LA BIODIVERSIDAD

Durante millones de años, la aparición de especies nuevas y la desaparición de otras menos adaptadas ha generado uno de los recursos más valiosos del planeta: La biodiversidad.

Con respecto al término biodiversidad, se le designa a la inmensa riqueza animal y vegetal, así como de otros reinos. Desde el punto de vista científico, esto se limita solo a un aspecto. Biodiversidad se refiere a niveles de organización biológica que no solo incluyen la diversidad de especies, sino también la diversidad génica y la diversidad de ecosistemas.

Diversidad de especies

Corresponde al número y variedad de especies encontradas en un sitio o hábitat. A pesar de las dificultades climáticas y geográficas existentes en casi todas las partes del mundo, podemos encontrar vida hasta en los más recónditos e inhóspitos pasajes de nuestro planeta. Las características de estas formas de vida están estrechamente ligadas al ambiente, ya que muchas veces son estas las que lo moldean, o viceversa. Por esto podemos encontrar una enorme gama de especies, cada una diferente de la otra.

Aunque parezca sorprendente, los científicos tiene más claro el número de estrellas en el universo que el número de especies en nuestro planeta. Todavía no logran ponerse de acuerdo con respecto al número de especies; algunos señalan 2 millones, mientras que otros 100 millones. Lo único que tenemos claro es el número de especies catalogadas: 1.5 millones, cada una de las cuales posee sus propias variaciones genéticas y viven en comunidades biológicas. Aún así, un tercio de estas especies tienen muy poca información sobre sus interacciones y funciones básicas.

El número de especies catalogadas, eso si, aumenta cada año. Con respecto a esto, el biólogo José Antonio Pacual Trillo señala “En la estimación de la biodiversidad mundial todo es relativo y existe un alto grado de incertidumbre”.

Diversidad genética

Se refiere a la variedad que existe dentro de los organismos de una misma especie. Por ejemplo, la diversidad de razas de perros, gatos, etc. Cada ser vivo pertenece a una especie en particular, y una especie tiene muchos individuos, que se diferencian entre sí. Por ejemplo, todos los seres humanos pertenecen a la especie llamada Homo Sapiens. Observe a sus amigos o amigas y verá que todos somos diferentes. La diferencia entre organismos individuales tiene 2 causas: la variación del material genético en todos los organismos y las variaciones debidas al medio ambiente.

La diversidad genética es fundamental para la adaptación de las especies a cambios en el ambiente.

¿Por qué especies diferentes comparten características? Los investigadores han afirmado, que aquel parecido entre especies distintas se debe a que comparten un ancestro en común. Incluso, se llega a postular que todos tenemos un mismo origen. Sin embargo, observamos que aunque venimos de una ancestro en común, muchas especies difieren en sus características. Esto es porque la biodiversidad está estrechamente vinculada a otro rasgo fundamental de la vida: la adaptación. Desde las formas más simples a las más complejas, todas las especies vivientes están estructuradas para funcionar en su ambiente particular.

Diversidad de ecosistemas

Corresponde al número y abundancia de ecosistemas en el planeta. El bosque tropical húmedo es el ecosistema del planeta más rico en biodiversidad.

La diversidad de los ecosistemas puede evaluarse en términos de distribución mundial o continental de tipos de ecosistemas definidos, o bien en términos de diversidad de especies dentro de los ecosistemas. Es por esto que la evaluación de ecosistemas sigue siendo un asunto problemático, pues no hay una forma única de clasificar ecosistemas o hábitats.

La importancia de la biodiversidad

Para entender la importancia de este capital biológico, tenemos que remontarnos al origen del hombre y el comienzo de la actividad agrícola, hace 10000 años. Durante ellos, el hombre ha tenido un crecimiento tanto demográfico como urbano que ha perjudicado en cierta manera algunos ecosistemas, constituyendo un grave peligro para el normal dinamismo de las cadenas tróficas, y por ende, la presencia de una diversidad de organismos.

Uno de las razones de por qué la biodiversidad es tan importante radica en el hecho de que ésta crea una estabilidad biológica importante. Es decir, entre mayor número de especies presentes en un ecosistema, más dinámicos y flexibles serán sus interacciones. La biodiversidad también supone un argumento decisivo en la lucha por salvar especies de la extinción, un hecho que ha cobrado especial importancia desde la aparición del hombre.

Otra ventaja importante de la biodiversidad nos la da John Harte, teórico del grupo Energía y recursos de la Universidad de California: “los ecosistemas complejos resisten mejor la invasiones de mejor manera los ecosistemas simples, ya en un ecosistema complejo los invasores deben atacar un mayor número de organismos. Aún así, los ecosistemas diversificados son más propensos a mayores fluctuaciones, ya que una cadena larga se puede romper en muchas partes”.

Clasificación de la biodiversidad

La taxonomía es la ciencia que se dedica a nombrar, describir y clasificar a los organismos. De los muchos sistemas de clasificación que se han propuesto a los largo de la historia, el diseñado por Karl von Linneo (1707-1778) a mediados del siglo XVIII, ha sobrevivido hasta la actualidad. Linneo desarrolló un sistema que asigna especias a una jerarquía de grupos cada vez más generales. Así, en la actualidad, la mayoría de los biólogos emplean un sistema jerárquico que consiste en reinos, phyllum, clases, órdenes, familias, géneros y especies. Cada especie por su parte, recibe un nombre único consistente en dos palabras. La primera designa el género y la segunda es el epíteto específico o de especie. Por ejemplo, Quercus alba, es el nombre del roble blanco y Salix alba es el nombre del sauce blanco. El epíteto, entonces, nunca puede ir solo, siempre tiene que estar acompañado del género.

Los nombres científicos hacen posible que la taxonomía sea estudiada de manera realmente internacional.

Un taxón, es un agrupamiento formal de organismos de cualquier nivel, como especie, género, phyllum, etc. El intervalo de categorías taxonómicas intermedias entre especie y reino constituyen una jerarquía. Las especies emparentadas en forma estrecha se asignan al mismo género y géneros con relación cercana se agrupan en una misma familia, a su vez, las familias se agrupan en órdenes, los órdenes en clases, las clases en phyllum y los phyllum en reinos.

¿Qué factores afectan la biodiversidad?

Como se había señalado anteriormente, el hombre, con su desarrollo agrícola, ha dañado ecosistemas alterando su biodiversidad. Pero también existen otros factores (sin dejar de lado al hombre) que han perjudicado enormemente a este capital biológico.

Lo que durante millones de años ha sido pulido, en pocos miles se ha mantenido por la acción de elementos artificiales a si como de sustancia tóxicas. Esto urgencia de mantener el ecosistema y su biodiversidad ha sido provocado por los siguientes factores.

Deterioro y fragmentación del hábitat: es alarmante observar las cifras que nos entregan por la reducción de un ecosistema ya causa del aumento demográfico y el consumo de recursos, así como otros factores como lo son los incendios forestales, talas excesivas, etc.

En Centroamérica, por ejemplo, se ha reducido en un 98% los bosques tropicales, mientras que en Tailandia se redujo en un 32% los manglares (bosques tropicales)

Introducción de especies no nativas o invasoras: la presencia de un organismo adaptado a otras condiciones, o mejor dicho, con ventajas naturales en su nuevo ecosistema, significa un importante peligro para las especies que ahí habitan. Desde luego, una alteración a un nivel de la cadena trófica repercute en los demás, creando un clima de gran inestabilidad biológica.

En Chile, hace algunos años se introdujo la avéspula germania, más conocida como avispa. Esta especie, al no tener depredadores naturales, supone un gran peligro no solo para las especies como la abeja, sino también en forma indirecta al hombre, por la práctica de la apicultura.

