LA TEORÍA EVOLUCIONISTA
Hasta
el siglo XVII, los naturalistas sostenían que las distintas especies
animales y vegetales habían sido creadas independientemente y
permanecían desde entonces inmutables, sin sufrir cambio alguno. La
teoría de la evolución, según la cual los seres vivos sufren
alteraciones con el transcurso del tiempo y proceden de otras formas
ancestrales, es relativamente reciente. Aunque el naturalista
británico Charles Darwin está considerado el padre de la actual
teoría de la evolución, el concepto no era nuevo en su época. A
mediados del siglo XVIII, por ejemplo, las hipótesis evolutivas
propuestas por el matemático francés Pierre-Louis Maupertius
(1698-1759) y el enciclopedista francés Denis Diderot (1713-1784)
contenían ideas que, un siglo más tarde, formarían parte de la
teoría de Darwin.
Charles Darwin
El
zoólogo francés Juan
Bautista de Lamarck fue
el primero en exponer con claridad, en su obra Filosofía
zoológica (1809),
la idea de que todas las especies podían cambiar en el transcurso
del tiempo y acabar convirtiéndose en nuevas especies. Según
Lamarck, todos los seres vivos evolucionan inevitablemente hacia una
mayor perfección y complejidad, y la razón de tales cambios es el
entorno natural. Los cambios del entorno alteran las necesidades de
los organismos vivos; a causa del entorno, se reduce o se intensifica
el uso de ciertos órganos o partes del cuerpo, provocando cambios en
su tamaño o forma.
Al
desarrollar el concepto de que aparecen nuevos órganos como
respuesta a las necesidades de la lucha con el medio, el naturalista
francés dedujo que su tamaño e importancia se relacionaba con la
ley del "uso y falta de uso". Lamarck afirmaba también que
las adaptaciones a ese ambiente, una vez fijadas, se propagaban a las
generaciones sucesivas, o sea que los caracteres adquiridos se
heredaban. Según esta noción, las jirafas habrían adquirido sus
largos cuellos al ir estirándolos gradualmente (cada generación un
poco más) para alcanzar las hojas de difícil acceso a otros
animales.
La
teoría lamarquista explicaba la adaptación de muchos vegetales y
animales al medio, pero era principalmente especulativa y carecía de
apoyos empíricos; la genética moderna la desacreditaría totalmente
al demostrar que los caracteres que pueda adquirir un individuo (como
el alargamiento del cuello por el constante esfuerzo) no se heredan.
Pese a ello, se reconoce el valor pionero de su obra, por postular
por primera vez la adaptabilidad de los organismos.
Las
carencias del fallido intento de Lamarck ponen de relieve la solidez
y coherencia del modelo darwiniano. La contribución de Charles
Darwin a los conocimientos científicos fue doble: presentó las
pruebas para demostrar que la evolución había ocurrido, a la vez
que formuló una teoría, la de la selección natural, para explicar
el mecanismo de la evolución. La publicación de Darwin, en 1859,
de El
origen de las especies es
un hito no sólo en la historia de la biología, sino también en la
del pensamiento humano, puesto que dicho libro, aportando una
demostración positiva de la doctrina evolucionista, ejercería una
considerable influencia en el desarrollo de la filosofía y alteró
profundamente arraigadas concepciones acerca de la vida y del hombre.
Darwin
se embarcó como naturalista en la expedición del Beagle, un navío
científico que recorrió el mundo entre 1831 y 1836. En su viaje
Darwin reunió gran cantidad de observaciones interesantes,
estableció fecundas analogías y meditó sobre grandes cuestiones,
tales como la adaptación de los seres vivos, la diversidad de las
especies y sus mutuas relaciones y la lucha por la existencia. A su
vuelta Darwin se dedicó a redactar su Diario
de viaje;
dio a conocer también diversos trabajos de geología, en especial
sobre la formación de los corales y de las islas volcánicas.
Veintitrés años después de su regreso a Inglaterra publicó El
origen de las especies.
Escribió luego numerosos libros, algunos de los cuales serían una
prolongación de esta obra.
Selección
natural y evolución
En
1858, Darwin recibió un manuscrito de Alfred
Russel Wallace,
joven naturalista que entonces estaba estudiando la distribución de
las plantas y animales en la India y la Península Malaya. En aquel
texto, Wallace formulaba la idea de la selección natural, a la cual
había llegado sin conocer la obra darwiniana, pero inspirado, lo
mismo que Darwin, por el tratado de Thomas
R. Malthus sobre
el crecimiento de la población y la necesaria lucha por la
existencia. Por acuerdo mutuo, aquel mismo año Darwin y Wallace
presentaron en colaboración un informe sobre su teoría a la
Sociedad Linneo de Londres.
