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CAPÍTULO 13 EVOLUCIÓN: HISTORIA DE LA TEORÍA Y SUS EVIDENCIAS Tenía dos objetivos en mente: en primer lugar, mostrar que las especies no habían sido creadas por separado y, en segundo lugar, que la selección natural había sido el principal agente de cambio... Por consiguiente, si he errado en haber exagerado su poder (el de la selección natural), espero al menos haber hecho un buen servicio al ayudar a desmontar el dogma de las creaciones separadas. Charles Darwin BIOLOGÍA EN CONTEXTO SOCIAL La controversia en torno de la enseñanza de la teoría evolutiva En el transcurso del siglo xx, la teoría de la evolución se fue constituyendo en el pilar central del pensamiento biológico con temporáneo. Al mismo tiempo llegó a ser aceptada por la mayor parte de los pensadores cristianos. Pese a ello, en algunos países, una pequeña minoría de cristianos fundamentalistas bíblicos ha impulsado proyectos de leyes antievolucionistas, tendientes a prohibir la enseñanza de la evolución en las escuelas públicas. En la década de 1920, cuatro estados norteamericanos (Arkan- sas, Mississippi, Oklahoma y Tennessee), aprobaron leyes de este tipo. La película Heredarás el viento, escrita en 1951 y estrenada en Nueva York en 1955, testimonia un caso real ocurrido en el es tado de Tennessee. En esa oportunidad, un profesor de enseñanza media fue juzgado y condenado por haber violado la ley estatal que prohibía la enseñanza de la evolución. Su fiscal, William Bryan, un demócrata, tres veces candidato a la presidencia de los Estados Unidos, había declarado: "Expulsaremos el darwinismo de nues tras escuelas”. Por fortuna, en 1968 el Tribunal Supremo de los Estados Uni dos declaró anticonstitucionales las leyes que proscribían la ense ñanza de la evolución en las escuelas públicas. A partir de ese momento algunos fundamentalistas cambiaron de táctica y pasaron a impulsar proyectos de ley que imponían la enseñanza de la "ciencia de la evolución” junto con la llamada ciencia de la creación”, y así lograron que, en 1981, se aprobaran decretos que promovían lo que se denominó “tratamiento com pensado” en referencia a la obligación de enseñar ambas postu ras. Luego de una dura batalla intelectual y legal, esos decretos fueron derogados por el Tribunal Supremo en 1985, al considerar que “violan el requisito constitucional de separación de la Iglesia y el Estado” Sin embargo, a fines de la década de 1980, la polémica se reins taló. En 1989 se publicó un libro destinado a la escuela pública (O f Pandas and People) cuya pretensión era corregir los errores y las debilidades de la teoría evolutiva al partir de un punto de vista dogmático y con apoyo en distorsiones de los principios bá sicos de la biqlogía. En ese libro se defiende la idea de que una "inteligencia” desconocida es responsable del orden, el propósito y el diseño de la naturaleza. A partir de su publicación, un nuevo movimiento antievolucionista fue expandiendo su influencia en diversos estados de los Estados Unidos, de nuevo con la exigencia de un "tratamiento compensado” de la teoría de la evolución jun to con una interpretación alternativa, a la que se denominó “teo ría del diseño inteligente”. Quienes promueven esta última visión instan a los estudiantes y a los docentes a buscar supuestas debi lidades en la teoría evolutiva, sobre la base de afirmaciones que contienen graves errores conceptuales. El 4 de marzo de 2005, el presidente de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Uni dos, Bruce Alberts, envió una carta a la comunidad académica en la que alerta a los docentes sobre esta situación y los llama a con tribuir y sumar esfuerzos para defender la enseñanza de la ciencia contra el avance de posiciones oscurantistas. Sin embargo, ese mismo año el Consejo de Educación del estado norteamericano https://booksmedicos.org ¿ M f * de Kansas aprobó planes de estudio que cuestionan la evolución. Por seis votos contra cuatro este consejo aprobó, por ejemplo, la recomendación de que en las escuelas se enseñe “la polémica pú blica y científica" acerca del origen de la vida, con la suposición de que se trata de una controversia válida en el campo de las ciencias y pretendiendo dar al creacionismo el rango de teoría. Sin embargo, estos debates recurrentes no se presentaron sólo en los Estados Unidos. Por ejemplo, en 2004 en Italia, el Primer Ministro Silvio Berlusconi había dispuesto que la teoría de la evo lución no se enseñara a los alumnos de 13 y 14 años. En realidad, ya dos años antes, en algunos estados italianos se había prohibido enseñar la teoría evolutiva y, en ese momento, muchos profesores que continuaron enseñándola fueron expulsados de las institu ciones. Una vez retirada de los programas escolares la teoría de la evolución, había sido reemplazada por la narración bíblica de la creación del universo. La reacción de la comunidad científi ca italiana y también de profesores de escuelas fue inmediata. A través de un llamamiento que recogió a más de 50.000 firmantes sostuvieron que eliminar de los programas escolares la historia evolutiva del hombre y su relación con otras especies “representa para los jóvenes de 13 y 14 años una limitación cultural y una re nuncia a desarrollar la curiosidad científica y la apertura mental’’. Este movimiento hizo retroceder a las autoridades y restituir los contenidos al currículo. En 2010, el jefe científico del Ministerio de Educación de Israel generó también una fuerte reacción de la comunidad científica al declarar que “si los libros de texto enseñan de manera explíci ta que el origen del ser humano se encuentra en los monos, me gustaría que se enseñara a los estudiantes a seguir y valorar otras opiniones. Existen muchas personas que no creen que la evolu ción sea la explicación correcta”. Durante los debates de la década de 1980, el paleontólogo estadounidense Stephen J. Gould (1941-2002) sostenía “puedo imaginar observaciones y experimentos que refutarían cualquier teoría evolutiva que conozca, aunque no puedo imaginar qué da tos potenciales podrían llevar a los creacionistas a abandonar sus convicciones. Los sistemas imbatibles son dogmas, no ciencia.’’ No obstante, la discusión no cesa... En este capítulo consideraremos los antecedentes históricos de la teoría de la evolución y las principales fuentes teóricas y evidencias que llevaron a Darwin a concebir las ideas que constituyen los pilares de la teoría evolutiva contemporánea. Asimismo, se expondrán las diversas fuentes de evidencia que durante la segunda mitad del siglo xix contribuyeron a fortalecer las interpretaciones de Darwin. El viaje de Darwin a bordo del Beagle representó un hecho funda mental en la historia de la ciencia. Dos décadas más tarde, la teoría de Darwin acerca de la evolución se convirtió en el marco teórico unificador más importante de las ciencias biológicas ( ). Sin embargo, este naturalista no fue el primero en proponer que los organismos cambian a través del tiempo. Para comprender el sig nificado y la importancia de la teoría de Darwin, es necesario reco rrer de modo breve las etapas más relevantes por las que atravesó el pensamiento evolutivo en términos históricos. En este recorrido, nos centraremos en el análisis de la relación existente entre las principales ideas acerca de la naturaleza y el entorno cultural en el que fueron planteadas. Existe una amplia gama de representaciones sobre los orígenes de la vida y de la diversidad biológica que forman parte del acervo cultu ral de diversos pueblos de Oriente y Occidente. En este caso, nos cen traremos en el análisis de las ideas más representativas de la cultura griega y de aquellas que predominaron en Europa en los albores de la biología durante los siglos xvm y xix, dado que pueden considerarse como antecedentes de la moderna teoría de la evolución. EL CAMINO HACIA LA TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN Ideas evolutivas en la Grecia antigua La idea de que los organismosevolucionan -o cambian- a través del tiempo y de que un tipo de organismo da origen a otro es en ver dad antigua. Por ejemplo, ciertos autores interpretan que la escuela TIENEN UNA HISTORIA. Los osos po la res, al igual m u c h o s o tro s m a m ífe ro s y aves d e l Á rt ic o , so n n o ta b le s p o r su c o lo ra c ió n críptica. Bjl rea lid ad , los p e lo s d e l o so p o la r so n In co lo ro s ; se ve n b la n c o s p o r la re fra c c ió n d e la luz (d m is m o fe n ó m e n o q u e h ac e q u e u na n u b e se vea b lan ca ). Estos p e lo s so n duros, brillaj1" te s y hue co s , d e m o d o q u e p u e d e n p e rm a n e c e r e re c to s , n o se a p e lm a z a n c u a n d o están m o ja d o s , y e l a n im a l p u e d e d e s p re n d e rs e c o n fa c ilid a d d e l agu a al sacud irse , l in a capí d e grasa d e hasta 10 c m d e g ro so r, q u e se e n c u e n tra d e b a jo d e la p ie l, a c tú a co m o ma te r ia l a is lan te . A d ife re n c ia d e sus p a r ie n te s ce rca no s, los o sos p a rd o s o m n ív o ro s , los osos p o la re s t ie n e n u n s is tem a d ig e s t iv o e s p e c ia liz a d o e n una d ie ta casi e x c lu s iv a m e n te carní vo ra , c o n s titu id a d e m o d o fu n d a m e n ta l p o r grasa d e focas. Los osos p o la re s divergieron d e los osos p a rd o s e n é p o c a s rec ien te s . La ra p id e z c o n la cu a l se a d a p ta ro n a la v id a en el Á r t ic o se a tr ib u y e a la In te n sa p re s ió n s e le c tiv a d e es te a m b ie n te p o c o hosp ita la rio . 