Biología, la vida en la tierra con fisiología Tomo 01-páginas-75

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UNIDAD
9 ¥ * * f Evolución 
diversidad de la vida
Todas las especies de la Tierra, incluido este cam aleón sorprendentem ente 
colorido, están ligadas por descender de un ancestro común.
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A
Principios de la evolución
s
E s tu d io de caso
¿Qué tan útiles son las muelas 
del ju icio?
«YA TE EXTRA JERO N LA S M UELAS D EL JU IC IO ? 
i no es así, probab lem ente só lo e s cuestión 
de tiem po. Casi tod as las personas tienen 
que recurrir a un ciru jano d en ta l para que 
les ex tra igan las m uelas del ju ic io . En las 
m andíbulas no h ay sufic iente espacio para estos 
m olares y ex traerlos e s la m ejor form a de ev ita r 
d o lo r, in fecciones y enferm edades d e las encías. 
A dem ás, la ex tracc ión no causa d año , puesto 
que d ichos m olares no son ind ispensab les. En 
realidad, son inútiles.
Si ya te extra jeron a lguna d e las muelas 
del ju ic io , q u izá te hayas p regun tado p o r qué 
ti e n e s estos m o lares q u e carecen d e utilidad.
Los b ió logos p lan tean la h ipótesis d e q u e se 
tienen porque nuestros antepasados, parecidos 
a los m onos, los ten ían y uno sim plem ente 
los hereda, a u n cuando no se necesiten . La 
presencia d e estructuras q u e no tienen una 
función en c iertas especies v ivas, pero que 
so n útiles en otras, dem uestra que d ife ren tes 
especies com parten an tepasados com unes.
Una excelen te ev id enc ia de la conexión 
entre caracteres que carecen d e u tilidad y 
antepasados que evo lu c ionaron está en las 
aves que no vue lan . Considera al avestruz, un ave 
que puede llegar a m ed ir 2.5 m etros y pesar 
unos 136 k ilogram os (vé a se la fo tografía d e la 
izquierda). Estas enorm es criaturas no vue lan .
A p esar d e e llo , poseen alas, a l igual q u e los 
gorriones y los patos. ¿Po r qué los avestruces 
tienen a las que no les perm iten vo la r? Porque 
el an tepasado com ún de los go rriones, patos 
y avestruces ten ía a las , y a s i tam bién todos 
sus descendientes, inc luso los q u e no pueden 
vo lar. Los cuerpos de los o rgan ism os actuales 
poseen a lgunas estructuras heredadas d e sus 
antepasados que carecen d e función.
A E s t e e n o r m e a v e s t r u z p o s e e a l a s , u n l e g a d o d e s u h e r e n c i a 
e v o l u t i v a .
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P r io t i p iO s d e I j c v u k ic iO r i 2 6 7
r De un v is ta z o
Estud io do caso ¿3ué tan útiles son las m uelas d e l ju ic io ?
14.1 ¿ C ó m o s e d e s a r ro lló e l p e n s a m ie n to 
e v o lu t iv o ?
Los prim eros estudios d e b io log ía no inclu ían el concepto 
de evolución
La exploración de nuevos territorios reveló un a sorprendente 
diversidad d e la vida
Algunos científicos plantearon que la vida había evolucionado 
Los descubrim ientos de fósiles dem ostraron que la vida 
hab ía cam biado a través del tiem po 
Algunos científicos idearon explicaciones no evolutivas para 
los fósiles
La geología ofreció pruebas de que la T ierra es sumamente 
antigua
Algunos b iólogos anteriores a Darvvin propusieron 
m ecanism os d e evolución
D arw in y W a lla ce plantearon un m ecanism o de evolución
1 4 .2 ¿ C ó m o fu n c io n a la s e le cc ió n n a tu ra l?
