Las ballenas, tal y como las conocemos hoy en día, han evolucionado durante millones de años a partir de mamíferos terrestres que ya están extintos. Actualmente, la especie más cercana a las ballenas es otro mamífero que también es acuático, pero que puede caminar sobre la tierra. ¿Sabes cuál es este animal? Más adelante lo averiguarás.
En este artículo, repasaremos la definición de evolución y veremos las diferentes líneas de evidencia que apoyan la teoría evolutiva (por ejemplo, el caso particular de la anatomía de las ballenas). También discutiremos lo que los fósiles y la evidencia arqueológica nos dicen sobre la evolución humana.
Tipos de evidencias evolutivas
¿Qué es la evolución?... Recapitulemos:
La evolución es un cambio gradual y acumulativo en los rasgos heredables de una población de organismos.
Está impulsada por la selección natural y otros mecanismos o procesos evolutivos.
La selección natural es el mecanismo por el cual los individuos con rasgos beneficiosos, que les ayudan a sobrevivir en su entorno, son más aptos para reproducirse y, en consecuencia, tienen mayor capacidad de transmitir esos rasgos a su progenie. Este cambio se produce a lo largo de muchas generaciones.
La teoría de la evolución se apoya en una amplia gama de evidencias: como los fósiles, la anatomía comparada (que incluye los órganos homólogos y análogos), la embriología, la biología molecular, la biogeografía y las observaciones directas. En esta sección, discutiremos cada línea de evidencia y daremos ejemplos.
Los fósiles
Los fósiles son restos o rastros conservados de organismos de una época geológica pasada. Los fósiles demuestran que las formas de vida han cambiado a lo largo del tiempo y han dado lugar a la diversidad de especies que vemos hoy en día. Así, muestran cómo surgieron nuevos grupos de organismos, cómo evolucionaron las especies y cómo algunas de estas se extinguieron (ver figura 1).
Fig. 1: Diferentes fósiles transicionales muestran cómo ha evolucionado la dentadura del gran tiburón blanco.
Los cambios que presentan los fósiles muestran patrones evolutivos en diferentes grupos de organismos.
Por ejemplo, la evidencia fósil muestra que el hueso pélvico de los peces espinosos se ha reducido constante y sistemáticamente a lo largo del tiempo, y los científicos sugieren que la selección natural ha sido la fuerza impulsora de este cambio.
Los fósiles también nos permiten entender cómo surgen nuevos grupos de organismos.
Por ejemplo, los fósiles revelan que los cetáceos (un orden de mamíferos marinos que incluye a las ballenas, los delfines y las marsopas) evolucionaron a partir de mamíferos terrestres similares a los hipopótamos, los cerdos y las vacas (Figura 2).
Esto se debe a que los fósiles muestran que, con el pasar del tiempo, la pelvis y los huesos de las extremidades traseras de los ancestros de los cetáceos se transformaron y se hicieron más y más pequeños, hasta finalmente convertirse en aletas.
Fig. 2: El hipopótamo (derecha) es el pariente vivo más cercano de la ballena (izquierda).
La anatomía comparada
Las similitudes y diferencias en la estructura corporal y en el desarrollo de diferentes formas de vida también proporcionan evidencias de la evolución. En este sentido, podemos observar:
- Especies cercanamente emparentadas que, pese a compartir ancestros comunes recientes, poseen estructuras u órganos distintos (evolución divergente)
- Especies no emparentadas que, pese a no tener ancestros comunes recientes, poseen estructuras u órganos similares porque han estado sometidas a presiones de selección semejantes (evolución convergente).
La evolución divergente es el tipo de evolución en el que grupos de individuos de una misma especie acumulan cambios a través del tiempo, lo que los lleva a diferenciarse y dar origen a nuevas especies distintas.
La evolución divergente es la razón por la que especies que comparten un ancestro común reciente pueden presentar características homólogas: estas vienen de un origen compartido y son similares en su estructura básica, pero cumplen funciones diferentes (ver figura 3).
Fig. 3: El diagrama muestra que la extremidad anterior en humanos, perros, aves, y ballenas, comparten la misma composición de huesos.
Por ejemplo, los vertebrados como los cerdos, las aves y las ballenas tienen extremidades delanteras con la misma composición básica (los mismos huesos) porque provienen de un ancestro común. Sin embargo, la forma de estas extremidades delanteras cambió con el tiempo, para servir a diferentes propósitos que se adaptan a nuevos entornos.
Por otro lado, especies que no están estrechamente relacionadas también pueden evolucionar para presentar características físicas similares, debido a presiones de selección comunes. Este proceso se denomina evolución convergente.
Debido a la evolución convergente, especies que no comparten un ancestro común reciente pueden presentar características parecidas llamadas análogas u homoplásicas: son estructuras u órganos con una función similar, pero su origen y estructura básica son diferentes (ver figura 4).
Fig. 4: El tejido o material que forma las alas de aves, murciélagos y pterodáctilos proviene de distintas estructuras porque no tienen un origen común, aunque cumplen la misma función de vuelo.