1 k https://booksmedicos.org 2 3 5| EVOLUCIÓN: HISTORIA DE LATEORÍA Y SUS EVIDENCIAS iENTACIÓN DE LA CONCEPCIÓN DE ARISTÓTELES. S e g ú n un o rdenam ien to je rá rq u ic o , los seres v iv o s m ás s im p le s c o m o los g u s a n o s o c u p a b a n el peldaño más b a jo , e l h o m b re se e n c o n tra b a e n e l p e ld a ñ o s u p e rio r, y to d o s los o tro s seres v ivos c o m o las aves, los re p tile s y los m o n o s e s ta b a n en lu ga re s In te rm e d io s e n tre estos e xtrem os. fundada por el filósofo griego Anaximandro (611-547 a. C.) ya tenía una concepción del mundo en la que el origen y la transformación de las formas de vida eran el resultado de procesos naturales. Sin embargo, esta idea era en gran medida desconocida en Europa en el momento en que la ciencia de la biología comenzó a tomar forma. Más de un siglo después de Anaximandro, también en la polis griega, Aristóteles (384-322 a. C.) propuso que todos los seres vivos podían ser ordenados en una jerarquía que se conoció como la Scala naturae, o Escala de la naturaleza. En esta escala las “criaturas” más simples eran situadas en una posición humilde, en el peldaño más bajo, el humano ocupaba el peldaño más alto, y todos los otros orga nismos se encontraban en lugares intermedios entre estos extremos (fig- 1' 2). Este ordenamiento no involucraba la idea de que existie ran relaciones de descendencia entre las diferentes producciones na turales, sino que se correspondía con una concepción de naturaleza plena” en la que no existían discontinuidades. Para Aristóteles, los seres vivos habían existido desde siempre y tal como se los conocía. Muchos siglos más tarde, las ideas de Aristóteles llegarían a influir de manera profunda el pensamiento de importantes naturalistas euro peos. Esta arraigada concepción, que resultó predominante durante varios siglos, es una de las principales justificaciones del largo tiempo transcurrido hasta que la evolución comenzó a considerarse como la representación más fiel de la historia de la vida en la Tierra. Ideas evolutivas en la Modernidad tos p r i m o s posos de la idea de cambio biológico En Occidente, durante todo el Medioevo y hasta bien entrada la Modernidad, no se concebía que las formas de vida pudieran cambiar a través del tiempo. Hasta fines del siglo xvm , muchos naturalistas Pensaban que la jerarquía propuesta por Aristóteles representaba, en efecto, un orden natural. Sin embargo, mientras para Aristóteles los organismos vivos habían existido desde siempre, los naturalistas pos- eriores -a l menos los del mundo occidental- estimaban, de acuerdo con las enseñanzas del Antiguo Testamento, que todos los seres vivos eran producto de la creación divina. Ellos sostenían, además, que la mayoría de esos seres vivos existían de modo exclusivo para el servi cio o el mero placer de la humanidad, y que cada especie había sido creada de forma especial para una forma de vida particular y ubicada en la localidad para la cual era adecuada. Esta concepción, a la que se denominó “creación especial”, estaba muy generalizada e implica ba también la creencia de que cada tipo de ser vivo surgió tal como se los conocía, es decir, que desde su creación habían permanecido sin cambio alguno. La fuerza de esta concepción no radicaba sólo en la decisión de adoptar un dogma de fe, sino también en la aparente evidencia percibida mediante los sentidos. En efecto, las especies pa recían no registrar grandes modificaciones a lo largo de la vida de un ser humano. Sin embargo, en el siglo xvm , esa certeza comenzó a ser cuestio nada. El naturalista francés Georges-Louis Leclerc, conde de Buffon (1707-1788), fue uno de los primeros en proponer que las especies podrían sufrir cambios en el curso del tiempo. Sugirió que, además de las numerosas criaturas producidas por la creación divina en el comienzo del mundo, “hay familias menores concebidas por la natura leza y producidas por el tiempo’’. Sin embargo, producto de la influencia de su entorno cultural y su origen social, Buffon interpretaba que estos cambios representaban un proceso de degeneración: cambiar implica ba degenerar. Buffon resumió esta idea diciendo: el mejoramiento y la degeneración son una misma cosa, dado que ambas implican una alteración en la constitución original’’. Buffon pertenecía a la nobleza y, en esa época, las influencias de la Biblia y los temores de la aristo cracia hacia una clase social burguesa en ascenso, que amenazaba la continuidad del sistema monárquico, podrían explicar, al menos en parte, que este naturalista no viera de manera optimista la idea de “cambio” La hipótesis de Buffon, aunque era vaga respecto de cómo podían ocurrir las transformaciones en las especies, intentaba esta blecer alguna explicación para la desconcertante variedad de criatu ras vistas por el mundo moderno. Entre los que dudaban de que las especies se mantienen iguales a través del tiempo se encontraba Erasmus Darwin (1731-1802), abuelo de Charles. Erasmus era médico, naturalista y escritor pro- lífico, y reflexionó sobre temas de botánica y zoología. Sugirió, fundamentalmente en acotaciones y notas al pie de página, que las especies tienen conexiones históricas entre sí, que los animales pue den cambiar en respuesta a su ambiente y que su progenie puede heredar estos cambios. Sostenía, por ejemplo, que un oso polar es un oso "comyn” que por vivir en el Artico se ha modificado y ha pasado estas modificaciones a sus oseznos Si bien estas ideas no fueron formuladas de manera sistemática, resultan relevantes debi do a que pueden haber inspirado las interpretaciones de su nieto. Si bien Charles refiere haber desestimado las ideas de su abuelo debido a que las consideraba muy especulativas, algunos historiadores de la ciencia consideran que pueden haber tenido una influencia signifi cativa en su pensamiento. Las ideas de cam bio en geología Fueron los geólogos, más que los biólogos, quienes prepararon el camino para la teoría moderna de la evolución. El escocés James Hutton, por ejemplo, propuso que la Tierra había sido moldeada por procesos lentos y graduales: el viento, el clima y el fluir del agua, los mismos procesos que pueden verse en acción en el mundo actual ( ). La teoría de Hutton, conocida comouniformismo y dada a co nocer en 1788, es un antecedente importante de la idea de evolución biológica por tres razones: https://booksmedicos.org 2 3 6 SECCIÓN ¡ EVOLUCIÓN F ig . 1 3 -3 . A S P E C T O D E L A F L O R A M IE N T O DE R O C A S EN L A G A R G A N T A D E O L - En e s te a flo ra m ie n to p u e d e n a p re c ia rs e c o n c la r id a d d ife re n te s e s tra to s d e la s u p e r f ic ie te rres tre . El tra b a jo d e los g e ó lo g o s , q u e d e s c u b r ie ro n q u e cada e s tra to c o n t ie n e sus p ro p io s fós iles, fu e Im p o r ta n te e n e l d e s a rro llo d e la te o ría e v o lu t iv a . Los e s tra to s d e O ld u v a i h an p ro p o rc io n a d o to d a u na se rle d e fó s ile s q u e c o n tr ib u y e ro n a d e s c ifra r la e v o lu c ió n h u m a n a . 1. Implicaba que la Tierra tiene una larga historia, lo cual era una idea nueva para los europeos del siglo xvm . Los teólogos cristianos, al contar las generaciones sucesivas desde Adán, tal como las regis tra la Biblia, habían calculado que la edad máxima de la Tierra era de unos 6.000 años. Según sabemos, nadie, desde los discípulos del filósofo Anaximandro, cuya escuela sostenía que la Tierra era infinitamente vieja, había pensado en términos de un tiempo m a yor. Es evidente que seis mil años es muy poco tiempo para la ocu rrencia de los grandes cambios evolutivos necesarios para explicar el origen de toda la biodiversidad, más allá de cuál fuera la teoría propuesta. 2. El uniformismo afirmaba que el cambio es en sí el curso normal de los acontecimientos, en oposición a la idea de un sistema estático, in terrumpido por un hecho ocasional e inusual, tal como un terremoto. 3. Si bien esto nunca se dijo de manera expresa y clara, el unifor mismo sugería que podría haber alternativas a la interpretación literal de la Biblia. Al mismo tiempo, durante la última parte del siglo x v i i renació el interés por la interpretación de las evidencias de las formas de vida que habitaron la Tierra en el pasado, es decir, por los fósiles. El anatomista y naturalista danés Nícholas Steno (1638-1686) trató de comprender la na turaleza y los procesos de formación de los fósiles. Por medio de diseccio nes de organismos actuales realizó comparaciones y arribó a la conclusión de que los fósiles eran restos de animales y plantas que habían sido arras trados y enterrados durante el diluvio universal. Esto justificaba que se ha llaran fósiles de organismos marinos en regiones montañosas. El científico inglés Robert Hooke (1635-1703) arribó a una conclusión similar. En esa etapa, la ciencia de la Tierra comenzaba a transformarse en un estudio del cambio de la vida a través del tiempo, más que en un mero catalogar los tipos de rocas. Así, la comprensión de la historia de la Tierra quedó ligada de manera íntima a la posibilidad de recons truir la historia de los organismos vivos. Las ideas catastrofistas Aun cuando la revolución en la geología iba preparando el cami no, los tiempos no estaban maduros para una revolución paralela en F ig . 