Evolución: datos sobre los procesos que dan forma a la diversidad de la vida en la Tierra
Descubra datos interesantes sobre cómo funciona la evolución, los diferentes patrones que pueden surgir de la evolución, qué tan rápido pueden evolucionar los organismos y si la evolución es un proceso aleatorio u ordenado.
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La evolución es la forma en que grupos de formas de vida cambian con el tiempo para adaptarse mejor a los lugares donde viven.
Es por eso que la vida adopta "formas tan infinitas, tan hermosas y maravillosas", como escribió el biólogo británico Charles Darwin en su famoso libro de 1859 "Sobre el origen de las especies".
Puedes agradecer a la evolución por la diversidad de la vida, desde bacterias microscópicas hasta la ballena azul, el animal más grande que jamás haya existido.
Darwin y su compañero naturalista Alfred Russel Wallace desarrollaron la teoría de la evolución a mediados del siglo XIX.
La evolución funciona gracias a un proceso llamado selección natural. Las formas de vida que tienen rasgos que las hacen más adaptadas a un determinado entorno (ya sea una tundra helada o un volcán de aguas profundas) tienen más posibilidades de sobrevivir y transmitir ese rasgo a su descendencia.
Mientras tanto, los miembros del grupo que no tienen ese rasgo morirán o tendrán menos descendencia. Con el tiempo, más miembros de la población heredarán ese rasgo beneficioso.
La evolución ayuda a explicar cómo surgieron los humanos, por qué las bacterias pueden resistir los antibióticos y por qué siempre surgen nuevas enfermedades, como la COVID-19.
5 datos curiosos sobre la evolución
- Se estima que el último ancestro común de toda la vida en la Tierra existió hace unos 4.200 millones de años.
- Hay tres ingredientes necesarios para que se produzca la selección natural: variación, herencia y competencia.
- La primera vida compleja (animales, plantas y hongos) apareció hace unos 540 millones de años durante la explosión cámbrica.
- Hay tres ramas principales de la vida: Eukaryota, Bacteria y Archaea (microbios que son similares a las bacterias y a menudo viven en ambientes extremos).
- El Homo sapiens (nosotros) coexistió con otras especies de humanos a principios de nuestra historia.
Todo lo que necesitas saber sobre la evolución
¿Cómo funciona la evolución?
La evolución por selección natural es cuando un rasgo se elimina o se vuelve más común en una población dependiendo de qué tan bien el rasgo ayuda a los organismos (seres vivos) a sobrevivir y reproducirse. Tres ingredientes clave de la selección natural son la variación, la herencia y la competencia.
En primer lugar, hay variación. Por ejemplo, algunos leones son más grandes o más pequeños, tienen melenas más largas o más cortas, son más agresivos o cautelosos, etc. Cada población de organismos tiene variaciones en casi cualquier rasgo que puedas imaginar. Los rasgos se codifican a través de genes en el ADN, una molécula que se encuentra en cada célula viva y que da instrucciones sobre cómo desarrollarse, vivir y reproducirse. Los rasgos varían dentro de una población en parte porque cuando se copia el ADN, a veces algunas de las letras del código cambian, un proceso llamado mutación.
Luego está la herencia. Muchos de estos rasgos variables se heredan. Los genes se transmiten de una generación a otra mediante la reproducción.
Por último, está la competencia. Cada criatura de una población compite con otras de su grupo por alimento, refugio, recursos y pareja.
Así es como todos esos ingredientes funcionan juntos.
Para sobrevivir, un organismo debe adaptarse bien a su entorno. Por ejemplo, una planta en el desierto de Mojave necesita arreglárselas con muy poca agua, mientras que un árbol en la selva amazónica necesita evitar que sus hojas se encharquen.
Aquellos con un rasgo que se adapta mejor a su entorno (por ejemplo, un cactus que necesita menos agua en el desierto) tienen más éxito en la competencia por recursos, refugio, alimento y pareja.
Tienen más probabilidades de sobrevivir y reproducirse que sus homólogos sin este rasgo. Su descendencia hereda estos rasgos que les dan una ventaja sobre sus rivales, continuando el ciclo de evolución.