La teoría d e D arw in y W a lla ce se basa en cuatro postulados 
Investigación c ien tífica Charles D arw in . La naturaleza 
era su laboratorio 
fo s tu lad o 1: los individuos varían e n un a pob lación 
fo s tu lad o 2: los caracteres se heredan d e padres a 
descendientes
\
Postu lado 3 : algunos ind ividuos no logran sobrevivir y 
reproducirse
Postu lado 4: la supervivencia y la reproducción no están 
d eterm inadas p o re l azar
I a selección natural m odifica las poblaciones con el paso 
d e l tiempo
1 4 .3 ¿ C ó m o s a b e m o s q u e o c u r r ió la e v o lu c ió n ?
Lo s fcsiles ofrecen evidencias d e l cam b io evo lu tivo al paso 
d e l tiempo
La anatom ía com parada ofrece evidencia d e la 
descendencia con m odificación
Las sim ilitudes em briológicas sugieren ancestros comunes 
Lo s análisis b ioquím icos y genéticos m odernos revelan el 
parentesco entre organism os d istintos
Estud io da caso continuación ¿Q ué tan útiles son
las muelas del juicio?
1 4 .4 ¿C u á le s s o n la s e v id e n c ia s d e q u e las 
p o b la c io n e s e v o lu c io n a n p o r s e le c c ió n n a tu ra l?
L a reproducción con tro lada m odifica los organism os 
La evolución p o r « le c c ió n na tu ra l ocurre en la actualidad 
Guard ián d a la T la rra l a hum anidad p rom ueve la 
evo lución a gran velocidad
Estud io d a caso otro v is ta z o ¿Q ué tan ú tiles son las 
muelas d e l ju ic io ?
14.1 ¿C Ó M O S E D E SA R R O LLÓ 
E L P E N S A M IE N T O E V O LU T IV O ?
C u an d o com enzaste a estud iar b io log ía, es m u y probab le q ue no 
hayas encontrado la conexión en tre tus m uelas d e l ju id o y las alas 
del avestruz. Pero la conexión existe y se puso a l descub ierto gradas 
a l concepto q u e un ifica toda la b io log ía: la evolución, que es el 
cam b io q ue ocurre a lo largo del tiem po e n las características de 
las pob ladones.
La b io log ía m o derna se basa e n la com p rensión d e q ue la 
v id a h a e vo lu r io n ad o , pero los p rim eros r ien tíf ico s n o reconorie- 
ron este p r in d p io fundam enta l. Las p r in d p a le s ideas d e la b io lo ­
gía e vo lu tiva se aceptaron de m anera generalizada só lo después 
d e la p u b lir a d ó n del traba jo d e C harles Darvvin a fina les d e l s ig lo 
X IX . N o obstante, el fu n d am en to in te lectua l sobre el q ue se ba­
san estas ideas se d esarro lló g rad ua lm en te a lo largo d e los siglos 
anteriores a la época e n que v iv ió D arw in . (T e recom endam os 
co n su lta r la lín ea d e l t iem p o d e la F I G U R A 1 4 - 1 a m ed id a q ue lees 
la sigu iente reseña histórica .)
Los prim eros estudios de biología no incluían 
el concepto de evolución
L a cienc ia an tes d e D a rw in , fuertem en te in f lu id a p o r la teología, 
sosten ía q u e todos los organism os fu eron creados s im u ltán ea ­
m en te p o r D ios, y q u e to d a fo rm a de v id a perm anecía ina lterab le 
desde el m o m e n to de su creación . Esta exp licac ión del o rigen de 
la d iversidad d e la vida fue expresada de form a elegante p o r los 
an tiguos filóso fos griegos, e n especial p o r P la tó n y Aristóteles. 
P la tó n (427-347 a .C l) p ropuso q ue to d o o b je to existente e n la 
T ie rra era s im p lem en te u n refle jo tem p o ra l d e su 'fo rm a ideal* 
in sp irada p o r la d iv in id ad . Aristóteles (384-322 a .C .), d isc ípu lo 
d e P la tón , c las ificó todos los organism os e n un a jerarqu ía lin e a l a 
la q ue lla m ó la 'e s ca la de la N atura leza* ( F I G U R A 1 4 - 2 ) .
Estas ideas constitu yeron e l fu n d am en to d e la idea de que 
la fo rm a d e cada t ip o d e o rgan ism o p erm anec ía ina lte rab le . D i ­
c h a o p in ió n p reva lec ió s in cuestionarse d u ran te casi 2 ,0 0 0 años. 