Explotación excesiva: Esta práctica, muy común en el último tiempo, daña terriblemente la estabilidad de un ecosistema, y el fantasma de la extinción de numerosas especies siempre está presente.

Contaminación: Es considerada por muchos como el peor daño del hombre hacia el ecosistema. La magnitud que alcanza muchas veces hacen insostenible la presencia de vida, y su radio de acción se limita a casi todos los estratos geográficos: agua, tierra, aire. Por ende, las especies veces se ven perjudicadas de la misma o peor manera que con los factores anteriores.

Modificación del clima: Relacionada en forma directa con la contaminación, este factor ha ganado importancia en los últimos años, aunque sus efectos se alargan hasta la primera revolución industrial (siglo XVIII), con las colosales cantidades de gases tóxicos liberados al aire, que han causado el temido efecto invernadero.

El aumento del clima global implica que muchas especies no puedan distribuirse con la suficiente rapidez para adaptarse a los cambios, alternado no solo el funcionamiento del ecosistema, sino también su estructura.

Análisis del gráfico

• ¿Qué tipo de vegetal es, en general, el más abundante? ¿y el menos abundante?

El vegetal que posee mayor número de especies, son los helechos, en cambio, las menos abundantes son las gymnospermas o plantas con flor.

• Para los distintos vegetales ¿Cómo varía el número de especies hacia el sur? Plantea una hipótesis para explicar esta situación.

En general, para los distintos vegetales, el mayor número de especies se encuentra en las zonas tropicales, cerca de la línea del ecuador, y va descendiendo hacia los polos.

Si los vegetales necesitan ciertas condiciones para vivir, como agua, temperatura, sales minerales, CO2 y luz, entonces donde se presenten de mejor manera estas condiciones, una mayor cantidad de organismos podrá adaptarse a ellas, como es el caso de los trópico y a medida que estos factores van disminuyendo, la biodiversidad también disminuirá.

• ¿Qué tipo de vegetal tiene una menor variación en el número de especies a medida que avanzamos hacia el sur?¿A qué crees que se deba esto?.

El que menos varía son las gimnospermas, pues ésas además, tienen menor número de especies. Aquello se debe, que este tipo de vegetal es más nuevo que los otros, es decir, tuvieron un origen más reciente. Por ello, la cantidad de especies es menor, y su número no puede variar tanto, ya que la evolución se lleva a cabo lentamente.

¿CÓMO SE ORIGINAN LAS ESPECIES?

La historia de las ciencias biológicas registra dos tipos generales de explicación para la amplia diversidad de especies: El fixismo o fijismo y el transformismo. Este último, dio paso a una nueva teoría, llamada evolución.

Según las explicaciones fijistas, las especies se originan con total independencia unas de otras y se mantienen inmutables en el tiempo. En las teorías transformistas, las especies cambian, pero sin dividirse para generar nuevos linajes, así que tienen que postularse orígenes independientes para cada una de las estirpes que observamos. Según la teoría evolutiva, por fin, la diversidad se explica por descendencia con modificación a partir de un origen común. Es decir: las tres teorías difieren en dos aspectos esenciales. Uno es el del origen independiente versus origen común y otro el de la mutabilidad versus inmutabilidad de las especies. Desde el punto de vista científico, hay que considerar qué tienen que decir los hechos acerca de estas dos cuestiones.

Describiremos detalladamente cada una de las teorías.

Teorías fijistas

Durante el siglo XVIII, la preocupación principal de los hombres de ciencia era el origen de las especies que conformaban lo que llamamos biodiversidad. Las primeras teorías tenían una base empírica, basada en los pocos análisis científicos que se realizaban entorno al tema. Es así, como en un principio se aceptó las teorías fijistas, en las cuales la abstracticidad constituía un debate en el ambiente filosófico más que en el científico. Los fijistas postulaban que todos las especies habían sido creadas por un ser superior (Dios) en un momento determinado e independientes unas de otras, las cuales se habrían mantenido hasta hoy en día. Incluso se creía que algunos organismos habían sido creados para el beneficio y placer del hombre. A pesar de la simpleza de esta teoría, hubo ilustres científicos como Karl von Linneo o Georges Cuvier (1769-1832) quienes manifestaron su apoyo por ella. Linneo, incluso, creó el famoso sistema binominal de nomenclatura, que se utiliza hasta hoy en día para designar y clasificar especies, contribuyendo al estudio de la diversidad y al posterior desarrollo de la teoría evolutiva.

El transformismo de Lamarck

Pero como ocurre con toda teoría que no tiene una base científica, esta fue cuestionada por ciertas personas. Una de ellos fue Jean Baptiste Lamarck (1744-1829), quien propuso una hipótesis que planteaba la transformación de las especies a través del tiempo. Lamarck observó en el registro fósil un parentesco entre el año y las especies: Las más antiguas eran simples, mientras que las más recientes eran más complejas y parecidas a las actuales. El científico interpretó estas observaciones como si las formas más complejas provinieran de especies más simples. De esta manera, atribuyó estos cambios a 2 fuerzas principales:

• La herencia de los caracteres adquiridos: En ella, Lamarck planteaba que las condiciones ambientales varían a lo largo del tiempo, y estas nuevas condiciones crean nuevas necesidades para los seres vivos, que se traducen en un cambio en su cuerpo. Estas adaptaciones pueden ser debidas al llamado uso y desuso, en el que una necesidad del ambiente puede favorecer la aparición de un órgano, o que la utilización de éste favorece su desarrollo, mientras que el no uso de otro lo atrofia. Si la acción del medio persiste, las características adquiridas por los individuos son transmitidas a sus descendientes y, si las nuevas condiciones ambientales se estabilizan, la adaptación se hace más precisa y más perfecta en cada generación.

Por ejemplo, las aves acuáticas, impulsadas por la necesidad de buscar sus presas, se lanzan al agua y nadan separando, cuanto les es posible, la piel que une en la base los dedos de sus patas. Tal hábito determinó la formación de membranas interdigitales incipientes que, poco a poco, se fueron desarrollando; cada nueva conquista en este sentido se transmitió a los descendientes y, al cabo de muchas generaciones, el nuevo órgano pasó a ser un rasgo esencial de las aves acuáticas.

• El concepto del creador universal: Esta fuerza, de alguna manera involucrada con las anteriores teorías fijistas, trataba de no dejar de lado a Dios como hipótesis. Planteaba el hecho de que las especies tenían una propensión ascendente y involuntaria a tener un grado de complejidad cada vez mayor.

La teoría de Lamarck se puede resumir en los siguientes puntos:

• Las especies evolucionan de simples a complejas.

• Las características que hacen una especie diferente de otras son adquiridas de los ancestros, mediante la utilización o no de un órgano.

• Toda característica que se adquiere se transmite a la descendencia.

• Todas las especies tiene una tendencia a la complejidad.

La teoría de Lamarck fue finalmente desechada en 1900, por Auguste Weissmann (1834-1914), quien utilizó un sencillo experimento. En él demostró que luego de cortar repetidas veces las colas de los ratones, la característica adquirida no se heredaba, ya que los descendientes aun la poseían. Además de esto, Weissmann propuso que la base de la material de la herencia se hallaba en los cromosomas.

Aun así, a Lamarck le cabe el mérito de haber sido el primero en proponer una teoría consistente acerca de la transformación de las especies a través del tiempo.