1 3 -4 . D IB U J O D E U N M A S T O D O N T E R E A L IZ A D O P O R G E O R G E S CUVIER. $, b ie n C u v ie r era u n o d e los e x p e r to s m u n d ia le s e n la re c o n s tru c c ió n d e an im a les extin g u id o s a p a r t ir d e sus res tos fós iles, fu e u n p o d e ro s o o p o s ito r a las ideas evo lucion istas.! la biología. En la actualidad, consideramos que la paleontología está muy íntimamente conectada con la teoría de la evolución, aunque no fue así en los inicios de esta disciplina científica. En el siglo xix Geor- ges Cuvier, naturalista conocido como “padre de la paleontología", era un influyente y firme adversario de las ideas evolucionistas. Si bien reconocía el hecho de que muchas especies habían dejado de existii; explicaba que las extinciones se habían producido por una serie de catástrofes. Después de cada catástrofe, nuevas especies establecidas por sucesivas creaciones divinas “llenaban” los lugares que habían quedado vacantes ( ). Otro de los principales opositores a las teorías de la evolución, Louis Agassiz (1807-1873), el principal biólogo de los Estados Unidos en el siglo xix, era aún más terminante. Según él, el registro fósil revelaba cincuenta a ochenta extinciones totales, seguidas de un número igual de creaciones nuevas e independientes. Sin embargo, la teoría catastrofista también tuvo sus detractores. Uno de ellos fue el naturalista francés J. B. Lamarck (1744-1829) (fig. I ), quien confrontó sus ideas con Cuvier y señaló la existencia de una continuidad en el registro fósil. Más tarde, el geólogo inglés Charles Lyell (1797-1875), retomando las ideas de Hutton, propuso 1 F ig . 1 3 -5 . J E A N -B A P T IS T E A N T O IN E PIERRE D E M O N E T , C A B A L L E R O 0 f M A R C K . https://booksmedicos.org EVOLUCIÓN: HISTORIA DE LA TEORÍA Y SUS EVIDENCIAS 237 una visión de cambio gradual y continuo para la historia de la Tierra, en claro contraste con el catastrofismo. las ¡deas de Lamarck El primer científico moderno que elaboró un conjunto de teorías explicativas de la evolución fue el francés J. B. Lamarck, quien en 1801 propuso que todas las especies -incluido el Homo sapiens- des cienden de otras especies más antiguas. Lamarck, a diferencia de la mayoría de los naturalistas de su época, se dedicó de modo exhausti vo al estudio y la clasificación de los organismos invertebrados, tanto actuales como fósiles. Sin dudas, fue su largo estudio de estas formas de vida -cuyo registro fósil es en especial com pleto- lo que lo llevó a considerar la idea de una complejidad en continuo aumento, en la que cada especie derivaba de una más primitiva y menos compleja. Lamarck notó que las rocas más antiguas por lo general contenían fósiles que representan formas de vida más simples. A partir de estas evidencias propuso que las formas más complejas habían surgido de las formas más simples por un proceso de transformación progresiva. En su hipótesis Lamarck sostenía que: . El ambiente cambia de forma constante y, al modificarse, plantea nuevos requerimientos a los organismos, que tratan de adecuarse a esos cambios. . Los organismos se transforman impulsados por un sentimiento interior. Este concepto expresaba el esfuerzo inconsciente y as cendente que, según Lamarck, impulsa a cada criatura viva hacia un grado de complejidad mayor. Así, por ejemplo, el camino de transformación de una ameba conducía finalmente hacia el hom bre. Algunos organismos podían quedar apartados, como el caso del orangután, que había sido desviado de su curso al ser atrapado por un ambiente desfavorable, si bien la “voluntad” estaba siempre presente. Debido a su constante complejización, la vida en sus for mas más simples estaba surgiendo de manera continua por gene ración espontánea ( ) a fin de llenar el vacío dejado en la base de la escala. En la formulación de Lamarck, la escala natural de Aristóteles, utilizando una metáfora actual, se había transformado en una especie de escalera mecánica en movi miento permanente que ascendía de modo constante, impulsada por el sentimiento interior. • Ley del uso y el desuso de los órganos y teoría de la herencia de los caracteres adquiridos. Según las exigencias del ambiente y debido a su uso o su desuso, los órganos en los seres vivos se hacen más fuertes o más débiles, más o menos importantes, y estos cambios adquiridos durante la vida de los individuos se transmiten de los padres a la progenie. Si bien Lamarck propuso una gran cantidad de ejemplos, que abarcaban incluso la propia evolución del hom bre, el que más trascendió es el famoso caso del cuello de las jirafas ( )■ Si bien nuestro conocimiento actual de la genética indica que sólo se heredan aquellos cambios que se producen en el material genético de las células reproductivas, los contemporáneosde Lamarck no ob jetaron sus ideas acerca de la herencia de los caracteres adquiridos, la cual constituía una teoría que en esa época gozaba de gran acep tación. Tampoco fue mayormente criticada su alusión a una “fuerza” interna, tal como la que sugiere el llamado “sentimiento interior” ya que, de hecho, este tipo de referencias eran frecuentes en las con cepciones de la época. No obstante, en su conjunto, estos postulados no suministraban un fundamento firme para sustentar la propuesta radical de que las formas más complejas evolucionan a partir de for mas más simples. Una de las principales fuentes de inspiración de las ideas de Darwin fue el pensamiento del Charles Lyell. En su viaje, Darwin llevó con sigo el primer volumen del libro del geólogo, Principios de Geología, que acababa de publicarse. Los volúmenes segundo y tercero le fue ron enviados durante su viaje en el Beagle. Basado en sus propias ob servaciones y en las de sus predecesores, Lyell se oponía a la teoría de las catástrofes y presentaba nuevas evidencias. De acuerdo con su manera de concebir el problema, el efecto lento, constante y acumu lativo de las fuerzas naturales había producido un cambio continuo en el curso de la historia de la Tierra. Debido a que este proceso es notablemente lento y sus resultados apenas visibles en el curso de una vida, las transformaciones debían de haber ocurrido durante un lapso muy prolongado. Lo que la teoría de Darwin necesitaba era “tiem po", y fue “tiempo” lo que Lyell le proporcionó. Según las palabras del , S e g ú n Lam arck , la jira fa m o d e rn a se o r ig in ó a p a r t ir d e a n te ce s o re s q u e e s tira ro n sus c u e llo s para a lc a n z a r las Hojas d e las ram a s m ás a ltas. Estos a n te ce s o re s tra n s m it ie ro n a su p ro g e n ie los c u e llo s m ás la rg o s a d q u ir id o s p o r e s t ira m ie n to y, a su vez, esta n u e va g e n e ra c ió n re p it ió e l p ro c e s o q u e así se suced ía y se a m p lif ic a b a a tra vé s d e las g e n e ra c io n e s . https://booksmedicos.org 238 IV | EVOLUCIÓN biólogo evolutivo Ernst Mayr, el descubrimiento de que la Tierra era antigua fu e la bola de nieve que dio comienzo al alud”. El viaje a bordo del Beagle El viaje a bordo del Beagle fue el hecho más importante en la vida Darwin, tal como él mismo lo expresó en su autobiografía. “Mirando atrás, puedo darme cuenta ahora de la forma en que mi devoción por la ciencia se fue imponiendo gradualmente al resto de mis aficiones. Durante los dos primeros años, mi vieja pasión por la caza sobrevivió prácticamente con toda su fuerza y cazaba yo mismo todos los pájaros y animales para mi colección. Sin em bargo, como la caza interfería con mi trabajo, y en especial con el estudio de la estructura geológica de cada región, fu i abandonando la escopeta progresivamente, hasta dejarla por completo y dársela a mi criado. Descubrí, aunque inconsciente e insensiblemente, que el placer de observar y razonar era mucho mayor que el que reside en la destreza y el deporte. El hecho de que mi mente se desarrolla ra por medio de las actividades que llevé a cabo durante la travesía adquiere verosimilitud por un comentario de mi padre, que era el observador más agudo que jamás haya visto, escéptico por natura leza y que estaba lejos de creer en la frenología; nada más verme después del viaje, se volvió hacia mis hermanas y exclamó: ‘Si le ha cambiado hasta la forma de la cabeza’”. Durante su largo viaje, Darwin pasó gran parte del tiempo en las costas de Sudamérica, visitó Australia y muchos archipiélagos del océano Pacífico. Desembarcó con frecuencia para hacer incursiones por el territorio interior y recoger muestras de animales y plantas de cada zona. Estos recorridos le permitieron apreciar una infinita va riedad de paisajes, plantas, animales y fósiles, cuyas características y distribución lo asombraron y le permitieron desarrollar nuevas ideas. • Darwin observó el paisaje geológico de Sudamérica y puso apru J ba el “uniformismo" de Lyell. Si la Tierra había sufrido cambios tan importantes, como prop0n¡ ' Lyell, ¿los seres vivos se habrían transformado de un modo similar? • En la Argentina, Darwin descubrió huesos fósiles de grandes mA míferos extintos. Estos fósiles eran similares a otros organismos que conforman la fauna actual de esa misma región. Encontró, por ejemplo, formas ex-i tinguidas de los armadillos, mucho mayores que las actuales, aunqiJ con un parecido estructural que resultaba asombroso ( -7) ¿Cómo podía explicarse el gran parecido existente entre los orga- nismos fósiles y algunas especies actuales? • Darwin observó la fauna de las islas Galápagos. Descubrió numerosas especies de pinzones y de tortugas caracterís ticas de cada isla. Asimismo, observó que las especies de las islas eran semejantes a las del continente más cercano y no a las de otras islas con condiciones similares. Los pinzones de las islas Galápagos son aves pe queñas y grisáceas. Darwin fue el primero en estudiarlas cuando visitó estas islas en 1835. Existen allí trece especies diferentes que pueden dis tinguirse principalmente por la forma o el tamaño del pico ( Estas especies no existen en ninguna otra parte del mundo o en el con tinente, que dista de las islas unos 1.000 km, sólo aparece una de ellas. ¿Por qué había un solo tipo de pinzón en el continente y trece tipos diferentes en las islas? ¿Por qué, si las condiciones ecológicas eran muy semejantes en las diferentes islas, cada una de ellas tenía sus pro pias y peculiares poblaciones de animales? ¿Por qué las especies délas islas se parecían a las del continente más cercano y no a las de otras islas que tenían condiciones ecológicas muy similares? (a) (b) Mastodonte Megaterio Gliptodonte _ Toxodonte Montevideo Gliptodonte Toxodonte Megaterio Caballo (diente) jMacrauquenia Fig. 13-7. DARWIN Y SUS HALLAZGOS DE IMPORTANTES FÓSILES DE n'lAMlJ 1) El m a p a m u e s tra a lg u n o s d e los re c o rr id o s q u e D a rw in r e * y los s itio s e n los q u e h a lló esos fós iles, (b) Restos fo s iliz a d o s d e G ly p to d o n , un a ™ !