Biología, la vida en la tierra con fisiología Tomo 01-páginas-77

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P r io t ip iC " ) d e I j « v u k ic iO r i 2 7 5
14.3 ¿C Ó M O S A B E M O S Q U E O C U R R JÓ 
LA E V O L U C IÓ N ?
E n la an ua lid ad , la e vo lu d ó n es un a teoría den tlfica aceptada. Re­
cuerda, del cap ítu lo 1 . q ue u n a teoría den tlfica es un a exp licadón 
general d e fenóm enos naturales im portantes, desarro llada a tra­
vés d e am plias obsetvadones reprodudbles. l ln co n ju n to abruma- 
dor de datos respalda la conclusión de q ue la e vo lu d ó n ocurrió . Las 
lincas fundam entales d e prueba proceden de los fósiles, la anato ­
m ía com parada (estud io d e có m o las estructuras anatóm icas difie­
ren entre las esperies), la em brio logía, la b ioqu ím ica y la genética.
Los fósiles ofrecen evidencias del cam bio 
evolutivo a l paso d el tiem po
S i es d e n o q ue m u chos fósiles so n los restos d e espedes ancestrales 
de las espedes m odernas, cabe esperar el descubrim ien to d e series 
progresivas d e fósiles q ue partan d e u n o rgan ism o antiguo, pasen 
por varias etapas interm edias y cu lm inen e n u n a espede m oderna. 
D e hecho, esas series progresivas se han encontrado. Po r e jem p lo , 
los fósiles de los antepasados de las ballenas m odernas ilustran las 
etapas e n la e vo lu d ó n d e un a espede acuática a partir d e ancestros 
terrestres (F IG U R A 14-7). Series d e fósiles pertenecientes a jirafas, 
elefantes, caballos y m oluscos tam bién m uestran la e vo lu d ó n de 
sus estructuras corporales con e l transcurso d e l tiem po. Estas se­
ries de fósiles sugieren que las nuevas espedes evo lu rion aro n a 
partir d e espedes previas y tom aron su lugar.
La anatom ía com parada ofrece evidencia 
de la descendencia con m odificación 
l.os fósiles b rin d an fotografías instan táneas d e l pasado, q ue p er­
m iten a los b ió log o s seguir el rastro d e los cam b io s evo lu tivos, 
p e ro e l exam en m eticu loso d e los o rgan ism os actuales tam b ién 
ayuda a descubrir e v iden aa de la evo lu dó n . La com p arad ó n d e los 
cuerpos d e o rgan ism os d e diferentes espedes puede reve la r se­
m ejanzas q ue só lo se exp lican m ediante ancestros com partidos, 
y d ife rendas q ue s ó lo p o d rían resu ltar de cam b ios evo lu tivos en 
la descendencia de u n ancestro com ún . D e es ta form a, e l estudio 
d e la an a to m ía com parada apo rta fuerte ev idencia d e q u e d ife ­
rentes especies están v in cu lad as m ediante un a herencia evo lu tiva 
com ún .
E s tru c tu r a s h o m ó lo g o s o fre c e n p ru e b a s 
d e a n c e s tro s co m u n e s
U n a estructura corporal puede m odificarse m ed ian te e vo lu d ó n 
para cu m p lir d iferentes fundones e n d istin tas espedes. Po r e jem ­
p lo . las extrem idades anteriores d e aves y m am íferos tienen usos 
diversos, co m o vo lar, nadar, correr e n d iferen tes tipos d e terreno 
y asir objetos co m o ram as d e árboles y herram ientas. A pesar de 
esta eno rm e diversidad de fundones, la an a to m ía interna d e todas 
las extrem idades anteriores d e aves y m am íferos es m u y sim ilar 
(F IG U R A 14-8). Parece inconceb ib le pensar que u n a m ism a dis- 
p o s id ó n d e huesos sirva para desem peñar fu n d on es tan diversas, 
s i cada an im a l se h u b ie ra creado p o r separado. .Sin em bargo, esta
F o ca
NADAR
A FIGURA 14-8 Estructuras homólogasPese a grandes d iferenciasen cuanto a función, las extremidades 
anteriores de todos estos anim ales contienen el mismo conjunto de huesos, heredados de un ancestro 
común, l o s d iferentes co lores de los huesos resaltan las correspondencias entre las d iversas especies.