Primera edición de El origen de las especies (1859)
La
explicación propuesta por Darwin y Wallace respecto a la forma en
que ocurre la evolución puede resumirse en la forma siguiente:
-
La aparición de nuevos rasgos o variaciones es característica de todas las especies de animales y plantas. Darwin y Wallace suponían que la variación era una de las propiedades innatas de los seres vivos. Hoy sabemos distinguir las variaciones heredadas de las no heredadas. Sólo las primeras, producidas por mutaciones, son importantes en la evolución, pues pasan a los individuos de las generaciones siguientes.
-
De cualquier especie nacen más individuos de los que pueden obtener suficiente alimento para sobrevivir. Sin embargo, como el número de individuos de cada especie sigue más o menos constante bajo condiciones naturales, debe deducirse que un porcentaje de la descendencia perece en cada generación. Si la descendencia de una especie prosperara en su totalidad, y sucesivamente se reprodujera, pronto avasallaría cualquiera otra especie sobre la Tierra.
-
Sentado que nacen más sujetos de los que pueden sobrevivir, tiene que declararse una lucha por la existencia, una competencia en busca de espacio y alimento. Esta lucha es directa (entre seres de la misma o de distinta especie) o indirecta, como la de los animales y vegetales para sobrevivir frente a condiciones adversas (por ejemplo, la falta de agua o las bajas temperaturas) o frente a otras condiciones desfavorables del medio ambiente.
-
Aquellas variaciones o rasgos que capacitan mejor a un organismo para sobrevivir en un medio ambiente determinado favorecerán a sus poseedores sobre otros organismos no tan bien adaptados. Las ideas de "lucha por la supervivencia" y "supervivencia del más apto" son la esencia de la teoría de la selección natural de Darwin y Wallace.
-
Los individuos supervivientes, al reproducirse, originarán la siguiente generación, y de este modo las variaciones o rasgos ventajosos se transmiten a las sucesivas generaciones.
Tales
ideas son también el núcleo de la obra fundamental de Charles
Darwin, El
origen de las especies (1859),
cuyo título completo resume por sí mismo su tesis:Sobre
el origen de las especies por medio de la selección natural, o la
preservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida.
El individuo dotado de una variación que le permite una mejor
adaptación tiene más probabilidades de salir victorioso en la lucha
por la existencia; su supervivencia aumenta la probabilidad de
reproducción y la transmisión de ese rasgo favorable a sus
descendientes.
La
selección natural conduce así a la conservación de las variaciones
favorables y a la eliminación de las desviaciones nocivas, por
muerte o superación de los individuos dotados de tales
características. Como los individuos más aptos tienen más
probabilidades de sobrevivir, aparearse y reproducirse que los
especímenes que no están tan bien adaptados al entorno, en cada
generación aumenta el número de individuos bien adaptados a su
entorno, y las características generales del grupo van cambiando
como resultado de esta acomodación. Junto con la selección natural
actúa, en los animales superiores, la "elección sexual",
esto es, la preferencia instintiva por los individuos más fuertes,
bellos o sanos en el emparejamiento.
Hay
que subrayar que, frente a lo que sostuvo Lamarck, las variaciones en
las características de un organismo se producen al azar; no son
causadas ni por el ambiente ni por el esfuerzo del individuo. Según
la teoría darwinista, y siguiendo el mismo ejemplo, el largo cuello
de las jirafas se originó por azar: un animal que presentaba el
cuello más largo tenía ventajas alimentarias y, por lo tanto, tenía
más posibilidades de dejar descendencia; estas características se
transmitieron de generación en generación hasta que las jirafas
menos adaptadas (esto es, las de cuello corto) desaparecieron.
El
punto problemático de la teoría era que se desconocía el mecanismo
por el cual se transmitían las adaptaciones que tenían éxito. La
solución a este problema estaba en las investigaciones realizadas
por un monje y botánico austríaco, Gregor
Mendel (1822-1884),
quien descubrió que las características hereditarias se transmiten
en unidades sencillas que denominó "factores" y que ahora
conocemos como genes. Las leyes de Mendel, los conceptos de genotipo
y fenotipo de Wilhelm Ludvig Johannsen y los descubrimientos de las
mutaciones de Hugo de Vries llevaron a la elaboración de una teoría
sintética inspirada en las líneas generales de los planteamientos
de Darwin, que sería llamada Neodarvinismo y es aceptada hoy por la
mayoría de los biólogos. Los cambios en la estructura genética de
las especies son debidos a mutaciones en los genes que regulan la
expresión de los caracteres corporales. Otro factor de cambio son
los sobrecruzamientos que se producen entre los cromosomas en la
meiosis, combinando caracteres distintos de cromosomas homólogos.