S in em bargo, e n e l s ig lo X V I I I varias lineas d e ev idencia co m en za ­
ron a e rosionar e l d o m in io de esta v is ión estática d e la creación.
4 R G U R A 14-1 L ín e a 
d e l tie m p o d e lo s 
o ríg e n e s d e l p e n sa m ie n to 
e v o lu c io n is ta Cada barra 
representa el periodo de v id a de 
un científico que jugó un papel 
esencial en e l desarrollo de la 
biología evolutiva moderna.
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2 6 8 Evolución y diversidad dé la v»d.i
A R G U R A 1 4 - 2 E s c a la d e la n a tu ra le z a d e A r is tó te le s En la
v is ió n d e A r is t ó t e le s , la s e s p e c i e s in a l t e r a b le s p o d ía n c la s i f i c a r s e d e 
a c u e r d o co n s u c e r c a n ía c r e c ie n t e a l a p e r f e c c ió n ; l o s t i p o s In f e r io r e s 
s e e n c u e n t r a n e n la p a n e b a ja y l o s s u p e r io r e s e n la p a r t e m i s a l t a .
La exploración de nuevos territorios reveló 
una sorprendente diversidad de la vida 
Los europeos q ue exp loraron y co lon izaron Africa, Asia y América 
con frecuencia se h a c ían acom pañar d e naturalistas, qu ienes o b ­
servaban y recolectaban las p lantas y los an im ales d e estas tierras 
antes desconocidas (para los europeos). En e l siglo X V II I , las obser­
vaciones y co lecciones acum uladas p o r los naturalistas com enza­
ro n a revelar la verdadera m agn itud de la d iversidad de la vida. EJ 
nú m ero d e espedes, o d iferentes tipos d e organism os, era m ucho 
m ayor d e lo q ue se pensaba.
Estim u lados p o r la nueva ev idencia d e la incre íb le d ive r­
s idad de la vida, a lgunos naturalistas d e l s ig lo X V I I I com enza­
ro n a to m ar n o ta d e algunos patrones fascinantes. Po r e jem p lo , 
observaron q ue cada área te n ía su p ro p io co n ju n to d e espedes. 
Adem ás, los naturalistas n o ta ro n q ue a lgunas d e las espedes en 
u n d ete rm inado lugar se p arec ían m u ch o en tre ellas, au n q u e d i­
fe rían e n o tras características. Para a lgunos d en tíf ico s d e la época, 
las d ife rendas entre las e sp ed es d e distintas áreas geográficas y la 
ex isten da d e grupos d e espedes s im ilares d en tro d e un a m ism a 
área parecían incongruentes con la idea de que las espedes eran 
inalterab les.
Algunos científicos p lantearon que la vida 
había evolucionado
A lgunos d en tíf icos d e l siglo X V I I I s e a trev ie ro n a especu lar q ue 
las espedes hab ían cam b iad o a través d e l tiem p o . P o r e jem p lo , 
el na tu ra lis ta francés C eorges Lo u is LeC lerc (1707-1788), co- 
n o d d o co n el t itu lo d e co n d e d e Bu ffon , su g ir ió q ue q u iz á la 
c re a o ó n o r ig in a l sum in is tró u n n ú m e ro re lativam ente re d u d d o 
de espedes fund ado ras y q ue a lgunas d e las espedes m odernas 
fu eron 'co n ceb id as p o r la N a tu ra lez a y p roducidas p o r e l T ie m ­
p o ' ; es d e d r , q u e cam b iaron co n el t iem p o m ed ian te procesos 
natura les.