La teoría de la evolución Darwin-Wallace

El joven científico inglés Charles Darwin (1809-1882) de 22 años, iniciaría en 1831 una expedición hacia las costas sudamericanas con el fin de estudiar la diversidad de organismos presentes. Durante los cinco años que duró el viaje, Darwin tuvo en su cabeza el problema sobre el origen de las especies. En las islas Galápagos, por ejemplo, le llamó la atención que los ambientes similares no siempre eran habitados por organismos del mismo tipo, haciendo alusión a las aves insectívoras, quienes no eran las mismas a las del continente. También en las diferentes islas habitaban un tipo diferente de Pinzón, que a pesar de ser similares, presentaban claras diferencia de alimentación y su pico, relacionado con su dieta.

Fue en 1837, ya en Inglaterra y consagrado como un gran naturalista, donde escribiría su primer borrador sobre el origen de las especies. En él, Darwin planteaba que solo el cambio en las especies podía explicar la semejanza de estructuras compartidas por un grupo de ellas.

Más tarde, Darwin leería un libro que le daría forma a la futura teoría de la evolución. Ese libro, del reverendo Thomas Malthus (1766-1834), llamado Sobre las Poblaciones, planteaba que la población humana crece en proporción geométrica (1, 2, 4, 8, 16...) mientras que los alimentos lo hacen e manera aritmética (1, 2, 3, 4, 5...), por lo que existe una tendencia a la lucha por los alimentos, y que es eso y otros factores (epidemias, catástrofes naturales, etc.) son los que mantienen limitados el número de individuos en las poblaciones. Esto daría lugar al concepto más importante de la teoría de la evolución: La supervivencia de los más aptos.

Darwin aplicó la idea de Malthus a todas las especies, concluyendo que estas luchan por sobrevivir y reproducirse. En su teoría, Darwin también consideró los siguientes puntos:

Las especies gozan de gran potencial de fecundidad.

Las poblaciones tienden a conservar sus proporciones. La inmensa mayoría de las poblaciones son estables.

Los recursos alimentarios tienen límites.

No hay dos individuos idénticos. La variabilidad es universal.

Gran parte de la variación se hereda.

Los individuos capaces de sobrevivir y reproducirse en desmedro de otros, presentan, según Darwin, mejores características dentro del ambiente, los que los hace poder adaptarse de mejor manera a él y después transmitirlos a su descendencia. Estos animales poseen una mejor calidad reproductiva y de supervivencia, lo que los hace ser seleccionados por la naturaleza. Es a esto lo que llamamos selección natural. Estas variaciones presentes en el individuo y que se heredan son cuestión del azar, no los produce el ambiente ni la fuerza inconsciente que argumentaba la teoría de Lamarck. Por lo tanto, no se pueden clasificar de buenas o malas hasta que la naturaleza lo haga mediante su propio criterio.

El objetivo de esta selección no se limita a la supervivencia del individuo, sino a la aptitud para dejar descendientes. El verdadero éxito consiste en dejar una numerosa progenie. Volviendo al ejemplo de la jirafa, en un momento existían jirafas con el cuello más largo que las otras, pues no todos los individuos son idénticos. Esto les permitía alcanzar las hojas más altas de los árboles. En tiempos de sequía, los individuos con cuellos más cortos o menos adaptados morirían, mientras con el cuello largo sobrevivirían transmitiendo el rasgo del cuello largo a su descendencia.

Para concluir, Darwin señaló que si la selección natural ocurre con la suficiente intensidad, conlleva grandes cambios que se traducen en la aparición de nuevas especies.

En 1858, Darwin conocería el trabajo del naturalista británico Alfred Russell Wallace (1823-1913), quien había llegado a las mismas conclusiones que él y de manera independiente. Aunque el trabajo de Darwin fue presentado primero, la comunidad científica llamaría a esta teoría como la teoría de la evolución Darwin-Wallace.

Para terminar, podríamos resumir la teoría de la evolución en los siguientes puntos:

Todos los seres vivos evolucionaron de un pocos organismos simples y cada especie se originó una a partir de otra.

En la mayoría de la especies, el número de individuos que sobreviven y se reproducen en cada generación es pequeño en comparación con el número total producido inicialmente.

En cualquier población dada ocurren variaciones aleatorias entre los organismos, algunas de los cuales son hereditaria.

La interacción entre estas variaciones hereditarias, surgidas al azar, y las características del ambiente determinarán cuales son los individuos que sobrevivirán y se reproducirán y cuales no (selección natural)

Dado un tiempo suficiente, la selección natural lleva a la acumulación de cambios que provocarán diferencias entre grupos de organismos.

Los detractores a la teoría argumentaban que la selección natural disminuía la variabilidad, al no poder explicar porque surgen las diferencias de los individuos dentro de una población. Por lo tanto, la principal dificultad de la teoría de la evolución radicaba en no poder explicar la existencia de diferencias entre organismos.

Mutacionismo de De Vries

La gran desventaja de Darwin y Wallace con respecto a sus contemporáneos radicaba en el no conocimiento de las leyes de herencia de Mendel. Estas leyes resultarían de una importancia vital para el desarrollo de la teoría de la evolución.

El ya nombrado Weissmann, al encontrar que la base de la herencia se hallaba en los cromosomas, propuso una nueva teoría donde postulaba la continuidad del plasma germinal (gametos), que se desarrollarían transmitiendo el mensaje hereditario de generación en generación, de manera tal que durante la fecundación, las instrucciones hereditarias de los progenitores se mezclan entre sí al unirse el óvulo con el espermatozoide.

Hugo Marie De Vries (1848-1935), teniendo en cuenta esto, propuso una nueva teoría de la evolución, donde trataría de eliminar a la selección natural como fuente de evolución. De Vries planteó que eran las mutaciones (variación repentina del rasgo de un individuo) y no la selección natural la fuente de variabilidad. También proponía que existían 2 tipos de mutaciones: unas que solo afectan la variabilidad poblacional y otras que son capaces de crear nuevas especies de manera rápida.

Esto contrastaba en cierta medida con la teoría de Darwin, en el sentido que aquella ponía énfasis en un lento desarrollo de nuevas especies mediante diferencias individuales apenas perceptibles.

La teoría de De Vries tuvo gran aceptación en un principio, pero finalmente hubo de ser modificada y sus investigaciones fueron en cierta medida consideradas erróneas.

Teoría sintética de la evolución

Entre 1930 y 1947 surge la teoría sintética o “neodarwinista moderna”, que reúne las ideas principales de Darwin-Wallace y De Vries, unido a los aportes de la genética, citología y la bioquímica. Por su contribución se considera a Dobzhansky, Simpson y Mayr como los principales autores de esta teoría. El proceso evolutivo, según ella, tiene como principales causas:

• El aislamiento reproductivo.

• Variación heredable (mutaciones genéticas y recombinación)

• Selección natural.

• Hibridación y deriva génica.

Así también considera a las poblaciones y a las especies como unidades básicas de la evolución.

Esta teoría procura reparar los errores anteriores, introduciendo la idea de que para entender el proceso evolutivo de las especies es necesario conocer cómo las características se transfieren de generación en generación.

Los postulados de la teoría sintética se resumen de la siguiente manera:

• Evolución es el cambio en frecuencia génicas del fondo o acervo genético de una población específica (microevolución)

• Cada especie es un acervo aislado de genes, que posee complejos génicos particulares conectados por flujo génico.

• Un individuo contiene solo una porción del acervo génico de la especie a la que pertenece.

• Un individuo de fenotipo más favorable contribuye con una proporción mayor de genes al nuevo acervo genético.

• La mutación es la fuente última de nuevos genes en un acervo genético.

En la población panmíctica (de reproducción aleatoria) se produce una infinidad de combinaciones de genes. La selección actúa favoreciendo ciertas combinaciones de genes sobre otras.