A
la luz de tales aportaciones, la selección natural de Darwin puede
ser reformulada de la siguiente manera: los individuos mejor
adaptados a su entorno tienen más probabilidades de pasar sus genes
a la siguiente generación que los demás miembros de una población.
Hoy por hoy la teoría de la evolución es la única que responde a
todos los hechos tanto genéticos como ecológicos y paleontológicos.
La anatomía comparada ilustra muy bien las relaciones existentes
entre las diversas especies y familias, comprobadas recientemente por
métodos de análisis bioquímico.
El
origen del hombre
Venciendo
las largas vacilaciones basadas, sobre todo, en el temor a las
polémicas a que la obra pudiera dar lugar, Darwin tardó once años
en publicar El
origen del hombre y la selección en relación al sexo (1871).
En tal obra recogió sus apuntes relativos a un problema específico
pero importantísimo de la evolución: el origen del hombre. Según
Darwin, el estudio de las estructuras homólogas en el hombre y en
los animales más bajos en la escala de la evolución zoológica y el
análisis del desarrollo embriológico del hombre y de los fenómenos
de atavismo conducen a la conclusión de que el hombre desciende de
alguna forma menos altamente organizada, concretamente de un
simioide, el cual, al igual que todos los vertebrados, tendría a su
vez su origen remoto en algún ser acuático parecido a los
ascidiáceos.
La
dificultad mayor para admitir tal teoría está en el hecho de que el
hombre se halla dotado de facultades intelectuales y de un sentido
moral que faltan a los animales. De hecho, el mismo Alfred Wallace
nunca creyó que la inteligencia humana pudiera ser fruto de la
selección natural, sino que pensaba que el intelecto sólo podía
haber sido creado por un poder superior (un dios). Pero Darwin
rechaza este concepto y observa que el intervalo entre las potencias
mentales de los monos más elevados y las de un pez es inmenso; por
esto también la inteligencia del hombre, que no difiere sino en
grado de la de los monos, es un producto de la evolución.
También
los sentimientos morales son desarrollados, debido a la evolución,
de instintos que se hallan en todos los animales. Consciente de que
las conclusiones de esta obra serían consideradas como
extremadamente irreligiosas, Darwin señala que explicar el origen
del hombre como una especie que desciende de alguna especie más baja
no es más irreligioso que explicar el origen del ser individual
mediante las leyes de la reproducción. Las leyes de desarrollo del
hombre son, para Darwin, idénticas a las de otros animales.
Las
ideas del naturalista británico modificaron diametralmente las
nociones acerca del origen y la evolución del hombre. Darwin refutó
la arraigada creencia de que el hombre poseía un origen divino y
demostró que los seres humanos eran el resultado de un proceso de
evolución biológica. Opuso teorías científicas a las
explicaciones de carácter teológico, hecho que tuvo un impacto
considerable en la mentalidad de la época. El evolucionismo de
Darwin provocó una enorme controversia en la sociedad decimonónica
y dio lugar a encendidos debates. Consecuencia lógica de estas
discusiones fue la puesta en cuestión de la visión antropocentrista
de la naturaleza: si el hombre no era una creación divina, tal como
afirmaban las creencias vigentes hasta el siglo XIX, no había razón
para sostener que ocupaba un lugar central en el orden natural.
Gregor Mendel
(Johann
Gregor o Gregorio Mendel; Heizendorf, hoy Hyncice, actual República
Checa, 1822 - Brünn, hoy Brno, id., 1884) Monje y botánico
austriaco que formuló las leyes de la herencia biológica que llevan
su nombre; sus experimentos sobre los fenómenos de la herencia en
los guisantes constituyen el punto de partida de la genética
moderna.
Gregor Mendel
Su
padre era un veterano de las guerras napoleónicas, y su madre, la
hija de un jardinero. Tras una infancia marcada por la pobreza y las
penalidades, en 1843 Johann Mendel ingresó en el monasterio agustino
de Königskloster, cercano a Brünn, donde tomó el nombre de Gregor
y fue ordenado sacerdote en 1847.