Los descubrim ientos de fósiles dem ostraron 
que la vida había cam biado a través del tiem po
C o n fo rm e B u ffo n y sus con tem p orán eos ponderaban las repercu­
siones d e los nuevos descubrim ien tos b io lóg icos, los avances en 
geo log ía despena ron m ás dudas acerca d e la idea d e q u e las espe­
d e s p erm anec ían inalterab les. Pu e ron especia lm ente im portantes 
los descubrim ien tos — d uran te las excavadones para constru ir ca­
m inos, m inas y canales— d e fragm entos d e roca q ue p a red an ser 
p a n e d e organism os vivos. La gente ten ía co n o rim ie n to d e tales 
objetos desde e l s ig lo XV , pero la m ayo ría p ensaba q ue se trataba 
d e rocas com unes q ue el v ien to , el agua o las personas labraron 
hasta darles fo rm a d e seres v ivo s . S in em bargo, a m ed id a q u e se 
descubrían m ás y m ás rocas con fo rm as d e organism os, se h izo 
evidente q ue se trataba d e fó s ile s : restos o rastros conservados de 
ag an ism o s q ue m urie ron hace m u ch o t iem p o (R G U R A 14-3). M u ­
chos fó siles so n huesos, m adera, conchas o sus hue lL is e n fango 
q ue se petrificó , o co n v irtió e n p ied ra. Los fósiles tam b ién co m ­
p renden o tros tipos d e rastros conservados, co m o pisadas, m ad ri­
gueras, granos d e polen, huevos y heces fecales.
A p r in c ip io s d e l sig lo X IX , a lgunos investigadores p ioneros 
se d ie ro n cuenta d e q u e ta m b ié n era s ign ificativa la m anera en 
q ue los fósiles estaban d istribu idos e n la roca. M uchas rocas apa­
recen e n capas, las rapas m ás recientes se u b ican sobre las capas 
más antiguas. E l topó g ra fo b r itán ico W il l ia m S m ith (1769-1839), 
q u ien estud ió capas d e rocas y los fósiles incrustados e n ellas, 
re co n oc ió q ue algunos fósiles siem pre se encontraban e n las m is­
m as capas d e roca. M á s aún , la o rgan izac ión d e los fósiles y de 
las capas d e roca e ran consistentes: el fó s il d e t ip o A siem pre se 
encon traba e n un a ca p a d e roca asentada d eb a jo d e un a capa más 
reciente q u e co n ten ía e l fó s il d e t ip o B , q ue a su vez se ub icaba 
d eb a jo d e u n a capa aú n m ás reciente d o n d e se encon traba el fósil 
d e tipo C , y a s í sucesivam ente.
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Principios de I j evolución 2 6 9
huevos e n un n ido h eces fosilizadas huesos huella
(coproStos)
A R G U R A 14*3 T ip os d e fósiles Cualquier parte o rastro conservado de un organismo e s un fósil.
impresión d e la piel
Los d en tíf icos d e esa época tam b ién descubrieron que los 
restos fósiles m ostraban un a n o tab le va r iad ó n gradual e n su for­
m a . La m ayoría d e los fósiles encontrados e n las capas d e roca más 
antiguas e ran m u y diferentes d e los organism os m odernos, y la 
sem ejanza con los organism os m odernos au m en tab a d e m anera 
gradual a m ed id a que las rocas e ran cada v a m ás redentes. M u ­
chos fósiles e ran d e espedes vegetales o an im a les q ue se hab ían 
extinguido; es d ed r: n in gú n e jem p la r d e las espedes v iv ía aú n e n la 
T ierra (R G U R A 14-4).
A l considerar e n co n ju n to estos hechos, algunos d en tíf icos 
llegaron a un a co n c lu s ió n in e v itab le : d is tin tos tipos d e organis­
m o s v iv ie ro n e n d iferentes épocas d e l pasado.
A lgunos científicos idearon explicaciones 
no evolutivas para los fósiles
A pesar d e contar cada vez con m ás ev id en d a fósil, m uchos den tífi­
cos d e la época no aceptaban la teoría d e que las espedes cam biaban 
y d e que algunas surgieron c o n el transcurrir d e l tiem po. C o n el fin 
de explicar la extindón de espedes y al m ism o tiem p o dejar intacta 
la idea d e la creadó n por parte d e D ios, Georges Cuvier (1769-1832) 
p ropuso la teoría del aitastrofismo. Cuvier, u n paleontó logo francés, 
fo rm u ló la hipótesis d e q ue e n un p r in d p io se creó un a cantidad 
inm ensa d e espedes. Catástrofes sucesivas (co m o el d ilu v io un iver­
sal descrito e n la B ib lia ) p rodu jeron las capas d e roca y destniyeron 
muchas espedes, y a lgunos d e sus restos se fosilizaron e n e l proceso. 