Con el tiempo, más miembros de la población portan el rasgo que les da una ventaja en la supervivencia y la reproducción. Eso es evolución en pocas palabras.
La evolución explica cómo las especies surgen y cambian con el tiempo. Si bien los científicos han descrito entre 1 y 2 millones de especies, saben que se están perdiendo muchas cosas. Podría haber 9 millones (o incluso hasta un billón) de especies en la Tierra.
¿Es la evolución completamente aleatoria?
La selección natural requiere variación, y la variación dentro de una población proviene en gran medida de mutaciones en el ADN.
La mayoría de las mutaciones son aleatorias, pero algunas áreas del ADN pueden mutar más fácilmente que otras.
En los seres humanos, los niños suelen nacer con unas 60 nuevas mutaciones, o cambios en el ADN que sus padres no tenían.
Diferentes formas de vida tienen diferentes tasas de mutación y siempre hay algunos errores. La mayoría de estas mutaciones no afectan al organismo de forma perceptible. (Éstas se denominan mutaciones neutras). Pero a veces, las mutaciones pueden hacer que a un organismo le resulte más fácil o más difícil sobrevivir o reproducirse. Aquí es donde entra en juego la selección natural.
Si una mutación ayuda a un organismo a competir mejor, es más probable que sobreviva y transmita la mutación beneficiosa a su descendencia. Por otro lado, si una mutación dificulta la supervivencia o la reproducción, es menos probable que la mutación se transmita.
Entonces, si bien las mutaciones ocurren en su mayoría de manera aleatoria, la evolución no es aleatoria.
Sin embargo, la selección natural no es perfecta y las mutaciones que tienen efectos negativos muy pequeños o nulos pueden permanecer en una población.
Por ejemplo, muchas personas tienen muelas del juicio que alguna vez nos ayudaron a triturar plantas en nuestra dieta, pero ahora principalmente apiñan otros dientes y generalmente hay que extraerlas. Pero como tener muelas del juicio no dificulta la supervivencia o la reproducción, todavía no se ha eliminado.
¿Cuánto tiempo lleva la evolución?
Por lo general, se piensa que la evolución es un proceso que ocurre durante miles o millones de años, pero algunos organismos pueden evolucionar en cuestión de días. El ritmo de evolución depende de varios factores.
En primer lugar, los organismos que se reproducen rápidamente evolucionan más rápido porque la evolución se produce a través de cambios heredados, y cada generación difiere ligeramente de la anterior. Con el tiempo, estos pequeños cambios se suman a grandes diferencias.
En segundo lugar, el tamaño de la población importa. Es más probable que las poblaciones más grandes tengan al menos un individuo con mutaciones que afecten la supervivencia o la reproducción. Luego, la selección natural los elimina o hace que los genes sean más comunes dependiendo de si son buenos o malos para una especie.
La tasa de mutación también influye en la velocidad de la evolución. Más mutaciones significan más posibilidades de evolucionar, pero debido a que la mayoría de las mutaciones son neutrales o dañinas, los organismos a menudo desarrollan proteínas para corregir errores de copia del ADN, lo que mantiene baja la tasa de mutación. La luz solar, los productos químicos y los factores relacionados con los trucos de corrección de errores de diferentes especies pueden afectar la rapidez con la que mutan los genes.
Por último, el medio ambiente juega un papel fundamental en el ritmo de evolución. En condiciones difíciles, la selección natural elimina rápidamente a los individuos que no se adaptan bien a su entorno, lo que lleva a cambios evolutivos más rápidos.
Estos factores significan que los organismos pequeños que hacen copias de sí mismos rápidamente (como las bacterias) evolucionan mucho más rápidamente que los grandes que tardan mucho en reproducirse, como los elefantes. Esta rápida evolución en organismos microscópicos puede ayudar a los científicos a estudiar la adaptación mediante experimentos de laboratorio.
¿Cuál es la teoría de la evolución de Lamarck?
Cuando pensamos en la teoría de la evolución nos viene a la mente Charles Darwin.