* re la c io n a d o c o n los a rm a d illo s d e n u e s tro s días. https://booksmedicos.org 13 | EVOLUCIÓN: HISTORIA DE LATEORlAYSUS EVIDENCIAS 2 3 9 |§y¡Hni I PINZONI / J .E x c e p to e l p in z ó n “c u rru c a " (C erfhí- ' l É H j S dea olivácea) to d a s las esp ec ie s se p a re c e n m u c h o e n tre sí. Los p á ja ro s so n C ? to d o s d e p e q u e ñ a ta lla , d e p lu m a je p a rd o o n e g ru z c o y c o n co las co rtas . Las d iferencias m ás n o ta b le s se e n c u e n tra n e n sus p icos, q u e va rían d e s d e p e q u e ñ o s y delgados hasta g ra n d e s y g ruesos . < D a r w in observó la variación geográfica de especies pertenecientes a u n mismo grupo. Al recorrer la pampa argentina, Darwin descubrió que, en diferen tes regiones geográficas, existían diversas formas de ñandúes. Cada zona estaba poblada por una forma característica, que no se apareaba libremente con otras ( ). ¿Por qué existían formas características de cada región? • Darwin se sorprendió ante la singularidad de la fauna de Australia. Frente a la notable variedad de marsupiales que conforman la fau na de Australia, y que ocupan numerosos nichos ecológicos, Darwin comenta: "Sydney, 1836: Estaba yo tumbado sobre una ribera soleada y reflexionaba acerca del extraño carácter de los animales de este país en comparación con los del resto del mundo. Un hombre que no cre yera más que en su propia razón bien podría exclamar: sin duda aquí han estado trabajando dos creadores distintos” ( ). ¿Por qué un dios racional podría querer crear tantos marsupiales en Australia, en una región en la que ni el clima ni la geografía sugie ren que las bolsas o los marsupios provean una ventaja en particular? La teoría de Darwin:muchas preguntas encuentran su respuesta Darwin era un lector asiduo y voraz. Poco después de regresar de su viaje se topó con un tratado sociológico breve, aunque muy co mentado, que había sido publicado en 1798. Este tratado fue escrito por el economista político inglés Thomas Malthus (1766-1834). En este ensayo, preocupado por la declinación del nivel de vida en la Inglaterra del siglo xix, Malthus advertía que la población humana estaba incrementándose con tanta rapidez que, en poco tiempo, sería imposible alimentar a todos los habitantes de la Tierra. Darwin pensó que la conclusión de Malthus, que indicaba que la disponibilidad de alimentos y otros factores limitan el crecimiento de la población, po dría ser válida para todas las especies, no sólo para la humana. En£/ origen de las especies, Darwin aporta un ejemplo: "El elefante es probablemente el animal que se reproduce más lentamente de todos los conocidos. Me he tomado el trabajo de calcular la progresión mínima probable del aumento natural del número de individuos a través del tiempo: al considerar que comienza a procrear a los treinta años, que continúa haciéndolo hasta los noventa y que sobrevive hasta los cien años, a lo largo de su vida fértil cada pareja procreará seis hijos. Si es tos descendientes y los de las siguientes generaciones se reproducen a su vez del mismo modo, después de un período de 740 a 750 años habría, : El ñ a n d ú p e t ls o o c h o lq u e (en la a c tu a lid a d , Pterocnemia pennata) se d is tr ib u y e e n la fra n ja c o rd ille ra n a d e l n o ro e s te d e la A rg e n tin a , norte d e C h ile y su r d e Perú, y e n la P a tagon ía a rg e n tin a has ta e l n o r te d e T ie rra d e l F uego . Los a d u lto s a lca nza n u na a ltu ra p ro m e d io d e 1,10 m y su p lu m a je es g ris p a rd u s c o o cas taño , c°n m otas b lancas. N o h ay casi d ife re n c ia s e n tre los d o s sexos, (b ) El ñ a n d ú c o m ú n {Rhea americana) h a b ita b a lib re m e n te e n las g ra n d e s llan u ras y e n las re g io n e s a rb u s tiv a s d e l Brasil oriental y ce n tra l, P araguay, U ru g u a y y, p r in c ip a lm e n te , la A rg e n tin a . S in e m b a rg o , e n la a c tu a lid a d , e l área d e d is tr ib u c ió n es tá re d u c id a d e fo rm a c o n s id e ra b le . Los a d u lto s son d e m a y o r am año q ue el ñ a n d ú p e tiso . El m a c h o d e l ñ a n d ú c o m ú n t ie n e u n d o rs o g ris á c e o y p a r te d e l c u e llo , e l p e c h o y la c o ro n a son n eg ros . Las p a rtes ve n tra le s son b la n q u e c in a s y las alas 9nses- ^ h e m b ra es gris, c o n e l v ie n tre b la n q u e c in o . https://booksmedicos.org 2 4 0 V | EVOLUCIÓN En A us tra lia , es fre c u e n te e n c o n tra r u na v a r ie d a d d e m a m ífe ro s m a rs up ia les . aproximadamente, diecinueve millones de elefantes vivos descendientes de la primera pareja". Sin embargo, se observa que cada pareja origina en promedio 2 crías y que el tamaño promedio de la población se man tiene constante y nunca alcanza valores tan altos. ¿Por qué sólo dos crías de esa pareja llegan a ser adultas y a reproducirse? ¿Y por qué esas dos en particular? Darwin llamó selección natural al proceso por el cual esos dos sobrevivientes resultan favorecidos. La selección natural, según Darwin, era un proceso análogo a la selección practicada por los mejoradores vegetales y los criadores de ganado, caballos, perros o palomas ( ). En la selección art¡J cial, los humanos elegimos especímenes individuales de plantas o d animales para reproducirlos sobre la base de las características nos parecen deseables. Mientras que en la selección artificial son los humanos los deciden qué características resultan beneficiosas, en la selección na" tural el éxito reproductivo diferencial de los organismos es el resulta] do de la competencia por los recursos. Debido a que los individuos con ciertas características hereditarias sobreviven y se reproducen, mientras que otros con características menos favorables mueren de modo temprano o no llegan a repjJ ducirse, la población va cambiando de forma lenta. Si, por ejemplo] algunos caballos son más veloces que otros y esto les confiere un| ventaja al darles la oportunidad de escapar de los depredadores, y de sobrevivir y reproducirse, su progenie, que también poseerá esta cua- lidad, también tendrá mayores oportunidades de dejar más descen dientes que los caballos menos veloces. Así, la proporción de caballos veloces irá aumentando en la población, generación tras generación Según Darwin, las variaciones hereditarias que aparecen en cada población natural son una cuestión de azar. No las produce el am biente, ni una fuerza creadora ni el esfuerzo inconsciente del orga nismo: se establecen de forma aleatoria. Ésta es una gran diferencia respecto del planteo lamarckiano. En la visión de Darwin, debido al carácter azaroso de su origen, estos cambios no tienen meta o direc ción, aunque con frecuencia les confieren a los individuos portadores cierta ventaja o desventaja que modifica su aptitud, es decir, su proba bilidad de supervivencia y reproducción en un ambiente determinado. La selección natural modela los patrones de la variación alea toria: las variaciones en las poblaciones surgen al azar y la inte racción de los organismos con su ambiente orienta el rumbo de la evolución. Fig. 13-11. SELECCIÓN ARTIFl J C o m o b u e n a fic io n a d o a la cría de p * m as, D a rw in c o n o c ía u na g ra n varíe»“ d e fo rm a s q u e se h ab ían o b te n id o p01 se le c c ió n a rt ific ia l. T odas las aves q“e se v e n e n esta Ilu s tra c ió n , publicada dfi u n l ib ro a le m á n d e l s ig lo xix, eran d®1 c e n d le n te s d e la p a lo m a salvaje, quees ta m b ié n la p a lo m a d e c iu d a d . Darwines’, c r ib ió : "Si estas v a rie d a d e s p ue d e n ob®1 n e rse p o r la m a n o d e l h o m b re , ¿qué no p o d rá c o n s e g u ir la Naturaleza?". https://booksmedicos.org | EVOLUCIÓN: HISTORIA DE LA TEORIA Y SUS EVIDENCIAS 241 ¡V IV E N C IA D E L M Á S A P T O . La frase "s u p e rv iv e n c ia d e l m ás a p to " se usa con fre cu e n c ia para d e s c r ib ir la te o ría d e D a rw ln . En rea lid ad , m u y p o c o d e l c a m bio e vo lu tiv o se a jus ta al c o n c e p to d e "n a tu ra le za Im p la ca b le ". P or e je m p lo , u na p la n ta de fucsia con flo res u n p o c o m ás b rilla n te s q u e las d e sus v e c in a s y, p o r lo ta n to , m e jo r dotada para a tra e r la a te n c ió n d e u n c o lib r í q u e pasa, es u n m o d e lo m ás p e r t in e n te q u e la lucha a b ie rta e n tre d o s o rg a n is m o s . En la a c tu a lid a d , los g e n e tis ta s d e p o b la c io n e s determ inan la a p t itu d p o r e l n ú m e ro re la tiv o d e d e s c e n d ie n te s q u e u n In d iv id u o d e ja en la gen e rac ió n s ig u ie n te . A c o m ie n z o s d e l s ig lo xx, e l c o n c e p to d e s u p e rv iv e n c ia d e l más apto, e n u n c ia d o para las p o b la c io n e s n a tu ra le s fu e u ti l iz a d o p o r a lg u n o s In d iv id u o s com o d o c tr in a para d e fe n d e r g ra n d e s d e s ig u a ld a d e s soc ia les y tá c tic a s c o m p e t it iv a s despiadadas, fu n d á n d o s e , m e ra m e n te , e n q u e e ran c o m p a t ib le s c o n las " leyes d e la na turaleza". A dem ás d e la fa lta d e le g it im id a d d e la e x tra p o la c ió n d e m o d e lo s e x p lic a t iv o s del m u nd o n a tu ra l a la In te rp re ta c ió n d e fe n ó m e n o s soc ia les o