras a menudo pierden la vista.
Esto puede parecer extraño. Tendemos a pensar en la evolución como un proceso de mejora biológica, de especies mejorando y volviéndose menos primitivas. Pero esto no es necesariamente lo que sucede.
La noción de mejora se remonta a un científico llamado Jean-Baptiste Lamarck, quien impulsaba la idea de que los organismos evolucionan antes que Darwin. Sus contribuciones fueron vitales.
¿Qué quiso decir con que querían mejorar? ¿Cómo probarías eso?
Pero, a diferencia de Darwin, Lamarck pensó que Los organismos mejoraron en la vida en sus entornos como una reacción deliberada a esos entornos, como si inherentemente quisieran mejorar.
La teoría de Lamarck diría que las jirafas tienen mucho tiempo cks porque sus antepasados se estiraron para alcanzar árboles altos y luego pasaron sus largos cuellos recién adquiridos a sus descendientes.
«Darwin escribió sobre Lamarck en privado y dijo que su teoría es una completa tontería, es imposible de comprobar, «dice Jones. «¿Qué quiso decir con que querían mejorar? ¿Cómo probarías eso?»
Darwin tenía una teoría alternativa: la selección natural. Ofrece una explicación completamente diferente para las jirafas «cuellos largos.
Imagina un antepasado de las jirafas modernas, algo así como un ciervo o un antílope. Si hubiera muchos árboles altos donde viviera este animal, los animales con los cuellos más largos obtendrían más comida y lo harían mejor que aquellos con cuellos más cortos.
Los animales como las jirafas son tan llamativos porque parecen tan perfectamente adaptados
Después de algunas generaciones, todos los animales tendrían el cuello un poco más largo que sus antepasados. Una vez más, aquellos con el más largo lo harían mejor, así que durante muchos años, Los cuellos de las jirafas se alargarían gradualmente, porque aquellos con cuellos cortos tendían a no tener descendencia.
Las mutaciones subyacentes a todo esto ocurrieron al azar, y era tan probable que produjeran cuellos cortos como largos. Pero esas mutaciones de cuello corto no tienden a durar.
Los animales como las jirafas son tan llamativos porque parecen tan perfectamente adaptados. Viven en áreas donde los árboles son altos y solo tienen hojas altas del suelo. , así que, por supuesto, tienen cuellos largos para alcanzarlos.
«Ese tipo de imagen es lo que confunde a la gente, creo, porque se ve tan perfecta, parece diseñada», dice Moran. Pero si mira más de cerca, es el resultado de una larga cadena de pequeños cambios. «Te das cuenta, oh, no está diseñado, en realidad es un evento extraño que podría haberse extendido y llevado a otro evento extraño».
Ahora tenemos todas las pruebas que, cuando se juntan, muestran que la vida ha evolucionado.
La evolución humana siempre ha sido un concepto difícil para algunos hasta el estómago
El descenso con modificación, que es causado por mutaciones aleatorias en los genes, en última instancia conduce a cambios graduales y la formación de nuevas especies, gran parte de se conduce es por selección natural, que elimina los organismos que se adaptan menos a sus entornos.
Por último, apliquemos todo esto a nosotros mismos.
La evolución humana siempre ha sido un concepto Para algunos es difícil de digerir, pero ahora es imposible hacer la vista gorda, dice Stringer.
Se cree que el Homo sapiens evolucionó en África antes de extenderse por todo el mundo.
Las personas de ascendencia europea y asiática tienen genes neandertales en su ADN
El registro fósil muestra un cambio gradual de animales parecidos a simios que caminan a cuatro patas a criaturas bípedas que gradualmente desarrollaron cerebros más grandes.
Los primeros humanos que abandonaron África se cruzaron con otras especies de homínidos, como los neandertales. Como resultado, las personas de ascendencia europea y asiática llevan genes neandertales en su ADN, pero las personas de ascendencia africana no.
Todo esto sucedió hace miles de años, pero la historia no ha terminado. sigue evolucionando.
Por ejemplo, en la década de 1950, un médico británico llamado Anthony Allison estaba estudiando un trastorno genético llamado anemia de células falciformes, que es común en algunas poblaciones africanas. Las personas con el trastorno tienen glóbulos rojos deformados , que no transportan oxígeno por el cuerpo tan bien como deberían.
Para esas personas, valió la pena llevar la mutación de células falciformes
Allison descubrió que las poblaciones del este de África estaban divididas en grupos de personas que vivían en las tierras bajas, que eran propensas a la enfermedad, y personas que vivían en las tierras altas, que no eran.
Resultó que las personas que portaban el rasgo de células falciformes obtuvieron un beneficio inesperado. Los protegía de la malaria, que en realidad solo era una amenaza en las tierras bajas. Para esas personas, valió la pena portar la mutación de células falciformes, incluso si sus hijos pudieran estar anémicos.
Por el contrario, las personas que viven en las zonas montañosas no corren riesgo de contraer malaria. Eso significaba que no había ninguna ventaja en portar el rasgo de células falciformes, por lo que su naturaleza dañina había significado que desapareciera.
Por supuesto, hay todo tipo de preguntas sobre la evolución que aún no hemos respondido. .
Sus antepasados se remontan en una línea ininterrumpida durante más de 3 mil millones de años
Stringer ofrece uno simple: ¿cuál fue el cambio genético que permitió a los humanos caminar erguidos, y por qué esa mutación fue tan exitosa? En este momento no lo sabemos, pero con más fósiles y mejor genética, podríamos algún día.
Lo que sí sabemos es que la evolución es un hecho de la naturaleza. Es la base de la vida en la Tierra tal como la conocemos.
Así que la próxima vez que esté fuera de casa, ya sea en su jardín o en una granja o simplemente caminando por una carretera, tome un observa los animales y las plantas que te rodean y piensa en cómo llegaron allí.
Cada uno de los organismos que ves, ya sea un pequeño insecto o un gran elefante, es el último miembro de un antiguo familia. Sus antepasados se remontan en una línea ininterrumpida durante más de 3 mil millones de años, hasta los albores de la vida misma. También los tuyos.