La ley de Hardy-Weinberg y el equilibrio genético

Supongamos que existe un rasgo en una población, que es determinado por un sólo locus génico con dos alelos A y a, regidos por la dominancia mendeliana simple. En ella, hipotéticamente debería haber de 1000 individuos, 90 homocigotos recesivos, y los otros 910 restante con fenotipo dominante (Aa, aa). Cuando no existen factores expernos que alteren estos rangos, las generaciones sucesivas mantendrán la misma frecuencia alélica. Se dice que una población cuyas frecuencias alélicas y genotípicas no cambian de una generación a otra, está en equilibrio genético.

En 1908, G.H Hardy y W.Weinberg establecieron que: “Bajo condiciones muy específicas, las frecuencias génicas y genotípicas tienden a permanecer constantes en una población de individuos con reproducción sexual cruzada. Las condiciones específicas serían las siguiente:

La población debe ser infinitamente grande para minimizar las alteraciones casuales en la frecuencia de los genes.

No debe haber mutqaciones de ninguna clase o, si se producen, las frecuencias de mutaciones deben ser equivalentes en los dos sentidos, es decir, A muta hacia a, y a muta hacia A.

La población debe ser cerrada, sin fenómenos migratorios.

El apareamiento de la población debe ser al azar, vale decir, todos los individuos que la componen tienen la misma probabilidad de cruzarse con cualquier otro del sexo opuesto.

Debe existir ausencia de la selección natural, pues durante la selección natural algunos genotipos son favorecidos sobre otros.

-Formulación Matemática

La frecuencia de alguno de los alelos, A o a, es descrita por un número de cero a uno. Por ejemplo, A constituye el 80% del patrimonio génico de la población y a el restante, por lo tanto, el patrimonio génico será 0.8 y 0.2 respectivamente. Las frecuencias, entonces, deben sumar 1. Si se representa como p a la frecuencia del alelo dominante (A) y q la frecuencia del alelo recesivo (a), se puede resumir su relación por medio de una ecuación binomial sencilla: p + q = 1.

Por la ecuación anterior, tenemos que (p + q)2 = 1. Esta ecuación binomial puede desarrollarse para describir la relación de las frecuencias alélicas con los genotipos en la población. Mediante tal desarrollo se obtiene la frecuencia de los genotipos en la descendencia:

p2 + 2pq + q2 =1

pp + 2pq + qq= 1

AA + Aa + aa = 1

Si seguimos con el ejemplo anterior, podríamos establecer cuál es la frecuencia de homocigotos dominantes dentro de la población de la siguiente manera:

P2= 0.8 x 0.8 = 0.64

Luego, la de heterocigotos.

2pq = 2 0.8 x 0.2= 0. 32

Luego, la de homocigotos rececivos sería:

q2= 0.2 x 0.2 = 0.04

Ejemplo 2:

En la especie humana, el ge para el color pardo de los ojos es dominante sobre el gen responsable del color azul puro de los ojos. Si en una población el 9% de las personas tienen ojos de color azul puro. ¿Qué porcentaje de esta población es heterocigota de ojos pardos?

Solución:

Dado que q2= 0.09, q = 0.3

Puesto que: p + q = 1, p= 0.7

Entonces, 2pq = 0.42

Respuesta 42 %

EVIDENCIAS DE LA EVOLUCIÓN

Toda teoría necesita ser verificada para tener validez. En el caso de la evolución, con el pasar del tiempo se ha recopilado información desde los más diversos ámbitos, desde la geografía hasta la ingeniería genética. Por esto cualquier descubrimiento en estos campos implican una reevaluación o confirmación de la teoría.

Es así como podemos clasificar las evidencias en 2 grupo: directa e indirecta. La primera constituye prácticamente la acción humana sobre la selección natural de las especies, y es a pequeña escala. Por ejemplo, casi todos los individuos de la biston bestularia que viven en zonas industriales tienen sus alas negras por la acción del hollín presente en su hábitat y que les permite camuflarse. Otro ejemplo también son las bacterias resistentes a los antibióticos.

Pero los datos más impresionantes provienen de los cambios a gran escala (macro-evolución), y de los cuales el más conocido es el registro fósil de épocas y etapas posteriores. Estas evidencias, que son indirectas, son:

Paleontología

Nosotros, los humanos, ocupamos menos de la milésima de segundo del gran reloj de la Tierra, que se echó a andar hace miles de millones de años. Si tomamos en cuenta que la vida, en forma de células, comenzó hace más o menos 1000 millones, quiere decir que antes de nosotros existieron un sinnúmero de especies que evolucionaron o se extinguieron. Esto es fácilmente comprobable con la existencia de fósiles (“encontrado bajo la tierra”), restos orgánicos de una época geológica anterior que se han conservado de manera natural en rocas o sedimentos.

El registro fósil nos ha señalado que las especies antiguas eran muy distintas a las actuales. Además de eso, nos puede mostrar incluso la edad aproximada de las especies fosilizadas. Como los fósiles aparecen solo en algunos estratos de la corteza terrestre, es una prueba que muchísimas especies se extinguieron dejando solo a los fósiles como prueba de su existencia.

Cuando un ser vivo muere, su estructura orgánica puede, en determinadas condiciones, preservarse y absorver sales minerales del entorno. Estas sales, terminan por desplazar la materia orgánica, manteniendo la forma del organismo. Pero estos nos son los únicos tipos de fósiles. Algunos tipo son:

• Ámbar: Hace miles de años, algún insecto pudo haber quedado atrapado en la resina de un árbol, que más tarde se convertiría en ámbar.

• Coprolitos: Son las defecaciones (en su mayoría de dinosaurios) endurecidas. Así se puede conocer la alimentación de los animales.

• Pistas fósiles: No son fósiles 100%, pero si nos demuestran la existencia de los animales. Por ejemplo, cuevas o madrigueras.

• Organismos intactos: Además del caso del ámbar, los organismos se encuentran completos. Las condiciones deben ser prácticamente fortuitas. Es el caso del mamut encontrado en Siberia (momificación)

• Réplicas: Se sustituye molécula por molécula todo el organismo por sustancias minerales (metasomatósis)

• Estructuras originales: En este caso solamente el interior del organismo se reemplaza por sustancias minerales, mientras que el exterior se conserva intacto.

• Carbón: Fósiles vegetales que sufrieron un proceso de carbonización.

Para que un organismo llegue a convertirse en un fósil, existen diversas maneras. Entre los procesos de fosilización encontramos:

• Calcificación: Ocurre cuando un organismo queda enterrado en un medio rico en carbonato de calcio.

• Silicificación: El organismo es sustituido por sílice. Ocurre en ambientes como agua con silicio y se observa en la conservación de los vegetales.

• Carbonización: Es un proceso en el cual un organismo rico en carbono se altera durante la fosilización desprendiendo metano, anhídrido carbónico y agua, con lo cual la concentración de carbono mineral es mayor. Así se conservan plantas, peces y artrópodos.

• Piritización y limonitización: Ocurre cuando un organismo desprende diversos gases, entre ellos, ácido sulfhídrico. Este reacciona con el hierro disuelto en el agua (pirito) que ocupa los poros del fósil. Este pirito puede oxidarse en climas húmedos, dando lugar a limonita.

Anatomía comparada

La anatomía comparada trata de establecer una clasificación evolutiva de los eres vivos mediante el estudio comparativo de sus estructuras anatómicas. Así se puede constatar que las semejanzas entre grupos de organismos son completamente independientes de la forma de vida que llevan.

La búsqueda de relaciones evolutivas hizo posible de cambios sustanciales de estructuras, así como relaciones de parentesco entre organismos.

Según la manera en que se relacionan con otros organismos o su funcionamiento, los órganos pueden ser homólogos, análogos o vestigiales.