O vejo
C O R R E R
M urcié lago 
VO LAR A S IR
P R E G U N T A Recopila una lista d e estructuras vestig iales humanas. Para cada estructura, menciona la 
correspondiente estructura homologa e n una especie no humana.
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2 7 6 E v o l u c i ó n y d i v e r s i d a d d é l a v i d a
sem ejanza es exactam ente la q ue se esperaría s í las extrem idades 
anteriores de aves y m am íferos p rov in ie ran d e u n ancestro com ún. 
M ed ian te selección natural, las extrem idades anteriores ancestra­
les experim entaron diferentes m odificaciones e n d istintos tipos de 
anim ales. Las estructuras resultantes con sim ilitudes internas se lla ­
m an e s tru c tu ra s h o m o lo g as , lo q ue significa q ue tienen el m is ­
m o origen evo lu tivo , a pesar d e las posibles diferencias e n (un ció n 
o aspecto actuales.
E s tru c tu ra s s in fu n d ó n se h e re d a ro n d e lo s a n ce s tro s 
La e vo lu c ió n por se lecd ón natural tam b ién ayuda a explicar la cu ­
riosa circunstancia d e e s tru c tu ra s v e s t ig ia le s que, a l parecer, ca­
recen de u n propósito defin ido . Ix » e jem p los incluyen estructuras 
co m o los m olares de los vam p iros (q u e se a lim en tan d e sangre 
y, p o r tanto, n o m astican sus a lim entos) y los huesos pélvicos de 
las ballenas y d erlas serpientes (F IG U R A 14-9). E s c la ro q ue estas 
dos estructuras vestigiales son hom ólogas a estructuras que tienen 
y usan otros vertebrados (an im a les con co lu m n a vertebra l). El h e ­
d ió d e que sigan existiendo e n an im a les q u e n o las usan se explica 
m ejo r co m o una espede de 'eq u ip a je evo lu tivo ’ . Po r e jem p lo , los 
antiguos m am íferos a partir d e los cuales evo luc ionaron las balle­
nas tenían cuatro patas y un co n ju n to b ien desarro llado d e hu e ­
sos pélvicos (consu lta la figura 14-7). Las ballenas n o tienen patas 
traseras, pero poseen pequeños huesos pélvicos y d e extrem idades 
dentro d e sus rostidos. D urante la evo lu ció n d e las ballenas, la 
pérd ida de las patas traseras les d io un a venta ja : un cuerpo más 
aerod inám ico para desplazarse dentro d e l agua. E J re su lu d o es la 
ballena m o derna co n pequeños huesos pélvicos inútiles.
¿Te has preguntado...
por qué los dolores de espalda son tan comunes?
Entre 70 y 85% de las personas experlm enurá dolor lumbar 
en algún momento d e su vida y, para muchas personas, este 
padecimiento e s crónico. Esta situación es una consecuencia 
desafortunadamente dolorosadel proceso evolutivo. Los 
seres humanos cam inan erectos sobre dos extremidades, y 
los ancestros distantes caminaban e n cuatro patas. Por ende, 
pora que la columna vertebral tuviera una orientación vertical, 
h selección natural remodeló una cuya orientación normal era 
paralela al suelo, la anatomía vertebral evolucionó y sufrió 
dgunas modificaciones en respuesu a su nueva postura pero, 
como e s frecuente con la evolución, esto tuvo un costo. La 
dsposiclón de huesos y músculos que permiten el suave andar 
típedo también genera compresión vertical de la columna 
vertebral, y la presión resultante puede causar lesiones 
dolorosasa los tejidos musculares y nerviosos, como sucede 
con frecuencia.
