Evolución Biológica u Orgánica

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Evolución Biológica u Orgánica

La evolución biológica u orgánica es la modificación de los organismos vivos durante su descendencia, generación tras generación, a partir de ancestros comunes. La evolución, también conocida como evolución biológica u orgánica, abarca los procesos de cambio en los organismos por los que los descendientes llegan a diferenciarse de sus ancestros, e incluye la historia de la secuencia de dichos cambios. La evolución incluye dos procesos principales: la anagénesis, la alteración de las propiedades genéticas de un único linaje a lo largo del tiempo; y la cladogénesis, o ramificación, por la que un único linaje se divide en dos o más linajes distintos que continúan cambiando anagénicamente. Lo más importante es que no hay controversia sobre la realidad de la evolución como acontecimiento histórico. Los biólogos entendidos aceptan como un hecho que los organismos descienden de ancestros comunes. Las similitudes moleculares y de otro tipo apuntan a que todos los seres vivos están relacionados entre sí por una ascendencia común. Véase también: Evolución animal; Macroevolución; Evolución vegetal

Estudio de la evolución

El tema de la biología evolutiva puede dividirse a grandes rasgos en el análisis de la historia de los acontecimientos evolutivos y el análisis de los mecanismos, o procesos, del cambio evolutivo. El estudio de la historia evolutiva trata de determinar la ascendencia y las relaciones genealógicas entre los distintos tipos de organismos; las vías por las que se han modificado sus características morfológicas, bioquímicas y de otro tipo; la historia por la que han llegado a sus distribuciones geográficas actuales; y los cambios en la diversidad y el número de especies a lo largo del tiempo geológico. Entre los métodos para realizar estas inferencias se encuentran el análisis de los registros fósiles (aunque éstos pueden ser inadecuados) y el análisis filogenético de los taxones vivos. El análisis filogenético, que utiliza datos sobre la anatomía comparativa, las características moleculares [por ejemplo, las secuencias de proteínas y de ácido desoxirribonucleico (ADN)] y la distribución geográfica de los organismos, forma parte de la sistemática biológica. Véase también: Biodiversidad; Biogeografía; Fósil; Filogenia; Especiación; Sistemática; Tafonomía

El análisis de los mecanismos del cambio evolutivo aborda principalmente los factores que provocan cambios en la composición genética de las poblaciones y las especies, y los que influyen en la diversificación y la extinción de las especies. La teoría matemática de la genética de poblaciones es importante para esta empresa. La comprobación experimental y observacional de la teoría incluye el análisis molecular, genético y de desarrollo de la variación genética y los mecanismos por los que surge; la genética ecológica, es decir, el estudio del impacto de los factores ecológicos en el cambio genético de las poblaciones; los estudios de morfología funcional, fisiología, comportamiento y ecología que abordan el valor adaptativo de los rasgos genéticamente diferentes; y los análisis taxonómicos y filogenéticos que arrojan luz sobre diversos procesos evolutivos (por ejemplo, la cladogénesis). Así, el estudio de la evolución abarca toda la biología. Véase también: Ecología; Genética; Ecología de poblaciones; Genética de poblaciones

Importancia histórica de Charles Darwin

Charles Darwin (1809-1882) llegó a pensar en la posibilidad de la evolución hacia el final de su viaje de cinco años (1831-1836) como naturalista en el HMS Beagle.Entre las Líneas En 1838 concibió la teoría de la selección natural y pasó los 20 años siguientes sintetizando y acumulando pruebas y refinando sus ideas, que fueron publicadas en 1859 con el título El origen de las especies por medio de la selección natural, o la preservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida. Este libro logró dos cosas.Entre las Líneas En primer lugar, Darwin reúne pruebas de todos los ámbitos de la biología y la geología que demuestran que la evolución ha tenido lugar: que los seres vivos descienden con modificaciones de ancestros comunes.Entre las Líneas En segundo lugar, presenta una teoría explícita y puramente mecanicista de las causas de la evolución. Cada especie, señala Darwin, tiene variaciones hereditarias en numerosas características. Algunas variantes se adaptan mejor a las exigencias de la vida que otras y, por tanto, sobreviven mejor o se reproducen más prolíficamente que las variantes inferiores. Dado que los descendientes heredan sus propiedades superiores, la proporción de individuos de la población con características superiores aumentará, y la proporción con rasgos inferiores disminuirá de generación en generación, hasta que la especie se haya transformado. El nuevo carácter en sí mismo está sujeto a más variaciones y a más alteraciones por este proceso de selección natural; así, en la inmensidad del tiempo, el rasgo llega a diferir extremadamente de la forma original, aunque es un gran cambio realizado en pequeños pasos. Dado que diferentes poblaciones experimentan diferentes entornos y se adaptan a diferentes recursos, numerosas formas pueden divergir de un tronco original, adaptándose cada una de ellas a un entorno o modo de vida diferente. Este proceso de ramificación, continuado a través de la inmensidad del tiempo geológico, da lugar al gran “árbol de la vida”. Véase también: Charles Darwin y su teoría de la evolución