• Órganos homólogos: La clasificación de los organismos se ha basado, principalmente, en la presencia de órganos homólogos Ésta establece semejanzas entre órganos de animales de acuerdo a una misma estructura, posición y origen. Estas estructuras tiene un origen evolutivo común, pero desempañan funciones diferentes. Los criterios utilizados para definir una homología son:

• Misma estructura fundamental.

• La misma posición relativa.

• Mismo patrón de desarrollo embrionario.

Un ejemplo típico de homología son la aleta anterior de la ballena, el ala de un murciélago, la pata anterior de un caballo y el brazo de un hombre. A pesar que cumplen funciones diferentes, están conformadas casi por el mismo tipo de estructuras (húmero, cúbito y radio y carpiano).

Las homologías son más completas entre los individuos de la misma especie y decrecen, progresivamente a medida que aumenta la jerarquías de las categorías taxonómicas, género, familia, orden, clase, phylum y reino. Para los biólogos de hoy en día, los diferentes grados de homología en las distintas categorías taxonómicas son consecuencias de la evolución de un antepasado común. Estas semejanzas entre los miembros de un grupo taxonómico son tanto mayores cuanto más reciente es la forma ancestral que les dio origen. Por ejemplo, las especies de un “orden” tienen cierta semejanza, por la presencia de un antepasado en común. Luego, la gran similitud en las estructuras homólogas de las especias de “género” revela que el antepasado común era más reciente, que el del “orden”.

• Órganos análogos: Es el caso inverso a la homología, pues los órganos cumplen funciones similares pero están compuestas por estructuras distintas que no tienen relación evolutiva entre si. Es así como los organismo pueden desarrollar parecidos estructurales o estructuras semejantes para solucionar un mismo problema.

Las analogías pueden observarse entre organismos lejanamente emparentados. Las semejanza funcional puede ser explicada por una evolución convergente o paralela. Un ejemplo clásico es la comparación entre el ala de una ave y el de un insecto como la mariposa. Las dos cumplen la misma función (el vuelo), pero mientras la ala del ave corresponde a un miembro básico de un miembro locomotor de un vertebrado (adaptado al vuelo), mientras que el ala de un insecto, en lugar de los huesos del primero, posee nervadura, mientras que en vez de plumas, tiene una capa de quitina endurecida.

• Órganos Vestigiales: Estos pueden ser considerados como uno de los más importantes testimonios de la evolución. Darwin, incluso, puso gran atención en ellos.

En definición, corresponden a estructuras que han perdido su función para la cual estaban diseñadas en especies ancestrales. La presencia de estos caracteres, denominados “atávicos”, puede ser explicada por el hecho de que los organismos se adaptan a nuevos ambientes que no necesitan la presencia de ese órgano.

En nuestro propio cuerpo podemos encontrar 4 órganos vestigiales: los músculos de la oreja, las vértebras coccígeas, la muela del juicio y el apéndice. Todos estas estructuras no tienen una función actualemente, pero esto no quiere decir que no lo hayan tendio en nuestros ancestros.

Embriología

Esta rama estudia el crecimiento, la formación y la morfogénesis de los organismos desde la fecundación del óvulo.

Las pruebas embriológicas se basan en el estudio comparado de la ontogenia o desarrollo embrionario de los animales. En las etapas tempranas del desarrollo, hay grandes semejanzas entre organismos que más tarde serán muy diferentes, lo que nos indica que están emparentados.

Organismos tan distintos como el hombre y el pez presentan características tan semejantes en sus embriones que llega a ser difícil distinguirlos. Esto se debe a que todos los organismos de un phyllum en especial en sus primeros estados son controlados por el mismo grupo de genes. A medida que avanza el proceso evolutivo se van agregando nuevos genes, producto de las mutaciones, conservando los que controlan etapas tempranas. De esto podemos deducir que entre mayor es el parentesco entre especies, mayor es el grupo de genes comunes.

Biogeografía

La distribución geográfica de las especies constituyes, muchas veces, una prueba de la evolución. El estudio de la distribución geográfica de las especies indica que ellas se originaron en determinadas áreas y a medida que se expandieron hacia otras zonas del planeta fueron adaptándose al ambiente eal que llegaban. Esto nos ha ayudado ha comprender la relación entre accidentes geográficos y la distribución y aparición de especies, lo que unido a otros factores permite el establecimiento de una flora y fauna característica de cada región.

Las grandes barrera geográficas permiten separar los continentes en Reinos Zoogeográficos, que se caracterizan por la presencia de determinadas especies. Se distinguen cinco reinos zoogeográficos: Neártica (América del norte), Neotropical (América del sur), Etiopica (África), Australiana (Oceanía) y Paleartica (Europa y Asia)

Algunos de los factores más importantes que evidencian el proceso de evolución son la dispersión y el aislamiento. La dispersión corresponde a un proceso donde una especie originaria de un área zoogeográfica determinada se traslada hacía otra, originando una nueva especie. Esto último también llega a involucrar a el aislamiento, ya que la especie puede quedar limitada en un espacio geográfico por la acción de una barrera, evolucionando de una manera diferente a la original.

Un claro ejemplo de aislamiento es Australia, pues en un momento este permaneció unido a un continente, y mediante la dispersión de especies llegaron alguna, que más tarde quedaron “atrapadas” al desprenderse Australia del continente. Esto se tradujo en el surgimiento de una serie de especies únicas, pero con cierto parentesco a otras (Wombat, marmota; Lobo de Tasmania, Lobo; etc.)

Taxonomía y sistemática

La taxonomía es una rama de la biología, basado en un sistema jerarquico de grupos ordenados según sus semejanzas. El actual sistema es el original creado por el naturalista Karl von Linneo.

Los seres vivos se agrupan en categorías taxonómicas, en donde las especies se incluyen en géneros. Varios géneros conforman una Familia, que a su vez se agrupan en Órdenes y estos en Clases. Para animales y protozoos la siguientes familia es el Phyllum, y para hongos y plantas es la División. El último nivel taxonómico es el Reino.

La taxonomía ha contribuido a establecer relaciones de parentesco en los diferentes grupos, de acuerdo a las características morfológicas, fisiológicas y genéticas que comparten.

La sistemática ha contribuido a formal árboles filogenéticos, en los que se observa la historia evolutiva de los seres vivos desde los reinos y sus principales divisiones, hasta las especies actuales. Los científicos utilizan estos árboles para representar las distancias genéticas entre especies o poblaciones.

Las filogenias pueden incluso llegar a reflejar aspectos del ritmo del cambio evolutivo.

Genética y Bioquímica

La genética y la bioquímica proporcionan pruebas contundentes acerca de las similitudes o diferencias de un organismo mediante el estudio de su molécula de ADN. La mayoría de estas comparaciones tienen directa relación con las inferencias filogenéticos que se le pueden realizar.

Como sabemos, el material genético determina en gran medida las características fenotípicas de un organismo y se hereda de generación en generación. Se pueden establecer relaciones de origen evolutivo estudiando y analizando similitudes y diferencias entre el material genético de diferentes especies.

La comparación de ADN, entre 2 o más especies permite estimar la distancia genética entre los grupos. Esta diferencia es proporcional al tiempo transcurrido desde la separación de los linaje o al número de generaciones transcurrido desde la separación.

A pesar de haber diferencias grandes entre algunas especies, se encuentran muchas funciones bioquímicas homólogas. Parece más increíble aún que el ser humano tenga casi los mismo genes que el chimpancé, y solo un 10% de diferencia con un ratón. Sin embargo, cuando analizamos un solo gen, podemos observa que los nucleótidos que lo constituyen varían según la cercanía filogenético entre las especies.

Las enzimas del aparato digestivo, por ejemplo, son las mismas en casi todos los organismos, solo que cambian levemente su composición aminoácido. Entre menor es la diferencia de la composición aminoácido entre los individuos, más emparentados se encuentran.

