TEMA 6. LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA

1. El origen de la vida

En todas las culturas, el origen de la vida tuvo una explicación cuyo denominador común era la intervención divina.
El primer intento de explicación racional lo dio Aristóteles en el siglo IV a.C con la Teoría de la generación espontánea: los seres vivos nacen espontáneamente de la materia orgánica en descomposición.
En el siglo XVII esta teoría empezó a ser cuestionada y fue refutada por el médico italiano Francesco Redi, que realizó los primeros experimentos científicos para demostrar que la idea del origen de la vida planteada por Aristóteles era falsa.
Louis Pasteur, dos siglos más tarde,demostró de manera concluyente que la generación espontanea no existe y que, por tanto, todos los seres vivos solo proceden de otros seres vivos predecesores.

A principios del siglo XX el ruso Oparin  y el británico Haldane propusieron de forma independiente una teoría sobre el origen de la vida: las primeras moléculas orgánicas se formaron a partir de los gases de la atmósfera primitiva por efecto de las descargas eléctricas de las tormentas y de la luz ultravioleta del Sol. Teoría quimiosintética de la vida. 

En 1953, el científico norteamericano Stanley Miller comprobó experimentalmente las primeras etapas de la teoría de Oparin y Haldane. Se consiguió formar en el laboratorio compuestos precursores de la mayoría de las biomoléculas.

Se cree que las biomoléculas se acumularon durante millones de años en los océanos formando la sopa primitiva hasta que, en algún momento, una biomolécula fue capaz de hacer copias de sí misma, es decir, de reproducirse. Posteriormente, las biomoléculas se unieron y encerraron en pequeñas gotas (coacervados) hasta dar lugar a las primeras células. 

2. Principales teorías evolutivas 

La evolución biológica es la transformación gradual y progresiva de formas de vida primitivas en otras más diferenciadas y complejas.


Hasta el siglo XIX prevalecían las teorías fijistas, que fueron sustituidas por teorías evolucionistas aceptadas en la actualidad.

TEORÍAS FIJISTAS

Teoría fijista o creacionista. Las especies son invariables y se crearon al principio de los tiempos. Los fósiles son caprichos de la naturaleza sin relación con los seres actuales.

Teoría de las creaciones sucesivas o teoría catastrofista. Los seres vivos son producto de actos creadores seguidos de aniquilaciones catastróficas.A lo largo de la historia de la tierra han tenido lugar catástrofes naturales que han causado la extinción súbita de especies que se habían mantenido sin cambiar durante mucho tiempo. Tras la desaparición de estas especies habrían tenido lugar otras creaciones.

A finales del silgo XVIII algunos naturalistas apuntan a la idea de que las especies experimentaban variaciones, e incluso, que algunas habían desaparecido. Estas ideas tendrían una gran influencia en posteriores naturalistas como Lamarck y Darwin. 

TEORÍAS EVOLUCIONISTAS

Teoría de Lamarck o teoría de los caracteres adquiridos (s. XVIII). Las distintas especies del planeta han ido surgiendo por adaptación a los diferentes ambientes. Sus puntos fundamentales son: 

• La función crea al órgano. los seres vivos desarrollan los órganos que más utilizan y se origina una atrofia de los órganos menos usados.
• Los órganos o caracteres adquiridos durante la vida se heredan. las características adquiridas por un individuo a lo largo de su vida son transmitidas a los descendientes y con el tiempo se van produciendo cambios o transformaciones graduales que van modificando las especies. 

Esta teoría es errónea, ya que la demostración de su punto clave, la herencia de los caracteres adquiridos, ha fracasado rotundamente, ya que solo se heredan aquellos cuya información se encuentra en los genes. 

En la segunda mitad del siglo XIX, Darwin y Wallace dan a conocer la teoría que fundamenta la base de la explicación del proceso de la evolución biológica: el darwinismo o teoría de la evolución por selección natural.