c u ltu ra le s , la m e tá fo ra de la superv ivenc ia d e l m ás a p to n o re fle ja u n a b u e n a p a r te d e l c o m p o r ta m ie n to de las poblaciones silvestres. H e m bra d e una m a rip o s a Umcintria p o n ie n d o h u e v o s s o b re su c a p u llo va c ío , lu g a r e n d o n d e se p ro d u jo la m e ta m o r fo s is d e o ru g a a m a rip o s a a d u lta . A p esar d e la g ra n c a n tid a d d e h u e v o s q u e p o n e esta h e m b ra , n o se ha o b s e rv a d o q u e o c u rra u n in c re m e n to en e l ta m a ñ o d e la p o b la c ió n a lo la rg o d e l t ie m p o . Una variación que da a un organismo una ventaja lo hace más apto y, como resultado, su supervivencia será relativamente mayor y ello contri buirá a que en la siguiente generación este organismo aporte un mayor número de descendientes ( y ). Así, en el caso de la jirafa de Lamarck, una jirafa con un cuello ligeramente más largo podría tener una ventaja para alimentarse y, de este modo, sería probable que dejara más progenie que una jirafa con un cuello más corto ( ). Como puede verse, la diferencia esencial entre la formulación de Darwin y la de cualquiera de sus predecesores es el papel central que le dio a la variación entre los individuos. La mayoría de los natu ralistas habían considerado las variaciones como simples perturba ciones del diseño general y Lamarck no le prestó atención a este as pecto, mientras que Darwin vio en las variaciones la materia prima, el sustrato real del proceso evolutivo. Las especies surgen, propuso Darwin, cuando las diferencias entre los individuos dentro de un gru po se convierten gradualmente en diferencias entre grupos, a medida que estos se separan en el espacio y en el tiempo. El origen de las especies que Darwin construyó durante más de veinte anos después de su regreso a Inglaterra es, según sus propias palabras, una larga argumentación” Hecho tras hecho, observación tras obser vación, escogidos de la isla más remota del Pacífico o del jardín de un vecino, fueron registrados, analizados y comentados. Cada objeción fue sopesada, anticipada y replicada. La obra se publicó el 24 de no viembre de 1859 y el pensamiento del mundo occidental no ha sido el mismo desde entonces ( evolucionista). La incorporación de los argumentos de Darwin revolucionó la ciencia de la biología ( nsayo : oiiver. ). s¡ bien han pasado más de 150 años desde la publicación de El origen de las especies, el concepto elaborado en un principio P°r Darwin constituye todavía el marco global de comprensión del Ptoceso. Este marco conceptual descansa en cinco premisas básicas: Los organismos provienen de organismos similares a ellos. En otras Palabras, existe cierta estabilidad en el proceso de la reproducción. • En la mayoría de las especies, el número de descendientes que sobreviven y se reproducen en cada generación es menor que el número inicial de descendientes. • En cualquier población existen variaciones entre individuos y al gunas de estas variaciones son heredables. • El número de individuos que sobreviva y se reproduzca dependerá de la interacción entre las variaciones heredables individuales y el ambiente. Algunas variaciones capacitan a ciertos individuos para vivir más tiempo y dejar mayor descendencia que otros, en un am biente determinado. Darwin llamó a estas variaciones “favorables” y sostuvo que éstas tendían a ser cada vez más frecuentes de una generación a la otra. » Dado un tiempo suficiente, la selección natural, actuando sobre dos poblaciones de organismos de una misma especie, puede pro ducir una acumulación de cambios tal que esas poblaciones termi nen constituyendo dos especies diferentes. EVIDENCIAS DEL PROCESO EVOLUTIVO La formulación de la teoría evolutiva se sustentó en un gran núme ro de datos, a los que luego se han sumado numerosas evidencias que ponen de manifiesto la evolución histórica de la vida. A los fines de su análisis, podemos clasificar estas evidencias a partir de la distinción de las cinco fuentes principales de las que provienen: la observación directa, la biogeografía, el registro fósil, el estudio de las homologías y la imperfección de la adaptación. A continuación, analizaremos cada una de estas fuentes. Evidencias que provienen de la observación directa De modo general, el proceso evolutivo genera cambios apreciables después de operar durante largos períodos. Por otra parte, el curso de los cambios evolutivos no puede determinarse de manera previa, ya https://booksmedicos.org 242 SECCION IV I EVOLUCIÓN Q Fig. 13-14. REINTEH TACIÓN DEL EJEM PLO | LA JIRAFA A LA LUZ LA TEORÍA DE DAI Se ¡lustra u na p ob lac ión con v a ria b ilid a d para e l la rg o del cuello (T0). En T, se m u e s tra a los adultos y su p ro g e n ie . Si e l c u e llo m ás largo es u n a ca rac te rís tic a h e re d ad a , parte de es ta p ro g e n ie ta m b ié n te n d rá cuello la rg o y si los a n im a le s d e cu e llo largo d e esta g e n e ra c ió n tie n e n una ventaja, e n la g e n e ra c ió n s ig u ie n te (T; ) habra m a y o r p ro p o rc ió n d e in d iv id u o s adul to s d e c u e llo la rg o . D e esta manera, lu e g o d e n u m e ro sa s generac iones, una p o b la c ió n d e jira fas d e c u e llo c o r to * h ab rá tra n s fo rm a d o e n u na población | d e jira fas d e c u e llo la rg o , a u n q u e segui rá h a b ie n d o v a r ia c io n e s e n la longitud d e l cu e llo . que se trata de procesos complejos en los que intervienen una gran cantidad de factores. Por ello, el tiempo de los humanos para obser var estos procesos resulta demasiado corto y, por lo general, si bien la teoría evolutiva constituye una buena herramienta para interpretar los procesos que han ocurrido en el pasado, no puede anticipar qué rumbo ha de tomar la evolución. Darwin estimaba que la evolución era un proceso tan lento que nunca podría observarse de manera di recta. Sin embargo, en algunos casos ha sido posible apreciar de m0̂ 0 directo cambios evolutivos que están ocurriendo en la actualidad' La civilización humana moderna ha producido presiones selectiva5 https://booksmedicos.org | EVOLUCIÓN: HISTORIA DE LA TEORÍA Y SUS EVIDENCIAS 24 3 ENSAYO 13-1 EL P A R A D IG M A E V O L U C IO N IS T A En e s e n c ia , u n p a ra d ig m a es u n a m a n e ra d e c o n te m p la r el m u n d o . Por p e r te n e c e r a u n a c u ltu ra d e te rm in a d a c o n te m p la m os el m u n d o d e n tro d e u n m a rc o d e re fe re n c ia e n p a r t ic u la r . Por e je m p lo , c o n s id e ra m o s q u e e l u n iv e rs o se p u e d e e s tu d ia r d e m ane ra ra c io n a l. S u p o n e m o s q u e lo q u e p e rc ib im o s c o n n u e s tro s s e n tid o s es u n a re p re s e n ta c ió n m u y a p ro x im a d a d e l " m u n d o real". La c ie n c ia t ie n e sus p a ra d ig m a s p ro p io s , sus p re s u n c io n e s básicas. La te o r ía a tó m ic a es u n p a ra d ig m a p a ra lo s fís ic o s y los q u ím ic o s , as í c o m o la te o r ía c e lu la r lo es p a ra lo s b ió lo g o s . D e l m is m o m o d o , e l c o n c e p to d e q u e las d is t in ta s e s p e c ie s d e o rg a n ism os e s tá n e m p a re n ta d a s e n tre sí y c o m p a r te n u n a n te p a s a d o c o m ú n - te o r ía d e la e v o lu c ió n - se ha c o n v e r t id o e n p a ra d ig m a d e la b io lo g ía m o d e rn a , a u n q u e los p ro c e s o s y los m o d e lo s q u e e x p lic a n c ó m o o c u r r ió la e v o lu c ió n p o d r ía n se r re v is a d o s , c o m o s u ce d e , p o r e je m p lo , c o n los d e ta lle s d e la e s tru c tu ra s u b a tó m ic a . Las re v o lu c io n e s m á s g ra n d e s t ie n e n lu g a r e n las c ie n c ia s c u a n d o u n p a ra d ig m a s u s t itu y e a o t ro , c o m o s u c e d ió c u a n d o los a s tró n o m o s e s ta b le c ie ro n q u e e l Sol y n o la T ie rraes e l c e n t ro d e n u e s tro s is te m a p la n e ta r io y c u a n d o la v is ió n n e w to n ia n a d e l m u n d o fís ic o fu e s u s t itu id a p o r la te o r ía d e la re la t iv id a d d e E in s te ln . U na v e z q u e e l v ia je ro a b a n d o n a e l c o n c e p to d e q u e la T ie rra es p la n a , sus v ia je s ya n u n c a v u e lv e n a se r los m is m o s . Ia l V is ión d e l u n iv e rs o p ro p u e s ta p o r los a n t ig u o s g rie g o s y a c e p ta d a d u ra n te to d a la Edad M e d ia . En es te g ra b a d o e n m a d e ra e n c o lo r, d e la B ib lia d e M a rt ín L u te ro , q u e da ta de 1534, la T ie rra está e n e l c e n tro d e l un iv e rso , ro d e a d a p o r u na ca p a d e a ire q u e c o n t ie n e n ub e s, estre llas, p lan e ta s , e l Sol y la Luna . M ás a llá h ay u na capa e x te r io r d e fu e g o . I i'.1 El s is tem a so la r p ro p u e s to p o r N ico lás C o p é rn lc o . En 1543, C o p é rn lc o e s ta b le c ió e n su o b ra DeRevolutionibuse l n u e v o c o n c e p to d e q u e el Sol, y n o la T ie rra , es e l c e n tro d e l sistema solar. Su te o ría fu e a po y a d a p o r e l a s tró n o m o a le m á n J o h a n n e s K ep le r (15 7 1 -1 6 3 0 ), q u ie n p ro p u s o las leyes d e l m o v im ie n to p la n e ta r io , y p o r e l Ita lia n o G a llle o G alile i (1564-1642). G alile i pasó los ú lt im o s 10 a ño s d e su v id a c o n f in a d o e n su casa p o r se r c o n s id e ra d o u n here je , p o r d e fe n d e r las In te rp re ta c io n e s d e C o p é rn lco . tan fuertes sobre algunos organismos que si se estudian fenómenos evolutivos en pequeña escala (conocidos como microevolución), es posible observar no sólo los resultados, sino también reconocer y monitorizar el curso del cambio evolutivo. Asimismo, ha sido posible constatar la gran variación que presentan las poblaciones naturales de una