Residió
en la abadía de Santo Tomás (Brünn) y, para poder seguir la
carrera docente, fue enviado a Viena, donde se doctoró en
matemáticas y ciencias (1851). En 1854 Mendel se convirtió en
profesor suplente de la Real Escuela de Brünn, y en 1868 fue
nombrado abad del monasterio, a raíz de lo cual abandonó de forma
definitiva la investigación científica y se dedicó en exclusiva a
las tareas propias de su función.
El
núcleo de sus trabajos (que comenzó en el año 1856 a partir de
experimentos de cruzamientos con guisantes efectuados en el jardín
del monasterio) le permitió descubrir las tres leyes de la herencia
o leyes de Mendel, gracias a las cuales es posible describir los
mecanismos de la herencia y que serían explicadas con posterioridad
por el padre de la genética experimental moderna, el biólogo
estadounidense Thomas
Hunt Morgan (1866-1945).
En
el siglo XVIII se había desarrollado ya una serie de importantes
estudios acerca de hibridación vegetal, entre los que destacaron los
llevados a cabo por Kölreuter, W. Herbert, C. C. Sprengel y A.
Knight, y, ya en el siglo XIX, los de Gärtner y Sageret (1825). La
culminación de todos estos trabajos corrió a cargo, por un lado, de
Ch. Naudin (1815-1899) y, por el otro, de Gregor Mendel, quien llegó
más lejos que Naudin.
Las
tres leyes descubiertas por Mendel se enuncian como sigue: según la
primera, cuando se cruzan dos variedades puras de una misma especie,
los descendientes son todos iguales; la segunda afirma que, al cruzar
entre sí los híbridos de la segunda generación, los descendientes
se dividen en cuatro partes, de las cuales tres heredan el llamado
carácter dominante y una el recesivo; por último, la tercera ley
concluye que, en el caso de que las dos variedades de partida
difieran entre sí en dos o más caracteres, cada uno de ellos se
transmite con independencia de los demás.
Para
realizar sus trabajos, Mendel no eligió especies, sino razas
autofecundas bien establecidas de la especie Pisum
sativum.
La primera fase del experimento consistió en la obtención (mediante
cultivos convencionales previos) de líneas puras constantes y en
recoger de manera metódica parte de las semillas producidas por cada
planta. A continuación cruzó estas estirpes, dos a dos, mediante la
técnica de polinización artificial. De este modo era posible
combinar, de dos en dos, variedades distintas que presentan
diferencias muy precisas entre sí (semillas lisas-semillas
arrugadas; flores blancas-flores coloreadas, etc.).
Gregor Mendel
El
análisis de los resultados obtenidos permitió a Mendel concluir
que, mediante el cruzamiento de razas que difieren al menos en dos
caracteres, pueden crearse nuevas razas estables (combinaciones
nuevas homocigóticas). Pese a que remitió sus trabajos con
guisantes a la máxima autoridad de su época en temas de biología,
W. von Nägeli, sus investigaciones no obtuvieron el reconocimiento
hasta el redescubrimiento de las leyes de la herencia por parte
de Hugo
de Vries,
Carl E. Correns y E. Tschernack von Seysenegg, quienes, con más de
treinta años de retraso, y después de haber revisado la mayor parte
de la literatura existente sobre el particular, atribuyeron a Johan
Gregor Mendel la prioridad del descubrimiento.
Las
leyes de Mendel
Las
leyes mendelianas de la herencia establecen la forma en que se
transmiten ciertos caracteres de los seres orgánicos de una
generación a otra. Mendel formuló estas leyes a partir de una serie
de experimentos realizados entre 1856 y 1865 que consistieron en
cruzar dos variedades de guisantes y estudiar determinados rasgos: el
color y la ubicación de las flores en la planta, la forma y el color
de las vainas de guisantes, la forma y el color de las semillas y la
longitud de los tallos de las plantas.
El
método que utilizó Mendel fue transferir el polen (células
sexuales masculinas) del estambre (órgano reproductor masculino) de
una planta de guisantes al pistilo (órgano reproductor femenino) de
una segunda planta de guisantes. Como ejemplo de estos experimentos,
supongamos que se recoge el polen de una planta de guisantes con
flores rojas y se fecunda con él una planta de guisantes con flores
blancas. El objetivo de Mendel era saber de qué color serían las
flores de la descendencia de estas dos plantas.