Existen variados enfoques para analizar la distancia genética entre poblaciones. Un método consiste en estimar la frecuencia de los distintos alelos de un locus.

Otro método consiste en compara la secuencia de ADN de uno o varios genes. Un gen, en promedio, contiene unos mil sitios nucleotídicos. Entre mayor número de sitios nucleotídicos en común en un mismo gen, más emparentados se encuentran las especies.

MEDIOS DE DATACIÓN DE FÓSILES

De los métodos utilizados para estimar la edad de los fósiles en estratos rocosos, el más preciso deriva de los conocimientos modernos acerca de la radiactividad. Los elementos radiactivos se decomponen gradualmente, a una velocidad constante, hasta transformarse en nuevos elementos. Los isótopos radiactivos (radioisótopos o radionúclidos) presentes en una roca dan una medida exacta de la edad de ésta. Los radioisótopos emiten potentes radiaciones invisibles y cuando un radionúclido emite radiación, su núcleo se convierte en un nuevo núcleo, correspondiente a un elemento distinto. Este proceso es denominado desintegración radiactiva (o decaimiento radiactivo). Por ejemplo, el núcleo radiactivo de un isótopo del uranio, el uranio 235 (235U), se desintegra con el tiempo hasta convertirse en plomo 207 (207Pb).

Cada radioisótopo tiene su propia velocidad de desintegración característica. El tiempo necesario para que la mitad de una cantidad dada de un radioisótopo se convierta en un material distinto es su vida media. Los diferentes radioisótopos presentan enormes variaciones en sus vidas medias. Por ejemplo, la vida media del yodo 132 (132 I) es de sólo 2.4 h, en tanto que la del uranio 235 es de 704 millones de años. La vida media de un radioisótopo específico es constante y nunca varía; no es influida por temperatura, presión o ningún otro factor ambiental.

La edad de un fósil se estima midiendo la proporción relativa del radioisótopo original y su producto de desintegración. Por ejemplo, la vida media del potasio 40 ('K) es de 1.300 millones de años, lo cual significa que en 1.300 millones de años la mitad de los radioisótopos de potasio se habrán desintegrado hasta argón 40 (40Ar). El reloj radiactivo comienza a avanzar cuando la roca se solidifica. La roca contenía inicialmente algo de potasio, pero no argón. Como el argón es un gas, escapa de la roca caliente en cuanto ésta se forma, pero cuando el potasio se desintegra en rocas que se han enfriado y solidificado, el argón se acumula en la estructura cristalina de la roca. Si la proporción de potasio 40 sobre argón 40 en la roca que se analiza es de 1:1, esa roca tiene 1 300 millones de años de antigüedad.

Se utilizan varios radioisótopos diferentes para fechar fósiles. Entre ellos se incluyen potasio 40 (vida media de 1.300 millones de años), uranio 235 (vida media de 704 millones de años) y carbono 14 (vida media de 5.730 años) El `K, con su larga vida media, puede utilizarse para fechar fósiles de varios cientos de millones de años de antigüedad. Otros radioisótopos distintos del carbono 14 se emplean para fechar la roca en que se encuentran los fósiles, mientras que con el propio carbono 14 se fechan los residuos de carbono de cualquier resto de ser vivo, como madera, huesos y conchas. Siempre que sea posible la edad de un fósil debe verificarse de manera independiente con dos o más radioisótopos distintos.

El carbono 14, que se produce de manera continua en la atmósfera a partir de nitrógeno 14 (por radiación cósmica), con el tiempo decae nuevamente a nitrógeno 14. Dado que la formación y el decaimiento del carbono 14 ocurren a velocidades constantes, la proporción de carbono 14 sobre carbono 12 (que es el isótopo estable mas abundante del carbono) es constante en la atmósfera. En virtud de que cada organismo vivo absorbe carbono de la atmósfera, su proporción de carbono 14 sobre carbono 12 es la misma que en la atmósfera. Sin embargo, al morir los organismos dejan de absorber carbono, y la proporción de 14C en sus restos declina conforme el carbono 14 decae a nitrógeno 14. A consecuencia de su vida media breve, el carbono 14 permite fechar fósiles con 50.000 años de antigüedad o menos.

En virtud de las fluctuaciones que ha experimentado la producción de carbono 14 a lo largo de lo siglo, esta técnica tiene un rango de incertidumbre de alrededor de un 15%.

FACTORES QUE AFECTAN LA EVOLUCIÓN

La evolución representa un alejamiento respecto del principio de Hardy-Weinberg de equilibrio genético, y el grado de desviación entre las frecuencias alélicas o genotípicas observadas y las esperadas con base en el principio de Hardy-Weinberg indica la cantidad de cambio evolutivo. Los cambios en las frecuencias alélicas de una población se derivan de cuatro procesos microevolutivos: apareamiento no aleatorio, mutación, deriva genética, flujo génico y selección natural. Cuando uno o más de estos procesos operan en una población, las frecuencias alélicas o genotípicas cambian de una generación a otra.

Apareamiento No aleatorio

Cuando los individuos seleccionan sus parejas con base en el fenotipo (con lo cual seleccionan el genotipo correspondiente), pueden inducir el cambio evolutivo en la población. Dos ejemplos de apareamiento no aleatorio son la endogamia y el apareamiento selectivo.

En muchas poblaciones, son más frecuentes los apareamientos entre vecinos cercanos que entre miembros más distantes de la población. Como resultado, los vecinos tienden a estar más emparentados (esto es, a ser genéticamente similares) entre sí. El apareamiento de individuos con similitudes genéticas y una relación más cercana que si se hubieran reunido al azar entre la población completa se conoce como endogamia.

La homocigosidad aumenta con cada generación sucesiva de endogamia. El ejemplo más extremo de ésta es la autofecundación, común sobre todo en plantas.

La endogamia no parece ser perjudicial en algunas poblaciones, pero en otras ocasiona depresión endogámica, en la cual los individuos endogámicos tienen menor aptitud que los no endogámicos. Esto, entonces, puede llevar a la evolución

Por su parte, el apareamiento selectivo, en los cuales los individuos eligen pareja por su fenotipo, es otro ejemplo de apareamiento no aleatorio. Ejemplo claro, es el de los humanos. Esto, incrementa la homocigosidad.

Como el apareamiento no aleatorio hace cambiar las frecuencias fenotípicas, induce a las poblaciones a evolucionar.

Mutaciones

Las mutaciones son cambios impredecibles en el DNA. Las mutaciones son inevitables; no hay manera de impedirlas. Aunque la mayoría de los genes mutan con una frecuencia muy pequeña, es un hecho que la mutación constituye la fuente primaria de la variabilidad que sirve como base del cambio evolutivo. Respecto al equilibro mutacional (A^a), muy rara vez la frecuencia de mutaciones en un sentido es exactamente igual a la frecuencia de mutaciones en el sentido inverso. El resultado de esta diferencia es una presión de mutación que puede provocar, lentamente, un cambio en las frecuencias génicas de la población. El alelo más estable tenderá a incrementar su frecuencia, mientras el segundo alelo disminuirá proporcionalmente. Todo ello, se debe, especialmente a la selección natural.

Aun cuando la presión de mutación está casi siempre presente su aporte a la reserva genética de variabilidad en la población es muy reducido. La tasa de mutación (frecuencia o velocidad de mutación) es tan lenta que, si actuara sola, requeriría una enorme cantidad de tiempo para producir un cambio significativo en el patrimonio genético. Por lo general, otros factores -especialmente la recombinación- contribuyen a modificar y amplificar el efecto de la mutación espontánea de los genes. En suma, la mutación está en el origen de cualquier cambio evolutivo, pero la tasa de mutaciones por sí sola influye poco sobre las tasas de evolución.