misma especie en relación con las características de diferentes ambientes. Estos casos constituyen fuertes evidencias para validar las hipótesis de la teoría evolutiva. Uno de los ejemplos mejor estudiados de selección natural en ac- C10n os el de Biston betularía, la polilla moteada del abedul. Estas polillas eran bien conocidas por los naturalistas británicos del siglo xix, quienes señalaban que era habitual hallarlas sobre los árboles y las rocas cubiertas de liqúenes. En este escenario, el color claro de las polillas las hacía prácticamente invisibles para sus predadores, en es pecial las aves. Hasta 1845, todos los especímenes descritos de Biston betularía eran de color claro, sin embargo, en ese año, fue capturado un individuo negro de esta especie en el creciente centro industrial de Manchester. Debido a la progresiva industrialización de Inglaterra, las partícu las de humo comenzaron a contaminar el follaje en la vecindad de los https://booksmedicos.org 2 4 4 l\ | EVOLUCIÓN ENSAYO 13-2 UN CUMA DE ÉPOCA: IDEAS QUE CONVERGEN Darwin regresó a Inglaterra a bordo del Beagle en 1836. Dos años después leyó el ensayo de Malthus y en 1842 escribió el esbozo preliminar de su teoría, que revisó en 1844. Después de completar la revisión escribió una carta formal a su esposa pidién dole que, en caso de su muerte, publicara el manuscrito de unas doscientas treinta páginas. Entonces, con el manuscrito y la carta en lugar seguro, decidió ocuparse de otro trabajo, que incluía un tratado de cuatro volúmenes sobre organismos denominados ci- rrípedos o percebes. Durante más de veinte años después de su regreso de las Galápagos, Darwin sólo mencionó sus ideas sobre la evolución en sus cuadernos personales y en cartas a sus colegas científicos. En 1856, urgido por sus amigos Charles Lyell y Joseph Hooker (1814-1879), un botánico inglés, Darwin comenzó a preparar len tamente el manuscrito para su publicación. Grande fue su sorpre sa cuando en junio de 1858 recibió una carta de un joven natu ralista, también inglés, Alfred Russell Wallace (1823-1913), quien se encontraba trabajando en el archipiélago Malayo. Wallace le pedía su opinión acerca de la posibilidad de publicación de un artículo en el que proponía que la selección natural tenía un rol determinante en la transformación de las especies. Darwin, impresionado, le escribió a Lyell para comentarle lo sucedido y pedirle consejo acerca de cómo proceder. Tenía un di lema moral, ante la sensación de que luego podría interpretarse que él se había apropiado de las ideas de Wallace: publicar o no publicar. Darwin escribió: "Prefería quemar mi libro entero a que él o cualquier otro pensara que me comporté como un miserable". Lyell y Hooker, testigos de la paternidad de la teoría, insistieron en que la publicara. Finalmente, se llegó a un digno y afortuna do final: el 1o de julio de 1858, las ideas de Darwin y Wallace se pueblos industriales, mató a los liqúenes y dejó desnudos los troncos de los árboles. En los distritos fuertemente contaminados, los troncos, las rocas y el suelo se ennegrecieron. Durante este período se encontraron cada vez más individuos negros de Biston betularia, mientras que los individuos claros eran cada vez menos abundantes. ¿De dónde prove nía la polilla Biston betularia negra? El color negro era el resultado de una mutación rara y recurrente, de modo que las polillas negras siempre habían estado allí, en canti dad muy pequeña. No obstante, ¿por qué se habían incrementado de modo tan notable? Sin duda, la coloración clara resultaba mimética en los troncos con liqúenes, mientras que el color oscuro comenzó a resultar ventajoso cuando estos troncos se oscurecieron por el hollín. En la década de 1950 sólo podían hallarse unas pocas poblaciones de color claro, que se encontraban lejos de los centros industriales ( ). Esta tendencia de las formas de color oscuro a reemplazar las formas de color claro, conocida como melanismo industrial, se ha encontrado entre otras 70 especies de polillas en Inglaterra y en unas 100 especies de polillas en el área de Pittsburgh, Pennsylvania, una ciu dad fuertemente industrializada de los Estados Unidos. El melanismo industrial se ha observado también en muchas especies de mariposas. En etapa más reciente, en Gran Bretaña, se han instrumentado fuertes controles sobre el contenido particular del humo y la espe presentaron de manera conjunta frente a la Sociedad Linneana de Londres, en un artículo que se llamó "Sobre la tendencia de las especies a crear variedades y sobre la perpetuación de las varieda des y de las especies por medio de la selección natural". Darwin terminó de escribir su libro El origen de las especies y en 1859 lo publicó. La primera edición se agotó el día de su salida. C u a n d o jo v e n , e l n a tu ra lis ta In g lés A lfre d Russel W a lla ce e x p lo ró el a rc h ip ié la g o ma la yo d u ra n te 8 años, e n los q u e c u b r ió a lre d e d o r d e 22.500 km a p ie y e n canoas na tivas . C o le c c io n ó 125 m il e sp e c ím e n e s d e p la n ta s y an im a le s , m u c h o s d e los cuales e ran d e s c o n o c id o s has ta ese m o m e n to . Su lib ro acerca d e sus v ia jes p o r la Malasia lleva la in s c r ip c ió n : "A C harles D a rw in , a u to r d e El origen de las especies, d e d ic o este lib ro , n o s ó lo c o m o m u e s tra d e e s tim a y a m is ta d p e rso n a l, s in o p ara exp resar mi p ro fu n d a a d m ira c ió n p o r su g e n io y sus trabajos". sa acumulación de hollín ha comenzado a disminuir. Las polillas de color claro están aumentando de nuevo en relación con las formas oscuras, aunque aún no se sabe si ocurrirá una reversión completa en la contaminación o en el proceso de selección. Esta historia tiene una moraleja: nótese que la polilla negra no es superior en términos absolutos en sí misma a la clara, oviceversa. La adaptación entonces, como comprendió Darwin, es una cuestión de tiempo y de lugar (de sarrollaremos con mayor profundidad este concepto en los capítulos siguientes). Otro caso en el que se puede observar la acción de un agente de selección es el de las bacterias resistentes a los antibióticos. Al igual que las polillas oscuras, las bacterias resistentes eran variantes producidas al azar que se encontraban en la población original y que por su capaci dad particular de sobrevivir frente a la acción del antibiótico que se en contraba en el medio fueron seleccionadas por el ambiente. De modo adicional, se propone que los genes bacterianos de resistencia a las dro gas son transportados en plásmidos, pequeñas moléculas de ADN que pueden ser transferidas de forma horizontal de una célula a otra de« misma colonia. De esta manera, la diseminación mediante este proceso horizontal de las mutaciones que confieren resistencia a antibiótico5 en una población bacteriana es mucho más rápida de lo que ocurrid1 como resultado exclusivo de la tasa de mutación ( ). https://booksmedicos.org | EVOLUCIÓN: HISTORIA DE LA TEORIA Y SUS EVIDENCIAS 245 Las d o s v a rie d a d e s d e Biston betularia - la p o lil la m o te a d a d e l a b e d u l- d e s c a n s a n d o : En u n t r o n c o c u b ie r to d e liq ú e n e s e n u na c a m p iñ a inglesa no c o n ta m in a d a , j En u n tr o n c o o s c u ro ce rca d e M a n c h e s te r. SI se m ira c o n a te n c ió n , se n o ta rá q u e h a y d o s p o lilla s e n ca d a fo to g ra fía . En los á rb o le s c u b ie r to s d e liq ú e n e s es más p ro b a b le q u e las p o lil la s o scu ras sean c a p tu ra d a s p o r p á ja ro s q u e las d e te c ta n d e fo rm a v isua l, m ie n tra s q u e e n los á rb o le s c o n ta m in a d o s es m ás p ro b a b le q u e sean c o m id a s las polillas de c o lo r c laro. A 4 En 1952, Esther y Joshua L e d e rb e rg rea liza ron u n d is e ñ o e x p e r im e n ta l para d e te c ta r y a islar * bac te rias res is ten tes a las d rogas. ( i ) Las b ac te r ia s so n c u ltiv a d a s e n un c a ld o q u e c o n t ie n e n u tr ie n te s . (1 ) Se e sp a rce u na m u e s tra d e la sus p e n s ió n c e lu la r so b re la s u p e r f ic ie d e u na p lac a d e Petri q u e c o n t ie n e un Q Wo n u tr it iv o s o lid if ic a d o c o n agar. ( Se In c u b a la p laca has ta q u e se v is u a liz a n las colonias in d iv id u a le s . ( Se u tiliza u n tro z o d e p a ñ o a te rc io p e la d o , a ju s ta d o a lre d e d o r d e Un W °que c ilin d r ic o , a f in d e tra n s fe r ir u na m u e s tra d e las c o lo n ia s a o tra p laca d e Petri que co n tie ne u n m e d io s ó lid o c o n el a n t ib ió t ic o p e n ic ilin a y q u e c o n s titu irá u na rép lica e Ia o rig ina l. ) S ó lo las b a c te r ia s res is te n te s a la p e n ic ilin a c re c e rá n e n la p laca q u e contiene el a n t ib ió t ic o . Evidencias que provienen de la biogeografía Un conjunto de evidencias, que se habían estado reuniendo des de más de un siglo antes de que Darwin propusiera su teoría, con tribuyeron a la constatación de la existencia de un enorme número de especies ( ). Durante el tiempo en que las observaciones estaban confinadas en un área limitada de la zona templada de Eu ropa, como ocurrió antes de las grandes exploraciones de los siglos xvill y xix, era verosímil que cada tipo de organismo hubiese sido creado en forma separada. Sin embargo, aun entonces, la existencia de una veintena o más de variedades de escarabajos muy semejantes resultaba algo difícil de interpretar desde una concepción creacio- nista. Ninguna de esas variedades parecía responder a un propósito superior para el cual habría sido creada de manea especial y ubicada en el ambiente para el cual era adecuada. Darwin comenzó su viaje con este punto de vista, aunque pronto surgieron muchos