Según esta teoría, los organism os d e l m u n d o m o dern o son las espe­
d es que sobrevivieron a las catástrofes.
La geología ofreció pruebas de que la T ierra 
es sum am ente antigua
l a hipótesis d e C u v ie r d e un m undo m o ld ead o por catástro­
fes sucesivas fue cuestionada por el trabajo d e l geólogo Charles 
Lyell (1797-1875). C o n base e n e l pensam ien to d e lam es llu ito n 
(1726-1797), L y e ll consideró las fuerzas d e l v ien to , e l agua y los 
vo lcanes, y llegó a la conclusión d e q ue n o h a b ía necesidad de re­
cu rrir a las catástrofes para exp licar los descubrim ientos d e la geo­
logía. ¿Acaso los ríos desbordados n o depositan capas d e sed im en­
tos? ¿Los flujos d e lava n o producen capas d e basalto? ¿ N o debe 
concluirse, entonces, q ue las capas d e roca son un a prueba d e pro­
cesos naturales o rd inarios , q ue ocurren d e m anera repetida e n el 
transcurso de periodos prolongados? Este concepto acerca de que 
e l paisaje actual de la T ierra se p rodu jo p o r la acc ió n d e los m ism os 
procesos geológicos graduales q ue se observan e n la actualidad, se 
l la m a unifarm itansm o. l a aceptación del u n ifo rm ita r ismo p o r pane 
d e la com u n idad científica de la época tu vo u n p rofundo im pacto, 
pues supone la idea d e q ue la T ie rra es sum am ente antigua.
Antes d e la pub licación e n 1830 d e las pruebas d e Lye ll que 
sustentaban el un iform itarism o, algunos d en tíf icos pensaban 
que la T ierra pod ría tener tan s ó lo unos cuantos m iles d e añ os de 
antigüedad. Po r e jem p lo , s i s e cuentan las g enerad o ne . e n el A n ­
tiguo Testam ento se obtiene un a edad m áx im a d e 4 ,000 a 6,000 
años, l in a T ierra a s í d e joven p lan tea problem as an te la idea de 
que la v id a e vo lu d o n ó . Por e jem p lo , escritores u n an tiguos co m o 
Aristóteles describ ieron lobos, riervos, leones y otros organism os 
que eran idénticos a los que existieron e n Eu ropa m ás d e 2,000 
años después. Si los organism os cam b iaron u n p oco durante ese 
periodo , ¿có m o era posib le q ue espedes com pletam ente nuevas 
hu b ie ran surgido, s i la T ierra fue creada u n só lo un par d e m iles de 
años antes de la época d e Aristóteles?
f t ro si, co m o pensaba L y d l, las capas d e toca con u n grosor 
d e cientos d e metros se form aron m ediante lentos procesos natura­
les, entonces la T ierra debía ser realmente antigua, con una edad de 
varios m illo nes d e años. D e hecho, lye ll concluyó q u e la T ierra era 
eterna. Los geólogos m odernos estiman q ue la T ierra tiene un a edad 
aproxim ada de 4,500 m illones de años (co n su lu ‘ Investigadón den- 
nfica: ¿C ó m o se sabe cu án antiguo es u n fósil? ', e n la página 324).
ly e l l ( y H u iló n , su predecesor in te lectual) dem ostraron que 
hab ía su fiden te tiem p o para q ue hub iese ocurrido la e vo lu d ó n . 
Pero, ¿cu á l era c l m ecan ism o? ¿Q u é proceso pud o desencadenarla?
Algunos biólogos anteriores a Darw in 
propusieron mecanismos d e evolución
U n o d e los prim eros d en tíf icos e n p roponer un m ecan ism o de 
e vo lu d ó n fue el b ió log o francét lean Baptiste Lam arck (1744-
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