En
una segunda serie de experimentos, Mendel estudió los cambios que se
producían en la segunda generación. Es decir, supongamos que se
cruzan dos descendientes del primer cruzamiento rojo/blanco. ¿Qué
color tendrían las flores en esta segunda generación de plantas?
Como resultado de sus investigaciones, Mendel definió tres leyes
generales sobre la forma en que se transmiten los rasgos de una
generación a la siguiente en las plantas de guisantes.
La
primera ley de Mendel es denominada ley de los caracteres dominantes
o de la uniformidad de los híbridos de la primera generación
filial. Si se cruza una línea pura de guisantes de semilla lisa con
otra de semilla rugosa, los individuos de la primera generación
filial o F1 son
todos uniformes; en este caso se parecen todos a uno de los
progenitores, el de semilla lisa. El mismo Mendel
denominó dominante al
carácter que prevalece en el híbrido, y recesivo al
que no se manifiesta en él. Posteriormente se vio que la dominancia
es un hecho común pero no universal. Muchas veces hay herencia
intermedia, porque
los híbridos presentan un aspecto intermedio. En otros casos, la
situación es de codominancia.
La
segunda ley es la ley de la segregación. Si se plantan las semillas
de los híbridos de la primera generación filial (F1)
y se deja que se autofecunden, se obtiene la segunda generación
filial o F2,
pudiéndose observar que la proporción entre lisas y rugosas es de
3:1, en el caso de monohibridismo con dominancia. Dicho de otro modo,
aparecen en la generación siguiente tres cuartas partes de la
descendencia con el carácter dominante (semilla lisa) y una cuarta
parte con el carácter recesivo (semilla rugosa). En los casos de
monohibridismo con herencia intermedia y de codominancia hay tres
tipos de individuos similares a un progenitor, en la proporción de
1:2:1.
Segunda ley de Mendel: con dominancia (izq.) y con herencia intermedia (der.)
En
la época de Mendel no se conocía la biología molecular; lo que en
la actualidad se denomina gen es
lo que Mendel en su día denominó factor
hereditario:
una unidad biológica responsable de la transmisión de rasgos
genéticos. Mendel supuso que los caracteres alternativos están
determinados por estos "factores hereditarios", que se
transmiten a través de los gametos, y que cada factor puede existir
en dos formas alternativas o alelos (liso/rugoso,
rojo/blanco...); supuso asimismo que cada individuo posee dos genes
para cada carácter. Se denomina homocigoto al
individuo que tiene dos alelos idénticos para un determinado
carácter, y heterocigoto al
que los tiene distintos. De la reaparición de los caracteres de los
progenitores en la segunda generación, Mendel concluyó la ley de la
segregación, que
postula que los dos factores (genes) para cada carácter no se
mezclan ni fusionan de ninguna manera, sino que se segregan en el
momento de la formación de los gametos.
La
tercera ley, llamada ley de la transmisión independiente o de la
independencia de los caracteres, postula
que los genes para distintos caracteres se heredan de forma
independiente. Puede servir de ilustración el experimento en que
Mendel cruzó plantas de semillas lisas y amarillas y plantas de
semillas rugosas y verdes. Después de una primera generación filial
en que todos los individuos híbridos son uniformes porque repiten
las características del progenitor doble dominante, la segunda
generación se compone de cuatro clases de individuos (liso y
amarillo, liso y verde, rugoso y amarillo, y rugoso y verde) en una
proporción de 9:3:3:1. Esta ley se deriva del hecho de que Mendel
estudió, sin saberlo, caracteres libres; no tiene valor universal,
porque muchos caracteres están ligados a otros y su segregación no
es independiente, como puede constatarse para los caracteres
diferentes que encierra un mismo cromosoma.
La
aplicación de las tres leyes de Mendel permite predecir las
características que presentará la descendencia de progenitores de
composición genética conocida. Supongamos una planta de guisantes
en la que ambos alelos del gen para el color de la flor llevan el
código rojo. Una manera de representar esta situación es escribir
RR, lo que indica que ambos alelos (R y R) tienen el código de color
rojo. Sin embargo, otro gen podría tener una combinación diferente
de alelos, como ocurre en Rr. En este caso, R significa color rojo, y
r "color no rojo" o, lo que es lo mismo, "color
blanco"; la flor será roja porque, por la primera ley, el
carácter dominante se impone al recesivo.
Fuente:
http://www.biografiasyvidas.com/monografia/darwin/evolucion.htm
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