interrogantes. ¿Por qué, por ejemplo, con frecuen cia las islas oceánicas remotas no tenían ningún mamífero terrestre, sino sólo especies peculiares de murciélagos? ¿Por qué Inglaterra y Europa tenían conejos a granel, mientras que áreas semejantes de Sudamérica sólo tenían la liebre patagónica -que taxonómicamente no es para nada un conejo ni una liebre, sino un roedor- y Australia tenía un tipo de mamífero diferente -u n marsupial- que se aseme jaba a una liebre? ( y ). O, al considerar la situación particular de Australia, ¿por qué este continente-isla carecía de ma míferos placentarios nativos, aunque contenía, en cambio, una gran serie de mamíferos marsupiales, todos relacionados claramente entre sí y que sólo en raras ocasiones eran hallados en otros lugares del pla neta? Cada una de las 57 especies distintas de canguros, ¿había sido creada de manera separada y depositada en Australia? ¿Y por qué sólo en Australia? O, lo que era más plausible, ¿hubo tal vez un marsupial ancestral que originó todas estas formas claramente relacionadas? https://booksmedicos.org 2 4 6 EVOLUCIÓN H e n ry W a lte r Bates era a p re n d iz en una fá b ric a d e te jid o s d e p u n to e n Lelcester. En 1847, a los 22 años , se e m b a rc ó c o n su a m ig o A lfre d Russel W a lla ce para re m o n ta r e l A m az on a s . Su p ro p ó s ito e ra re c o g e r d a to s "enca m in a d o s a re s o lv e r e l p ro b le m a d e l o r ig e n d e las especies". En sus 11 a ñ o s d e p e rm a n e n cia e n e l Brasil, Bates re u n ió 14.712 e sp ec ie s d e In se c tos y o tro s a n im a le s , d e las cu a les unas 8 .000 n o se h ab ían d e s c r ito has ta e n to n c e s . Bates, al Igua l q u e W a llace , fu e u n o d e los m u c h o s c ie n tíf ic o s , n a tu ra lis ta s y e x p lo ra d o re s c o n q u ie n e s D a rw ln m a n te n ía co rre s p o n d e n c ia . Este d ib u jo d e Bates, re p ro d u c id o d e su lib ro El naturalista en el río Amazonas, lo m u e s tra m ie n tra s c a p tu ra u n tu c á n d e cres ta rizada. Con las observaciones de Darwin acerca de las islas Galápagos, la problemática se enfocó aún con mayor precisión. Por ejemplo, las 13 especies de pájaros pinzones de las islas eran semejantes a especies sudamericanas y también se asemejaban entre sí. ¿Había sido ere J cada una de ellas por separado y distribuida entre estas islas volcán« cas (que según indicaba la evidencia se habían formado en etapa rrm ] cho más reciente que el continente)? Asimismo, se notaron parecido! entre los reptiles y las plantas de las diferentes islas. No es una coincidencia, entonces, que Darwin y Wallace hayan duj dado de la llamada “doctrina de la creación especial” mientras viajaban por los trópicos, en donde se encuentra la mayor variedad de especies« en los que aún hoy se siguen hallando muchas especies nuevas. Además, resultaba evidente que las diferencias que permiten dis- tinguir entre distintas especies en algunos casos no son tan marca- das como se había pensado de manera previa. Por ejemplo, cuando Darwin recorría hacia el norte la costa occidental de Sudamérica observaba cambios sutiles en varias características de las especies de plantas y animales, y señaló que algunas características de las po blaciones variaban de forma geográfica en relación con los distintos ambientes en los que viven. Frente a este tipo de evidencias, los creacionistas trataron de responder a quienes dudaban de que las especies fueran fijas e in variables, modificando la definición de especie. Decían que algunas especies habían permanecido iguales mientras que otras represen taban formas alteradas de las especies creadas originalmente y, por lo tanto, no eran realmente especies en el sentido de la creación es pecial. Otros afrontaban el cuestionamiento argumentando que eran los géneros losque habían sido creados de manera especial y no las especies. Así, el problema de las especies en su contexto geográfico, puesto de relieve por las exploraciones del siglo xix, fue la primera fisura seria en la postura monolítica de quienes proponían la creación especial. Esta problemática se vincula con el campo de estudio que se conoce como biogeograf ía: el conocimiento y la interpretación de la distribución de las plantas y de los animales en las distintas regiones del globo. Los estudios que provienen de este campo han aportado valiosas evidencias para la comprensión de los cambios evolutivos ocurridos respecto de los cambios espaciales que se han sucedido alo largo del tiempo geológico. :(■ L1* PARIEN ÍES.-Si b ie n es tos tre s m a m ífe ro s tie n e n u n a s p e c to y u n e s tilo d e v id a s im ila res , n o e s tá n e m p a re n ta d o s d e m o d o c e rca no , i El conejo e u ro p e o , u n m a m ífe ro p la c e n ta r io , se c las ifica e n e i o rd e n d e los la g o m o rfo s . ( La lie b re p a ta g ó n ic a o m ara , ta m b ié n u n m a m ífe ro p la c e n ta r lo , se c las ifica en e l o rd e n d e los ro ed o r® ! ) La lie b re "a ra y as "au s tra lla na es, e n re a lid a d , u n w a lia b i, u n m ie m b ro d e la fa m ilia d e los c a n g u ro s q u e , a l Igua l q u e los o tro s m a m ífe ro s n a tiv o s d e A us tra lia , es u n m a rsup la l. https://booksmedicos.org r | EVOLUCIÓN: HISTORIA DE LA TEORÍA Y SUS EVIDENCIAS 247 El ñ a n d ú d e S u d a m é rlca , ( ; e l e m ú d e A us tra lia y ( los a ve s tru ce s d e Á fr ica so n aves d e g ra n ta m a ñ o , n o v o la doras, q ue se e n c u e n tra n e n h á b ita ts se m e ja n te s e n los d is t in to s c o n tin e n te s . ¿Fue cada u na p ro d u c to d e u n a c to s e p a ra d o d e c re a c ió n espec ia l? Para D a rw ln , d ife re n c ia s b lo g e o g rá fic a s com o éstas g e n e ra b a n d u d a s s o b re la d o c tr in a d e la c re a c ió n espec ia l. Estas observaciones acerca de la distribución geográfica no refuta ron, por supuesto, la posibilidad de una creación especial (la cual, por basarse en un agente sobrenatural, no puede ser refutada). Sin embar go, estos casos y una gran cantidad de otros ejemplos biogeográficos constituyen una fuerte evidencia de que los seres vivos son lo que son y están en donde están a causa de los acontecimientos que tuvieron lugar en el curso de su historia previa. [Evidencias que provienen del registro fósil Una tercera línea de evidencias que ponen de manifiesto la ocu rrencia de la evolución es la proporcionada por el registro fósil, que revela una sucesión de patrones morfológicos en la que las formas más simples por lo general preceden a las más complejas ( ). Los estudios geológicos y la recolección de especímenes vegetales y animales formaban parte de las actividades de Darwin durante el viaje del Beagle. Las costas de Sudamérica po seían un interés particular, porque mostraban evidencias de extensos cataclismos con muchos estratos geológicos expuestos. Estos estratos contenían depósitos sucesivos de conchas marinas, algunas de las cuales se encontraban a gran altura sobre el nivel del mar. Debido al porcentaje gradualmente creciente de especies mo dernas en los estratos más recientes, Darwin pudo estimar sus edades relativas y correlacionar los estratos de diferentes localidades. En el curso de sus estudios geológicos, Darwin se encontró con muchos fósiles de mamíferos extinguidos. Entre los más interesantes para él estaban los fósiles de armadillos gigantes. Los armadillos extinguidos estaban enterrados en las mismas planicies sudamericanas en donde Vlvia la única especie sobreviviente de estos extraños mamíferos con coraza. Este hecho le proporcionó una evidencia tangible de cam bio y de historia ( ). Asimismo, los fósiles de marsupiales extintos, que se habían descrito muchos años antes de que Darwin V1sitara Australia con el Beagle, hicieron que en sus últimos escri tos destacara “la maravillosa relación en el mismo continente entre vivo y lo muerto”. Pese a ello, en ningún lugar del registro fósil ~m en sus propias observaciones ni en las comunicaciones con otros Este m a m ífe ro , e m p a re n ta d o c o n el p e re zo so y c o n el o so h o r m ig u e ro , estaba e n tre las fa m ilia s d e a n im a le s d e s c o n o c id a s p o r c o m p le to , q u e D a rw ln e n c o n tró e n S u d a m é rica . D a rw in e s ta b a In te re s a d o e n p a r t ic u la r e n la c la ra se m e jan za e x is te n te e n tre las fo rm a s v iv ie n te s y las fo rm a s fó s ile s q u e e n c o n tró e n su v ia je . C on p o s te r io r id a d , c o n s id e ró q u e estas se m e jan za s e ran u na e v id e n c ia d e la e v o lu c ió n . naturalistas- Darwin encontró lo que estaba buscando exactamente: evidencia de una transición gradual entre una especie y otra. Como él mismo señala en El origen de las especies, si bien el registro fósil revelaba con claridad la existencia de un proceso de cambio de los seres vivos a través del tiempo, esto le aportó pocas evidencias acerca de cómo ocurría la evolución. Durante las décadas inmediatamente posteriores a la primera edi ción de El origen de las especies, se efectuaron muchos nuevos ha llazgos de fósiles, de modo que, tanto para los contemporáneos de Darwin como para los observadores modernos, se hizo posible apre ciar que las pruebas que provienen del registro fósil constituyen evi dencias abrumadoras de que la evolución ciertamente ha ocurrido. Una de las pruebas más impresionantes que correlacionó la teoría de la evolución de Darwin con la evidencia fósil provino del descu brimiento de una larga serie de caballos extintos ( ), en la que parecía apreciarse una sucesión de cambios graduales, tanto en https://booksmedicos.org | EVOLUCIÓN248 El m ie m b ro m ás p r im it iv o d e la fa m ilia d e los ca b a llo s , lla m a d o fa m il ia rm e n