A lg u n a s s e m e ja n z a s a n a tó m ic a s re su lta n 
d e la e v o lu c ió n en a m b ie n te s s im ila re s
EJ e s tu d io d e la an a to m ía co m p arad a dem ostró la ancestría co m ­
partida d e la v id a a l iden tifica r estructuras ho m ó log as q u e d ife ­
rentes especies heredaron d e sus ancestros com unes, aunque las 
personas ded icadas a esta d isc ip lin a tam b ién han iden tificado 
m uchas sem ejanzas an atóm icas q u e n o p rovienen de un ances­
tro co m ú n . En vez d e e llo , d ichas s im ilitu d es p rov ienen d e un a
Los hu eso s d e la extrem idad posterior 
do la salam andra tkm on com o 
fondones e l sopo rte y la locom oción
La estructura do os to s huesos 
vestig iales e s sim ilar a la d e lo s huesos 
d e la salam andra, pero no desem peñan 
ninguna fu nd ón ; lo s tres an im ales 
heredaron lo s huesos d e unancestro 
com ún
A R G U R A 14-9 E s tru c tu ra s v e s t ig ia le s Muchos organism os poseen estructuras vestig iales que no tienen 
una función evidente, ( a ) l a salamandra, (b ) la ballena y (c ) la boa constrlctor heredaron los huesos de las 
extremidades posteriores de un ancestro común. D ichos huesos todavía desempozan una función en la 
salamandra, pero son vestig iales en la ballena y la serpiente.
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P f io t ip iC " ) d e la e v u k iC K in 2 7 7
e v o lu c ió n c o n ve rg e n te , d o n d e la selección na tu ra l hace que 
estructuras n o ho m ó log as que tienen fu n d o n e s s im ila res se pa­
rezcan en tre ellas. P o r e jem p lo , tan to aves co m o insectos poseen 
alas, p ero esta sem ejanza n o su rg ió d e la m o d ifica c ión evo lu tiva 
d e una estructura q ue tan to aves co m o insectos heredaron d e un 
ancestro co m ú n , s in o q u e su rg ió d e la m o d if ica d ó n d e dos es­
tructuras n o ho m ó log as d iferentes q u e co n el tiem p o o rig inaron 
estructuras superfic ia lm ente s im ila res . Puesto q ue la se lecc ión n a ­
tura l fa vo re d ó el vu e lo tan to e n las aves co m o e n los insectos, los 
dos grupos desarro llaron estructuras superfic ia lm ente sim ilares: 
las alas, q ue son útiles para e l vu e lo . Ta les estructuras s im ila res en 
lo extem o, m as n o hom ólogas, se d en o m in an e s tru c tu ra s a n á ­
lo g a s (F IG U R A 14-10). P o r lo general, las estructuras análogas 
son m u y d iferentes e n su an a to m ía interna, porque sus partes no 
p rov ienen d e estructuras ancestrales com unes.
Las sim ilitudes em briológicas sugieren 
ancestros com unes
A p rindp ios d e l sig lo X IX , el em brió logo a lem án Karl vo n Bae r 
observó q ue todos los e m b r ió n » (o rgan ism os e n desarro llo e n el 
periodo que v a d e la fertilizarión al n a d m ie n to o salida del casca­
ró n ) d e vertebrados m uestran un gran p a read o en tre e llos e n las 
prim eras etapas d e su d esarro llo (F IG U R A 14-11). E n estas etapas 
em brionarias in iciales, peces, tortugas, po llos, ratones y seres h u ­
m anos tienen co la y hend iduras branquiales (tam b ién llam adas 
ranuras branquiales). Pero entre este grupo de an im ales, só lo los 
peces conservan las branquias co m o adultos, y só lo peces, tortugas 
y ratones conservan co las apredables.
¿ P o r q ué vertebrados q u e so n tan d iferentes presentan e ta ­
pas de desarro llo s im ila res ? La ún ica e x p lic a d ó n convincen te 
es q ue los vertebrados ancestrales pose ían genes q ue d irig ían el 
d esarro llo d e b ranq u ias y co las. To do s sus descendientes poseen 
todav ía esos genes. En los peces, estos genes perm anecen activos 
d uran te to d o e l desarro llo , lo q ue resu lta e n adultos con c o la y 
b ranquias to ta lm en te desarro llados. E n los seres h u m an os y en 
los po llos estos genes só lo están activos duran te las etapas in ic ia ­
les d e l desarro llo , y las estructuras se p ie rd en o son p oco notorias 
en los adultos.
(a) L ibé hila
(b) Golondrina
A F IG U R A 14-10 E s tru c tu ra s a n á lo g a s La evolución 
convergente puede producir estructuras similares e n lo externo que 
difieren anatómicamente, como las a las de ( a ) los insectos y (b ) las 
aves.
P R E G U N T A la cola de un pavo real y la co la de un perro, ¿son 
estructuras homólogas o análogas?