Pero antes de que Darwin publicara su innovador trabajo en 1859, otros científicos ya estaban intentando explicar la diversidad de la vida en la Tierra. Uno de esos científicos fue Jean-Baptiste Lamarck, un investigador francés que propuso una teoría diferente de la evolución 50 años antes de que Darwin publicara su trabajo.
Lamarck creía que los rasgos o características que se usaban con más frecuencia se fortalecerían y crecerían, mientras que los que no se usaban desaparecerían gradualmente. También pensó que cualquier rasgo que mejorara mediante el uso podría transmitirse a la descendencia.
Un ejemplo comúnmente utilizado es la jirafa. Según la teoría de la evolución de Lamarck, las jirafas tienen cuellos largos porque sus ancestros se estiraban constantemente para alcanzar las hojas en lo alto de los árboles, lo que hacía que sus cuellos se alargaran. Creía que este estiramiento conducía a cuellos más largos, que se transmitían a la siguiente generación.
Ahora sabemos que esto no es correcto, y es a través de mutaciones genéticas que la naturaleza selecciona las longitudes de cuello más exitosas entre la población.
Pero las ideas de Lamarck seguían siendo un trampolín esencial que inspiró las ideas de Darwin sobre la selección natural.
¿Cuáles son los diferentes tipos de evolución?
La evolución puede producir diferentes patrones a lo largo del tiempo. Podemos etiquetar los tres patrones principales como evolución divergente, convergente y paralela.
La evolución divergente ocurre cuando poblaciones relacionadas se vuelven cada vez más diferentes entre sí a medida que se adaptan a entornos diferentes. En ocasiones, esto puede conducir a la formación de nuevas especies. Los pinzones de Galápagos que ayudaron a Darwin a formular sus teorías sobre la evolución son un ejemplo clásico: al principio, estos pájaros cantores eran solo una especie. Pero con el tiempo, las aves de diferentes islas desarrollaron diferentes formas de pico (de largo a corto y de curvo a recto) para comer mejor la comida de esas islas. Los biólogos pueden incluso ver cómo se produce esta transformación en tiempo real cuando cambian los patrones de lluvia de las islas.
La evolución convergente ocurre cuando organismos no relacionados comienzan a parecerse o actuar más entre sí porque viven en ambientes similares o deben enfrentar los mismos tipos de desafíos para sobrevivir y reproducirse. Por ejemplo, tanto los delfines como los tiburones tienen cuerpos aerodinámicos que les ayudan a nadar bien en el agua. Sin embargo, los delfines evolucionaron a partir de un mamífero parecido a un lobo llamado Pakicetus hace unos 50 millones de años, mientras que los tiburones evolucionaron a partir de sus ancestros peces hace aproximadamente 450 millones de años. Este patrón puede crear la ilusión de que los animales comparten un ancestro común más reciente del que realmente tienen.
La evolución paralela es similar a la evolución convergente, pero involucra especies relacionadas con ancestro común reciente. En una evolución paralela, especies estrechamente relacionadas que viven separadas de forma independiente desarrollan rasgos similares cuando se enfrentan a desafíos ambientales similares. Por ejemplo, los antepasados de los ciempiés actuales no producían veneno. Pero muchas especies de ciempiés desarrollaron veneno por separado, lo que indica que les resultó útil.
Imágenes de la evolución
Charles Darwin, 60 años.
Los pinzones de Galápagos se hicieron famosos por las observaciones de Charles Darwin sobre la variación del pico que recopiló durante sus viajes en el HMS Beagle.
Pakicetus, el antepasado de las ballenas y los delfines, vivió hace unos 50 millones de años.
Reproducciones de cráneos de neandertal (izquierda), Homo sapiens (centro) y Australopithecus afarensis (derecha).
Muchos animales han desarrollado camuflaje para protegerse de los depredadores.
La evolución del pez espinoso desde un hábitat marino a uno de agua dulce es un gran ejemplo de evolución paralela.
Alfred Russel Wallace (1823-1913) desarrolló una teoría de la selección natural al mismo tiempo que Charles Darwin.
La resistencia a los antibióticos es un problema global causado por procesos evolutivos.
Microbios como las bacterias han resultado útiles para estudiar la evolución en tiempo real en el laboratorio gracias a la rapidez con la que evolucionan.
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