te c a b a llo d e la a u ro ra o Eohippus. Su n o m b re c ie n tíf ic o es Hyracotherium. H abía d ife re n te s e sp ec ie s d e Eohippus, c u y o ta m a ñ o Iba d e s ó lo u no s 25 c m d e a ltu ra has ta a p ro x im a d a m e n te la m ita d d e la a ltu ra d e u n p o n y . Tenía c u a tro d e d o s e n las p a ta s d e la n te ra s y tre s e n las pa tas traseras. C ada d e d o te rm in a b a e n una p e z u ñ a se p a ra d a y p e q u e ñ a , a u n q u e el p es o d e l a n im a l des ca ns ab a p r in c ip a lm e n te en u na a lm o h a d illa p la n ta r s e m e ja n te a la d e los perros . Su d e n t ic ió n le p e rm itía ra m o n e a r (c o m e r ho jas), a u n q u e n o p as ta r (c o m e r pas tos, q u e so n m ás d u ro s). el tamaño corporal como en ciertas características de los dientes y las patas ( :). Thomas H. Huxiey, quien se refería a sí mismo como el “bulldog de Darwin”, se apoyó con decisión en la ge nealogía del caballo como evidencia en favor de la evolución en sus dis putas con los críticos de Darwin. Así defendió la causa de la evolu<*il ante el público. En el siglo xix, una corriente ininterrumpida de nuev0s descubrimientos acrecentó en gran manera nuestro conocimiento <fe| registro fósil, que ahora se remonta a más de 3.800 millones de años En muchos grupos de organismos -po r ejemplo, las plantas vasculares (cap. 21, Eukarya II: el linaje de las algas verdes y la s p la n p ^ ^ M vertebrados (cap. 22, Ei ) - se han encontrado fósiles que exhiben una serie gradual de cambios en las características anatómicas. Estas características sirnila- res relacionan formas más antiguas con las formas modernas y revelan el establecimiento de vías divergentes a partir de antecesores comunes Otra prueba importante de la evolución a gran escala, que se desprende del análisis del registro fósil, está dada por la secuencia de aparición de ciertos grupos de organismos. Los principales grupos de vertebrados son: peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. La anato mía comparada permite deducir un orden evolutivo para estos gru pos: primero peces, luego anfibios, luego reptiles y, por último, aves y mamíferos. La secuencia establecida proviene de la observación de que un anfibio o un reptil representan formas intermedias entre un pez y un mamífero. A lo largo de su desarrollo, los anfibios, por ejemplo, presentan branquias, al igual que los peces, aunque tienen cuatro patas como los reptiles o los mamíferos. El orden evolutivo que se deduce de la anatomía comparada de las formas actuales coincide con la secuen cia que muestra el registro fósil. Esta prueba es una fuerte evidencia de la evolución, porque si peces, anfibios, reptiles y mamíferos hubieran sido creados de forma simultánea, no esperaríamos que aparecieran ENSAY013-3 EL REGISTRO EN LAS ROCAS La larga historia de la Tierra está registrada en las rocas super ficiales o en las situadas en su interior, superpuestas de forma su cesiva, capa sobre capa, del mismo modo que podrían estarlo los capítulos de un libro. Estas capas o estratos se forman a partir de rocas de áreas elevadas que se convierten en guijarros, arena y arcilla por la acción de agentes erosivos y son arrastradas hacia las llanuras y los océanos. Una vez depositadas, lentamente se compactan y se cementan en forma sólida a medida que se va depositando material nuevo sobre ellas. Cuando los continentes y las cuencas oceánicas cambian de forma, algunos estratos se hun den por debajo de la superficie de un océano o de un lago, otros son forzados a elevarse en cadenas de montañas, y algunos son desgastados por el agua, el viento o el hielo, o deformados por el calor o la presión. Los diferentes estratos pueden ser delgados como el papel o te ner muchos metros de grosor. Pueden distinguirse unos de otros por los tipos de materiales que los constituyen, por el modo en el que el material fue transportado y por las condiciones ambienta les bajo las cuales se formaron los estratos, todo lo cual deja sus rastros en la roca. No obstante, además, pueden distinguirse por los tipos de fósiles que contienen. En particular, los fósiles marinos pequeños pueden estar asociados con períodos específicos de la historia de la Tierra. El registro fósil en raras ocasiones está com pleto en una localidad determinada, aunque, a raíz de las carac terísticas específicas que permiten identificar los estratos, es posi ble reunir evidencias a partir de muchas fuentes distintas. Es algo parecido a tener muchas copias de un mismo libro a las cuales les falta algún capítulo, pero, dado que los capítulos ausentes son diferentes en cada libro incompleto, resulta posible reconstruir la totalidad del libro. Las eras geológicas -Precámbrico, Paleozoico, Mesozoico y Ce nozoico-, que son los principales volúmenes en la biblioteca del registro geológico, fueron "identificadas" y recibieron su nombre a principios del siglo xix. Estas eras fueron subdivididas en perío dos, muchos de los cuales reciben simplemente su nombre de las regiones en las cuales se estudiaron por primera vez los estratos correspondientes, o en las que fueron estudiados de manera más completa: el Devónico, por Devonshire, en el sudeste de Inglate rra; el Pérmico, por la provincia de Perm, en Rusia; el Jurásico, por las montañas del Jura, entre Francia y Suiza, y así sucesivamente. Los primeros intentos para fechar las distintas eras y los períodos se basaron de manera simple en sus edades relativas en compara ción con la edad de la Tierra; de modo obvio, un estrato que apare cía de forma regular encima de otro era más joven que el situado por debajo de él. Una estimación de la edad de la Tierra fue rea lizada a mediados del siglo xix por el famoso físico británico Lord Kelvin. Sobre la base de sus cálculos acerca del tiempo necesario para que la Tierra se hubiese enfriado a partir de su estado origi nal de fusión, Lord Kelvin sostuvo que el planeta tenía una edad aproximada de 100 millones de años. Este cálculo, por subestimar https://booksmedicos.org | EVOLUCIÓN: HISTORIA DE LA TEORIA Y SUS EVIDENCIAS 2 4 9 ENSAYO 13-3 EL REGISTRO EN LAS ROCAS (Conti la verdadera edad de la Tierra, le creó a Darwin considerables difi cultades (Kelvin no sabía que bajo la superficie de la Tierra existían materiales radiactivos que calentaban el planeta desde su interior). Sin embargo, en los últimos 40 años se han desarrollado nuevos métodos basados en mediciones de la desintegración de isótopos radiactivos para determinar las edades de los estratos. Como resul tado de esto, en poco más de un siglo, la estimación de la edad de la Tierra ha pasado de 100 millones a 4.600 millones de años. Los estratos geológicos ahora son fechados, siempre que sea posible, por el análisis de los isótopos radiactivos contenidos en los cristales de rocas ígneas (roca formada de material fundido) asociadas con estratos determinados. Todos los elementos más pesados -átomos que tienen 84 o más protones en el núcleo- son inestables y, por lo tanto, radiactivos. Todos los isótopos radiacti vos emiten energía (en la forma de partículas o de radiación) aúna tasa fija; este proceso se conoce como decaimiento o desintegra ción radiactiva. La tasa de la desintegración se mide en términos de vida media: la vida media de un isótopo radiactivo se define como el tiempo en el cual la mitad de los átomos decaen, pier den su radiactividad y llegan a una configuración estable. El reloj radiométrico comienza a funcionar cuando se forma la roca cris talina. Debido a que la vida media de un isótopo es constante, es posible calcular la fracción de desintegración que ocurrirá en un isótopo determinado, en un período dado. Si, además, es posible estimar la masa inicial del isótopo en la muestra, es posible datar esa muestra al medir la masa actual. Las vidas medias varían de forma amplia, con dependencia del isótopo. El isótopo radiactivo del nitrógeno f 3N) tiene una vida media de 10 minutos, mientras que el isótopo más frecuente del uranio (238U) tiene una vida media de 4.500 millones de años. El átomo de uranio sufre una serie de desintegraciones y, por último, se transforma en un isótopo de plomo (206Pb). Así, la proporción de 238U a 206Pb en una muestra de roca dada, por ejemplo, es una buena identificación acerca de cuánto hace que se formó la roca. En la actualidad se emplean diversos isótopos como relojes radio- métricos y, en muchos casos, las rocas han sido fechadas por tres o más relojes independientes. La teoría de la evolución requería que la Tierra tuviera una lar ga historia. Así, es indudable que estos relojes radiométricos son importantes para los estudiosos modernos de la evolución. En pri mer lugar, demuestran que la edad de la Tierra está cercana a los 5.000 millones de años; en otras palabras, la Tierra es, en verdad, lo suficientemente vieja como para que la evolución haya podi do producir la diversidad de organismos observada. En segundo lugar, proporciona herramientas para estimar las edades relati vas de varias rocas -y de los fósiles contenidos en ellas-. De este modo, ha sido posible reconstruir numerosos detalles del pasado biológico de la Tierra. ¡ : En las t ie rra s á ridas d e D a k o ta d e l Sur, las aguas d e l r io M isso u ri y sus a flu e n te s h an e ro s io n a d o la roca y h an d e ja d o e x p u e s to s los e s tra to s g e o ló g ic o s . Estas fo rm a c io n e s son de Interés p a rtic u la r, d a d o q u e m a rc a n e l lím ite e n tre e l p e r ío d o C re tá c ic o y la era Terc iaria , u na é p o c a d e e x tin c ió n m asiva , q u e In c lu y ó a los d ino sa u rio s . en el registro fósil, de modo temporal, en el orden exacto de su apa rente evolución. Este
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