Deriva Génica

El tamaño de una población tiene efectos importantes en las frecuencias alélicas, porque acontecimientos aleatorios, o fortuitos, tienden a causar cambios de magnitud relativamente mayor en una población pequeña. Si una población consta de sólo unos pocos individuos, un alelo presente a baja frecuencia en ella puede perderse por simple azar. Tal acontecimiento es más improbable en una población grande.

Por ejemplo, consideremos dos poblaciones, una con 10 000 individuos y otra con 10. Si un alelo recesivo poco común tiene frecuencia del 10%, o 0.1, entonces 1.900 individuos en la población grande poseen el alelo.' En la población menor, esa misma frecuencia (0.1) significa que sólo alrededor de dos individuos poseen el alelo. A partir de este ejercicio, es fácil ver que hay mayor probabilidad de que el alelo poco común se pierda de la población menor que de la mayor. Los depredadores, por ejemplo, podrían matar uno o ambos individuos que poseen el alelo no común en la población menor simplemente por casualidad.

La producción de cambios evolutivos al azar en poblaciones reproductoras pequeñas se denomina deriva genética, la cual da por resultado cambios en el acervo génico entre generaciones sucesivas de una población.

Un alelo puede eliminarse de la población por azar, independientemente de si el alelo es beneficioso, perjudicial o carente de ventaja o desventaja específicos. De este modo, la deriva genética reduce la variación genética dentro de una población, aunque tiende a incrementar las diferencias genéticas entre distintas poblaciones.

Migraciones (flujo Génico)

El intercambio de genes entre poblaciones, debido a los procesos de migración; ya se inmigración o emigración de los individuos, es un factor importante en la evolución. Un alto porcentaje de las poblaciones, experimentas procesos de migración, lo este factor tiende a alterar el equilibrio génico. Los individuos que salen de una población, retiran su patrimonio génico de ésta y lo integran a la nueva. Si los individuos que emigran representan una muestra al azar de su población original, la salida de ellos no afectará las frecuencias génicas de ésta. Sin embargo, al introducirse a otra población y reproducirse en ella, se modificará la composición del patrimonio génico. Así, un alelo común puede ser incorporado a otro donde no existía. Si el alelo introducido tiene mayor valoración adaptativa que los existentes, lo más probable es que se extienda por la población, ocasionando un proceso evolutivo. Debe considerarse, que el número de inmigrantes o emigrantes (según sea el caso) debe ser considerable para que ésta presente un cambio genético.

Selección Natural

La selección natural indica que aquella población que posea mejores adaptaciones al ambiente en que viven tienen mayor probabilidad e sobrevivir y reproducirse. En generaciones sucesivas, la población de alelos más favorable aumenta la población. Por lo tanto, la selección natural conduce al cambio evolutivo adaptativo. Como resultado, una población se adapta mejor al ambiente.

La selección natural es la reproducción diferencial de individuos con distintos rasgos o fenotipos, en reacción al ambiente. Ésta, preserva a los individuos de genotipos favorables y elimina a los de genotipos desfavorables. El mecanismo de selección no va formando a la especie perfecta, sino que va eliminando a los que se encuentran menos adaptados al hábitat.

Existen tres tipos de selección natural:

• Estabilizadora: Este tipo de selección actúa contra los extremos fenotípicos, es decir, son favorecidos los fenotipos intermedios. Por ejemplo, según estudios, los neonatos con peso intermedio tienen más probabilidades de sobrevivir.

• Direccional: Favorece a los fenotipos de uno de los extremos de la curva (ver imagen) de distribución normal. En generaciones sucesivas, un fenotipo sustituye de manera gradual a otro. Por ejemplo, si el mayor tamaño es ventajoso, los individuos más grandes serán cada vez más comunes en la población.

• Disruptivo: A veces, cambios extremos en el ambiente, favorecen a más de un fenotipo. La selección diruptiva es un tipo especial de selección direccional, pues no va en un sólo sentido, esto actúa contra el fenotipo intermedio.

RESULTADOS DE LA SELECION NATURAL.

A nivel de macroevolución, la selección natural produce varios patrones de evolución. Algunos de ellos son:

• Coevolución o evolución concertada: Es un proceso donde diferentes especies actúan como agentes selectivos unos de otros.

• Evolución convergente: Se produce entre organismos que ocupan ambientes similares, por lo que están sujetos a presiones selectivas de gran parecido. Esto desarrolla en los individuos grandes semejanzas fenotípicas, a pesar de ser filogenéticamente distantes. La evolución convergente se da bastante en casos de analogías.

Los cetáceos, por ejemplo, muestran grandes semejanzas hidrodinámicas con peces y tiburones, pero sus aletas continúan mostrando su origen de “mano” terrestre.

• Evolución divergente: Se presenta cuando un grupo de individuos de una misma especie se aísla del resto, de manera tal que comienza a desarrollar un curso evolutivo diferente por la acción de presiones selectivas particulares.

Un claro ejemplo es el oso pardo, urdus arctos. Hace 1.5 millones de años, un grupo de urdus arctos se separó de sus demás compañeros y dada las duras condiciones a que fueron sometidos, evolucionaron hacia el actual oso polar, urdus maritimus.

• Radiación adaptativa: Es la formación rápida de nuevas especies a partir de una ancestro común, y que son capaces de invadir nuevas zonas por poseer una característica clave.

• Extinción: Proceso mediante el cual una especie desaparece definitiva e irreversiblemente. Tiene un carácter tanto local como planetario (total)

MECANISMO DE ESPECIACIÓN

• Especiación alotrópica: Corresponde a la diferenciación genética de especies que se han visto aisladas geográficamente.

• Especiación simpátrica: Consiste en la separación genética de poblaciones que viven en un mismo entorno, por lo que las especies se originan por divergencia entre individuos. Por ejemplo, los Pinzones de Darwin, quienes viven en distintos microhábitats en una misma zona geográfica.

• Especiación parapátrica: Consiste en la separación de poblaciones que no viven en un mismo entorno pero si en zonas adyacentes.

¿A qué se debe el gran número de especies? La respuesta no es fácil, aunque existen pistas relacionadas en forma directa con la evolución. Pascual Trillo comenta acerca de esto: “El origen de las especies vivas nuevas a partir de especies predecesoras constituye el proceso básico de la evolución, que es conocido como especiación”.

Los mecanismos de especiación consisten en la formación de nuevas especies, a partir de otras. Para producir una nueva especie, la evolución debe generar cambios genéticos lo suficientemente grandes como para que no pueda ocurrir el apareamiento.

La especiación depende de:

Divergencia Génica

Cuando las diferencias genéticas son lo suficientemente grandes entre dos especias, no podrán curzarce para producir descendencia vigorosa y fértil en el momento del apareamiento. Aquello, hará que el flujo génico se vaya haciendo cada vez menor, por lo tanto, estas poblaciones se irán alejando genéticamente (divergencia) y así originarán especies diferentes.

Aislamiento

El origen de una nueva especie implica la evolución de mecanismos o barreras biológicas que impidan el entrecruzamiento con individuos de otras especies. Las propiedades biológicas que impiden el apareamiento se llaman mecanismos de aislamiento reproductivo (M.A.R., y se pueden clasificar en dos grupos:

Precigóticos: aquellos que impiden la fecundación del óvulo, y que pueden:

Aislamiento ecológico o geográfico: A veces, individuos que ocupan el mismo territorio viven en diferentes hábitats y, por tanto, no tienen oportunidad de cruzarse. Por ejemplo, varias especies morfológicamente indistinguibles del mosquito Anopheles, que están aisladas por sus diferentes hábitats (aguas salobres, dulces y estancadas).