Mecanismos de transformación de las especies

La anagénesis consiste en el cambio de la base genética de los rasgos de los organismos que constituyen una misma especie. Las poblaciones de diferentes localidades geográficas suelen considerarse miembros de la misma especie si intercambian miembros a cierta velocidad y se cruzan entre sí (o se cree que pueden cruzarse potencialmente); sin embargo, a menos que el nivel de intercambio (flujo de genes) sea muy elevado, es probable que se desarrolle cierto grado de diferencia genética entre las distintas poblaciones. Los cambios que se producen en una sola población pueden propagarse a otras poblaciones de la especie mediante el flujo de genes. Véase también: Concepto de especie

Variación genética

Casi todas las poblaciones albergan varios alelos (formas de un gen) diferentes en cada uno de un gran número de loci genéticos (posiciones fijas de un gen); de ahí que muchas características de una especie sean genéticamente variables. Todas las variaciones genéticas surgen, en última instancia, por mutación del material genético.Entre las Líneas En términos generales, las mutaciones incluyen cambios en el número o la estructura de los cromosomas y cambios en los genes individuales, incluidas las sustituciones de pares de nucleótidos individuales, la inserción y la supresión de nucleótidos y la duplicación de genes. Muchas de estas mutaciones alteran las propiedades de los productos génicos [ácido ribonucleico (ARN) y proteínas] o el momento o la localización tisular de la acción génica, y en consecuencia afectan a varios aspectos del fenotipo (es decir, las características morfológicas y fisiológicas de un organismo). El hecho de que una mutación se exprese fenotípicamente, y la forma en que lo haga, depende a menudo de los acontecimientos del desarrollo (epigenéticos). Véase también: Alelo; Cromosoma; Gen; Mutación

Selección natural

El acontecimiento fundamental de la evolución es un cambio en la frecuencia de un alelo en una población.Entre las Líneas En su forma completa, esto supone la propagación por una población de un alelo que, habiendo surgido por mutación, es muy raro, pero que finalmente comprende el 100% de las copias del gen en ese locus. Se dice entonces que el alelo se ha fijado en la población. Uno de los factores que provoca este proceso es la selección natural.

La selección natural es una diferencia consistente en la tasa media con la que entidades genéticamente diferentes en los descendientes pasan a las generaciones siguientes; tal diferencia surge de las diferencias en la aptitud (es decir, en la tasa de supervivencia, reproducción o ambas). Las entidades a las que se hace referencia suelen ser alelos diferentes en un locus, o clases fenotípicas diferentes de individuos en la población que difieren en el genotipo. Así, la selección puede producirse a nivel del gen, como en el fenómeno del impulso meiótico, por el que un alelo predomina entre los gametos producidos por un heterocigoto. La selección a nivel del organismo individual, que es el caso más habitual, implica una diferencia en la supervivencia y el éxito reproductivo de fenotipos que pueden diferir (en el tamaño del cuerpo, por ejemplo) en un locus (por ejemplo, los genotipos AA y aa difieren en el tamaño) o en más de un locus (por ejemplo, AABBCC frente a aabbcc, donde las diferentes letras denotan diferentes loci y donde las letras mayúsculas y minúsculas denotan diferentes alelos en un locus). Como consecuencia de la diferencia de aptitud, la proporción de uno u otro alelo aumenta en las siguientes generaciones. Normalmente, la aptitud relativa de los diferentes genotipos depende de las condiciones ambientales.

La selección es a veces direccional, lo que significa que un estado extremo de un rasgo fenotípico es el más apto y acaba fijándose si las condiciones ambientales a las que está adaptado prevalecen el tiempo suficiente. Sin embargo, a menudo la selección es estabilizadora, lo que significa que un fenotipo intermedio es el más adecuado. Si este fenotipo es producido por un heterocigoto en un solo locus, la selección mantiene ambos alelos en la población. Se conocen varios casos de selección estabilizadora en los que el heterocigoto es el más apto. La variación genética también puede mantenerse mediante la selección diversificadora, por la que se favorecen varios fenotipos diferentes. La selección diversificadora (disruptiva) incluye el fenómeno de la selección dependiente de la frecuencia: cuanto más raro es un genotipo, mayor es su aptitud. Además de la evolución divergente, la evolución es a menudo convergente: diferentes organismos experimentan a veces presiones de selección similares y, por tanto, evolucionan con características al menos superficialmente similares. Véase también: Evolución convergente

Deriva genética aleatoria

Los diferentes alelos de un gen que proporciona una función importante no difieren necesariamente en su efecto sobre la supervivencia y la reproducción; se dice que tales alelos son neutros. La proporción de dos alelos neutros en una población fluctúa aleatoriamente de generación en generación por el azar, ya que no todos los individuos de la población tienen el mismo número de descendientes supervivientes. Las fluctuaciones aleatorias de este tipo se denominan deriva genética aleatoria. Si los diferentes alelos difieren en sus efectos sobre la aptitud, tanto la deriva genética como la selección natural operan simultáneamente. La fuerza determinista de la selección natural conduce las frecuencias alélicas hacia un equilibrio, mientras que la fuerza estocástica (aleatoria) de la deriva genética las aleja de ese equilibrio. El resultado de cualquier población depende de la fuerza relativa de la selección natural (la magnitud de las diferencias de aptitud) y de la deriva genética (que depende del tamaño de la población).