La teoría de la selección natural fue presentada en 1858 por Charles Darwin y Alfred Rusell Wallace, y desarrollada por el primero en la obra El origen de las especies. 

Ideas básicas del darwinismo:

• Existe gran variabilidad entre los individuos de una misma población. La mayoría de estos caracteres son heredables.
• Existe una lucha por la supervivencia, entre los miembros de la especie se produce una competencia para obtener alimentos y reproducirse.
• El medio selecciona a los organismos mejor adaptados. Los individuos que presenten alguna variación que les confiera alguna ventaja son los que sobreviven en un ambiente adverso.
• Las especies evolucionan. Los individuos mejor adaptados son los que se reproducen y transmiten sus caracteres más ventajosos a la descendencia. Las variaciones se van acumulando y de forma continua y gradual se originan nuevas especies.

NUEVAS TEORÍAS EVOLUCIONISTAS

El neodarwinismo nació a principios del siglo XX al unirse la teoría darwinista de la selección natural con los conocimientos aportados por la Genética y otras ciencias biológicas. Esta teoría afirma que:

• La variabilidad biológica observada por Darwin se debe a las mutaciones y a la recombinación genética que se produce durante la meiosis.
• La selección natural actúa sobre la variabilidad genética. La selección natural tiende a eliminar los fenotipos menos ventajosos preservando los más ventajosos.
• La evolución se produce gradualmente.
• La unidad evolutiva no es el individuo sino la población.

La selección natural no está guiada por ningún objetivo, sino que actúa según las características del ambiente en cada momento. 

Darwin y los neodarwinistas coinciden en el gradualismo, que defiende una evolución gradual y continuada en el tiempo. 

Otros autores postulan el saltacionismo, que propone largos períodos de estabilidad (millones de años) cortados por fases breves (miles de años) de cambios en que surgen numerosas novedades evolutivas. La ausencia de pasos intermedios en el registro fósil, que los darwinistas atribuyen a un registro fósil incompleto, corresponde a la falta real de estas formas intermedias.

Origen de las especies

3. Pruebas de la evolución

 Existen muchas evidencias o pruebas que demuestran que todos los seres vivos tienen un origen común.

A. PRUEBAS ANATÓMICAS.

Se basan en el estudio de diferencias y similitudes que  presenta un mismo órgano en distintas especies con el fin de comprobar posibles relaciones de parentesco.

• Órganos homólogos. Tienen un mismo origen. Estructura interna semejante, adaptados a realizar funciones diferentes. Ejemplo: las extremidades de los vertebrados.

• Órganos análogos. Desempeñan la misma función pero tienen un origen distinto.
  
   B. PRUEBAS BIOGEOGRÁFICAS.

Se fundamenta en la distribución geográfica. Los individuos que viven en poblaciones aisladas tienen mayor probabilidad de evolucionar hacia formas distintas.

 C. PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS.

Se basan en el estudio comparado del desarrollo embrionario de distintas especies para deducir parentescos evolutivos entre los organismos.

D. PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS.

Se basan en el estudio comparativo de fósiles.

E.  PRUEBAS MOLECULARES.

La biología molecular aporta evidencias a favor de la evolución de los organismos:

•  Uniformidad en la composición química de los seres vivos. Cuanto mayor es el parentesco evolutivo entre dos especies, más parecidas son a nivel molecular.

• Secuencias de proteínas y ADN. Cuanto menor es el número de diferencias detectadas, mayor será el parentesco entre dichas especies.

EL ORIGEN DE LA ESPECIE HUMANA

Las características que diferencian a nuestra especie del resto de los primates es el resultado de un largo proceso evolutivo llamado hominización.

EL PROCESO DE HOMINIZACIÓN

La hominización se caracteriza por cambios anatómicos, cambios reproductivos y en el desarrollo, y cambios genéticos.

Cambios anatómicos

·      Adquisición de una postura bípeda o erguida.