Aislamiento estacional. Los organismos pueden madurar sexualmente en diferentes estaciones o horas del día.

Aislamiento conductual. La atracción entre machos y hembras, o entre gametos masculinos y femeninos, en el caso de plantas y organismos acuáticos, es necesaria para que se produzca la unión sexual. Por ello, muchas veces se han presentado rituales de cortejo, que atraen al sexo opuesto de la misma especie, pero no a la de otras. Entre las ranas, con frecuencia, los machos son impresionantemente indiscriminados, brincando sobre cada hembra que ven. Sin embargo, las hembras, sólo se acercan a las ranas machos que croan el tono adecuado para su especie.

Aislamiento mecánico. La cópula es a veces imposible entre individuos de diferentes especies, ya sea por el tamaño incompatible de sus genitales, o por variaciones en la estructura floral.

Aislamiento gamético. En los animales con fecundación interna los espermatozoides son inviables en los conductos sexuales de las hembras de diferentes especies. En las plantas, los granos de polen de una especie generalmente no pueden germinar en el estigma de otra.

Postcigóticos: Son los que interfieren en el desarrollo del individuo o lo hacen estéril, de manera que no pueda dejar descendencia, pudiendo ser la inviabilidad y la esterilidad de los híbridos. Los MAR que actúan tras la formación del cigoto pueden ser clasificados en diferentes categorías: inviabilidad, esterilidad y reducción de ambas. Por ejemplo, los embriones de borrego y vaca mueren en estados incipientes de desarrollo. La inviabilidad de los híbridos es común en plantas, cuyas semillas híbridas no germinan.

Los evolucionistas consideran que existen dos grandes mecanismos de especiación:

Especiación alopátrica

También llamada especiación geográfica. Es el mecanismo de especiación que cuenta con un mayor número de ejemplos documentados. Consiste en la separación geográfica de poblaciones que comparten un acervo genético común, de tal forma que se lleguen a producir dos o más poblaciones geográficas aisladas que, sometidas a las peculiares condiciones ambientales del sector geográfico ocupado, han evolucionado independientemente hasta generar nuevas especies.

La separación entre poblaciones puede ser debida a migración, a extinción de las poblaciones situadas en posiciones geográficas intermedias, o mediada por sucesos geológicos. La barrera puede ser geográfica o ecológica, como por ejemplo cumbres que separan valles en las cordilleras, continentes que se separan o zonas desérticas que separan zonas húmedas. Este tipo, muy adecuado para generar el aislamiento reproductivo de especies muy móviles, parece ser el mecanismo de especiación más extendido entre los vertebrados.

Especiación simpátrica

Este tipo de especiación implica la divergencia de algunas poblaciones hasta conseguir independencia evolutiva dentro de un mismo espacio geográfico. Habitualmente conlleva que las nuevas poblaciones utilicen nichos ecológicos diferentes, dentro del rango de distribución de la especie ancestral, por tanto, la divergencia en simpatría, suele estar impulsada por la especialización ecológica en algunas poblaciones. El aislamiento reproductor en este proceso puede surgir como consecuencia de la colonización y explotación de nuevos hábitat por individuos genéticamente diferenciados por mutaciones cromosómicas.

GLOSARIO

Acervo genético o reservorio génico: Es el conjunto de todos los alelos de todos los genes de todos los individuos de una población.

Adaptación: Modificación evolutiva que incrementa las probabilidades de supervivencia y éxito reproductivo.

Biodiversidad: Es la variedad de ambientes, especies y genes disponibles en una zona determinada.

Divergencia: Organismos que con un ancestro en común, separaron sus líneas evolutivas y han adquirido características distintas.

Ecosistema: Complejo dinámico de comunidades vegetales, animales y microorganismos y su medio no viviente que interactúan como unidad funcional.

Especiación: Aparición de una nueva especie por evolución.

Especie: Es un grupo de organismos que se relacionan en aspecto, comportamiento, carácter y en estructura genética, sin tener en cuenta las restricciones temporales o geográficas que las separan a éstas.

Equilibrio genético: Condición genética de una población que no está experimentando cambio evolutivo.

Evolución: Cambio genético acumulativo en una población de organismos en el transcurso de las generaciones, lo que causa diferencias en las poblaciones.

Evolución Convergente: Organismos que con ancestros separados, se adaptan de modos similares a demandas ambientales comparables.

Frecuencia alélica: Porcentaje que representa un alelo específico respecto del total de alelos en un locus determinado de una población.

Hibridación: Cruzamiento de dos miembros de taxones distintos o genéticamente distintos.

Mutación: Cualquier cambio en el DNA; puede consistir en un cambio en el orden de los pares de bases de nucleótidos de un gen, la transposición de genes dentro de los cromosomas o un cambio en los cromosomas mismos.

Naturalista: Persona que se dedica profesionalmente a la historia natural, es decir, al conjunto de ciencias que estudia a los seres de la naturaleza.

Población: Grupo de organismos de la misma especie que viven en la misma región geográfica al mismo tiempo.

CONCLUSIONES

La biodiversidad es muy importante para el ser humano. Aunque no lo creamos, ésta nos permite sobrevivir en el planeta Tierra, ya que un ecosistema equilibrado y con gran biodiversidad, nos dota de un mundo mejor. Esta gran biodiversidad, se ha formado a partir de un sólo ancestro, que mediante procesos que afectan la evolución como la selección natural y las mutaciones, ha permitido originar organismo tan dispares como los insectos y el ser humano.

La evolución se puede observar a simple vista, e incluso otra ramas de la ciencia de la biología, como la taxonomía, ocuparon ciertos parámetros para clasificar a los organismos, que coincidieron con los fundamentos de la evolución. Ello pone en evidencia, que de alguna manera, todas las disciplinas biológicas llevan a afirmar que provenimos de un organismo común.

Por otra parte, el que exista una evolución convergente y una divergente, permite darnos cuenta de que el ambiente condiciona de manera fundamental, la selección natural, pues, a partir de ésta características, los organismos ancestrales comenzaron a experimentar cambios que le permitieron adecuarse mejor a su hábitat, sufriendo evoluciones convergentes o divergentes, dependiendo del caso.

Aunque pensemos que la evolución es un proceso demasiado largo como para poder ser observado, nos damos cuenta de que no es del todo cierto. Esto se debe, a que podemos observar cómo organismos unicelulares como las bacterias han evolucionado en las últimas décadas para convertirse en seres más resistentes a los antibióticos. Por lo tanto, podemos decir, que en una primera instancia, la evolución de los organismo hace millones de años, fue más rápida a nivel general, pues la mayoría de aquel mundo estaba conformado por seres muy simples. A medida que ha pasado el tiempo, la especiación ha ido formando poblaciones más adaptables a su hábitat. El gran problema es que el hombre, con su llegada imponente, ha ido cambiando demasiado los ambientes donde viven las otras especies, dañando la vida de éstas.

En nuestra vida diaria, todo está expuesto a constantes cambios. Aquello indica que la teoría del equilibrio genético sólo nos da una idea hipotética de la distribución de las frecuencias alélicas en una población, sin embargo, no podemos hablar de este principio matématico con certeza práctica, pues estaríamos negando la existencia de la evolución en nuestro mundo y acercándonos a una teoría de origen fijista.

Para finalizar, que el hombre no ha ido viendo cómo el mundo cambia, sino que él ha cambiado con él. Aunque no nos demos cuenta a ciencia cierta, hoy en día, entre nosotros, entre esta propia sociedad se está llevando a cabo un proceso de selección natural, por la sobrevivencia del más capaz para afrontar el ambiente social, competitivo, rápido y exigente en que se está convirtiendo la sociedad.

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