Especiación

La gran diversidad de los organismos se debe a que los linajes individuales (especies) se ramifican en especies separadas, que siguen divergiendo. Este proceso de división, es decir, la especiación, se produce cuando se desarrollan diferencias genéticas entre dos poblaciones que les impiden cruzarse y formar un acervo genético común. Las características genéticas que provocan este aislamiento reproductivo suelen denominarse mecanismos de aislamiento, pero hay pocas razones para creer que evolucionen específicamente para impedir el entrecruzamiento. Más bien, el aislamiento reproductivo parece desarrollarse normalmente como un subproducto fortuito de la divergencia genética que se produce por otros motivos (ya sea por selección natural o por deriva genética).

Adaptaciones

Una consecuencia frecuente de la selección natural es que una especie llega a estar dominada por individuos cuyas características los equipan mejor para el entorno o el modo de vida de la especie. Estas características se denominan adaptaciones. Aunque muchos rasgos de los organismos son adaptativos, no todos lo son, y es un grave error suponer que las especies son capaces de alcanzar estados ideales de adaptación. Es probable que algunas características se hayan desarrollado por deriva genética y no por selección natural, por lo que no son adaptaciones; otras son efectos secundarios de los rasgos adaptativos, que existen debido a la pleiotropía (la cualidad de que un gen tenga más de un efecto fenotípico) o a las correlaciones de desarrollo. La historia filogenética de una especie determina su estado actual y, por tanto, los tipos de variaciones que pueden estar disponibles para la selección natural. La mayoría de las especies no son capaces de adaptarse idealmente a todos los cambios ambientales: más del 99% de todas las especies que han existido se han extinguido. Véase también: Adaptación (biología); Extinción

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Tasas de evolución

Las características de una especie evolucionan individualmente o en conjunto con otros rasgos que están correlacionados con el desarrollo o la función. Debido a este patrón de evolución en mosaico, tiene sentido hablar de la tasa de evolución de los caracteres, pero no de las especies o linajes como entidades totales. Por lo tanto, en algunos linajes, como los llamados fósiles vivientes, muchos aspectos de la morfología han evolucionado lentamente desde que los grupos comenzaron a existir, pero la evolución de sus secuencias de ADN y aminoácidos ha procedido a un ritmo muy similar al de otros linajes. Todas las especies, incluidos los fósiles vivientes, son una mezcla de rasgos que han cambiado poco desde los ancestros remotos de la especie, y de rasgos que han sufrido algún cambio evolutivo en el pasado reciente. Véase también: Fósiles vivos

Los ritmos de evolución son muy variables: mientras que muchos rasgos apenas han cambiado durante muchos millones de años en algunos linajes, otros han respondido rápidamente a los cambios en las presiones de selección. Además, el registro fósil de ciertos organismos, especialmente los invertebrados marinos, parece indicar que las especies suelen cambiar de forma bastante brusca en su morfología después de haber permanecido prácticamente estáticas durante hasta un millón de años; sin embargo, el registro geológico suele ser tan grueso que los cambios “bruscos” bien pueden haber procedido gradualmente durante un periodo de muchos miles de años. Este patrón de inmovilidad interrumpido por breves periodos de cambio se ha denominado equilibrio puntuado. Además, existen abundantes pruebas de que las tasas de evolución son mayores cuando un linaje se adapta a nuevas oportunidades ecológicas, a nichos ecológicos vacantes. La rápida evolución divergente es común, por ejemplo, cuando las especies colonizan islas que albergan pocos competidores; asimismo, la tasa de evolución es alta en los linajes que han sobrevivido a eventos de extinción masiva. El patrón habitual en estos casos es el de la radiación adaptativa: el origen, por especiación, de numerosos linajes descendientes que se adaptan de diferentes maneras a una variedad de recursos disponibles. Un ejemplo famoso es la radiación de los pinzones de Darwin en las Islas Galápagos, donde las especies emparentadas han divergido en la morfología del pico y se han especializado para alimentarse de recursos que en los continentes suelen ocupar familias de aves no relacionadas. Además, la mayor radiación adaptativa observada en los mamíferos se produjo poco después de la desaparición de los últimos dinosaurios, lo que llevó a muchos investigadores a sospechar que la radiación de los mamíferos sólo fue posible porque se había aliviado la competencia. Por lo tanto, la extinción ha desempeñado un papel importante en la historia de la vida, haciendo posible la posterior diversificación de grupos que, de otro modo, no habrían prosperado.

Datos verificados por: Thompson
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Recursos

Notas y Referencias

Véase También

Biología, Biomedicina, Genética, Evolución
Competencia ecológica; Extinción (paleontología); Biogeografía insular; Islas oceánicas como laboratorios evolutivos

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