El bipedismo conlleva unos cambios corporales que afectan al esqueleto. La columna vertebral adquiere forma de "S", la pelvis se acorta y ensancha, y las extremidades inferiores se alargan. El dedo pulgar del pie deja de ser oponible.

·      Cambio de función de las extremidades.

Con el bipedismo, las manos se liberan y pueden ser usadas para agarrar utensilios, alimentos y crías.

Las manos ganan movilidad, adquieren más precisión y se transforman en un órgano manipulador y prensil: pasan de ser unas pinzas de presión a ser de precisión.

Las extremidades inferiores se destinan únicamente a actividades locomotoras.

·      Remodelación del rostro y la dentición.

Como consecuencia de la diversificación de la dieta, que tiende a ser omnívora e incluye la preparación y el cocinado de los alimentos, las piezas dentarias sufren menos desgaste y van reduciendo progresivamente su tamaño.

Desarrollo del encéfalo y el lenguaje

La zona facial y la mandíbula inferior se reducen, por lo que el cráneo pierde robustez y aumenta la capacidad craneal.

·      Adquisición de una mayor complejidad del encéfalo.

La capacidad craneal aumenta progresivamente, por lo que aumenta el número de neuronas.

El desarrollo cerebral se asocia con una gran variedad de funciones, como la conciencia, la memoria, los sentimientos, la imaginación y la creatividad.

 

·      Aparición y desarrollo del lenguaje.

Es el mayor hito de la evolución humana. Permitió la transmisión de ideas y de conocimientos entre individuos.

 

Cambios reproductivos y en el desarrollo

Los cambios más importantes son:

·      El sexo, diferenciado de los otros animales.

La desaparición del celo, que permitió un número progresivamente más grande de contactos sexuales y una mayor fertilidad de las hembras. Además, la gran variabilidad de gametos resultante del proceso de recombinación génica ha favorecido la diversidad de individuos y la capacidad de adaptación a unas condiciones ambientales cambiantes.

·      Un largo periodo de maduración.

Las crías nacen indefensas y necesitan atenciones y cooperación entre individuos adultos para proporcionarles alimento y defensa.

 

Cambios genéticos

La especie humana posee en común con los chimpancés más del 98% del ADN.

Algunas otras diferencias son el número de cromosomas (46 en la especie humana y 48 en el chimpancé), telómeros más cortos en los humanos y grandes diferencias en el cromosoma Y.

LA EVOLUCIÓN DE LA ESPECIE HUMANA

La evolución de la especie humana NO es un PROCESO LINEAL, el proceso evolutivo de la especie humana es un complejo entramado con numerosas ramificaciones encadenadas.

En el estudio del proceso evolutivo de la especie humana se pueden establecer tres etapas: los preaustralopitecos, los australopitecos y el género Homo.

EL género Homo surgió hace 2,5 millones de años y las especies que incluye, a excepción del Homo sapiens, se han extinguido.

Las especies más representativas del género Homo son las siguientes:

1. Homo habilis (2,3-1,6 m.a.) vivió en África. Vivía en espacios abiertos y fabricaba utensilios.

2. Homo erectus (1,8 m.a hasta 100.000 años). Abandonó África. Controlaba el fuego.

3. Homo antecesor. Descubierto en Atapuerca (Burgos).Considerado el homínido más antiguo de Europa.

4. Homo hidelbergensis (600.000- 160.000 años). Fuerte y alto. Fabricaba lanzas.

5. Homo neanderthalensis (300.000 - 28.000 años). Recolector, cazador y pescador. Se mezcló con los denisovanos  (neandertales asiáticos)

6. Homo sapiens. Es el ser humano moderno. Se mezcló en diferentes momentos neandertales y denisovanos por lo que parte del ADN de estas especies se encuentra en nuestro genoma.

Paleogenómica.

Es una disciplina nueva que se encarga del estudio del ADN antiguo y que ha revolucionado el conocimiento de la evolución humana en los últimos años.