(a ) Ratón (b ) C erdo ( c ) Se» hum ano
A F IG U R A 14-11 L a s e ta p a s e m b r io n a r ia s re v e la n re la c io n e s e v o lu tiv a s Etapas embrionarias tempranas de 
(a ) un ratón, (b ) un cerdo y (c ) un ser humano presentan características anatóm icas sorprendentemente similares.
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2 7 8 E v u l u i O n y d ( v « r i i d j d d e l j v i d a
siglos, los b ió logos han 
¡natóm icas y em brio lóg i 
> d surg im iento d e la teci
a n ive l m olecular, la s
o e vo lu tivo . T an to las 
las m o lécu las ho m ó lo d e m an ifiesto el
Los científicos m odernos 
rram ien ta pai 
c ió n d e A D N . 
d a de
acceso a un a poderosa he- 
m oleculares: la secuencia- 
n a r ráp idam ente la seoien- 
e A D N y com parar d A D N de 
considera d gen q u e codifica 
c i consulta lo s cap ím lo s 1 1 y 1 2 para infor- 
A D N y có m o codifica p rote ínas). E l d to a o m o c 
¡>das las p lantas y an im ales ( y e n i 
) y desempeña la m ism a fu n d ó n er 
en d gen para citoerom o .
(H G U R A 14-12). La p re ten d a ;
ja, cod ificada por d m ism o gen y que 
ev id en d a d e que e l ancestro co m ú n de 
tenía d to a o m o c e n sus células. S in 
la « c u e n d a d e l gen d e l d to a o m o c .
lo q ue demuestra q ue lar 
la e vo lu d ó n independ ien te de la
b io qu ím icas so n tan fundam entales 
la s cé lu las v iv ien tes. P o r e jem p lo :
A D N . e l po rtado r d e inform a-
A R N , ribo.somas y ap roxim adam ente 
t ic o para trad u d r d ich a in fo rm ad ó n
Es tU ' c a s o co n tin u a c ió n
¿Qué tan útiles son las muelas 
del juicio?
Asi como la 
vestigiales como 
las a las de las av 
conducir a 
especies de 
axidasa, que 
vitam ina C . Las 
hacerlo porque l 
que la co d ifica .! 
ígutonolactona 
vitamina C ellos 
aun cuando no 
hixnanos contienen 
similar a la d e l gen. 
D do s los den 
no codifica la 
heredó d e un 
especies de 
experimentó u 
como carácter
d e AON con una secuencia m u 
, la versión humana
(o p rote ina .
>s seres humanos, la secuencia 
que la vo lv ió no funcional. Perm anece 
evidencia d e la ancestría compartida.
T o d as las cé lu las usan ap rox im adam ente el 
d e 2 0 am in o á d d o s para constru ir proteínas 
Todas las célu las usan A T I’ com o portador de
co n ju n to
celular.
La m anera m ás convincen te 
se co m p artan d e fo rm a ta 
co m p le jos y específicos es q ue los 
fisto es, surg ieron só lo un a vez , en el 
las cosas vivien tes, de d o n d e la heredaron 
actuales.
b ioqu ím icos 
io n hom olog ías, 
co m ú n d e todas 
i los organism os
14-12 L a 
d e m u e stra
Secuencias d e ADN de los 
codifican e l citoeromo cen un 
y en un ratón. De los 3 15 
en e l gen, sólo 30 (resaltados 
eren entre las dos especies.
I se. 
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ser hum ano C A G G C | 8 K T G G A T B C T C T T A C A C A G f iB K 3 C C A A B A A G
talón CAGGCfíeteTGGATliCTCTTACACAGESiGCCAAfS.AAGB A A C A A A
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hum ano G G C A T C A B C T G G G G A G A G G A T A C B C T G A T G G A G T A T T T G G A G
ratón GGC ATC aSCTG G G G AG AGG A T A C ® : TGATGG AGT AT TTGG AG
hum ano A A T C C C A A f lA A G T A C A T C C C T G G A A C A A A A A T G A T C T T a G f l j f l
ratón AATCCCAAnAAGTACATCCCTGGAACAAAAATGATCTTHcSl
hum ano G G § A T T A A G A A G A A G G | A G A A A G G G C A G A C | T A A T A G C T T A T
ratón GGflATTA AG AAG A AGG®AG A A AGGGC AG AC®T AATAGC T TAT
hum ano C T f lA A A A A lG T A C T A A T G A G
ratón CTUAAAAAEGTACTAATGAG
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