Por ejemplo, las aves, los murciélagos y los pterodáctilos tienen alas que les permite volar, debido a que estuvieron sometidos a presiones de selección muy semejantes que llevaron a la evolución de estas estructuras. Sin embargo, estos organismos no tienen un ancestro común reciente y la estructura básica de sus alas es muy diferentes.
La biología molecular
Todas las formas de vida, desde las bacterias hasta los seres humanos, comparten el mismo material genético, un ADN constituido por las mismas bases nitrogenadas y los mismos mecanismos de replicación y expresión. Esto sugiere que todas las especies proceden de un ancestro común muy lejano.
La biogeografía
También podemos observar patrones en la distribución geográfica de los organismos al rededor de la Tierra, los cuales son el objeto de estudio de una rama de la biología llamada biogeografía. Estos patrones pueden explicarse por la evolución de los organismos y el movimiento de las placas tectónicas.
Por ejemplo, los miembros de la familia de plantas Proteaceae se encuentran en Australia, el sur de África y Sudamérica (que están muy alejados entre sí). La presencia de Proteaceae en estas zonas puede explicarse por su descendencia de un ancestro común, que existió en el supercontinente Gondwana, antes de que se dividiera en diferentes masas terrestres que dieron origen a los continentes que conocemos hoy en día (ver figura 5).
Fig. 5: Una ilustración que muestra los continentes Laurasia y Gondwana hace 200 millones de años.
La evolución también puede explicar por qué las islas suelen tener muchas especies vegetales y animales endémicas. Darwin propuso que las especies procedentes del continente más cercano colonizaron las islas y acabaron evolucionando hasta convertirse en nuevas especies, al adaptarse a sus entornos aislados. Los pinzones de las Islas Galápagos son un ejemplo de ello.
Las especies endémicas son nativas de una zona geográfica concreta y no se dan de forma natural en otros lugares
La embriología
La embriología es el estudio del desarrollo embrionario de los animales, desde la fertilización de un óvulo por un espermatozoide hasta el nacimiento del organismo. Especies de grupos muy diferentes tienen estructuras similares en determinadas etapas del desarrollo embrionario, que suelen aparecer solamente durante la etapa embrionaria y desaparecen o se modifican cuando nacen las crías, o cuando estas llegan a su etapa juvenil o adulta. Por este motivo, también se conocen como homologías embrionarias.
Por ejemplo, todos los embriones de vertebrados (¡incluso los humanos!) tienen aperturas o hendiduras branquiales y cola. En el caso de las aperturas branquiales, en los animales terrestres desaparecen en el momento del nacimiento, mientras que en los peces y otros grupos de organismos acuáticos estas estructuras se mantienen, incluso, en la edad adulta. En el caso de la cola, la mayoría de los animales la conserva, pero en algunos otros —como en los humanos— desaparece.
Observaciones directas
Las evidencias de la evolución también pueden apreciarse directamente en especies con ciclos reproductivos rápidos, como las bacterias.
Por ejemplo, cuando las bacterias se exponen a antibióticos, los individuos sin resistencia mueren rápidamente; mientras que los individuos con resistencia al antibiótico son capaces de sobrevivir y reproducirse. Entonces, al reproducirse las bacterias sobrevivientes, el rasgo de la resistencia se transmite a las nuevas generaciones y, por ende, a más individuos de la población. Finalmente, con el tiempo, la población se vuelve más resistente al tratamiento con antibióticos.
Casos relativamente recientes de evolución por selección natural también pueden observarse en especies que evolucionan como respuesta a especies introducidas en su entorno.
Un ejemplo de ello son las diferentes longitudes de los picos de los chinches, que han evolucionado en función de la fuente de alimento disponible. En Florida, algunos chinches se alimentan de las semillas de una enredadera autóctona comúnmente llamada bombita. En el centro de Florida, las bombitas se han vuelto escasas, por lo que las chinches comenzaron a usar las semillas del árbol lluvia de oro -una especie introducida- como su fuente de alimento.
Las chinches pueden alimentarse más eficazmente cuando su pico es lo suficientemente largo como para alcanzar las semillas dentro de una fruta. Debido a que las semillas de la fruta del árbol lluvia de oro están más cerca de la superficie que las semillas de la enredadera, los chinches que se alimentan de las semillas del árbol lluvia de oro tienen picos más cortos que los chinches que se alimentan de las semillas de bombita.
En Luisiana, Oklahoma y Australia, las poblaciones de estos chinches se alimentan de plantas introducidas que tienen frutos aún más grandes que los de la bombita, por lo que en estas zonas, las chinches evolucionaron para tener picos aún más largos.
¿Hay evidencias de la evolución humana?
El ser humano, cuyo nombre científico es Homo sapiens, es una especie de primate que camina erguido y tiene un cerebro grande y complejo con capacidad para usar herramientas, el lenguaje y expresiones simbólicas y culturales. En cuanto a las evidencias de nuestra evolución como especie, los huesos fosilizados revelan el aspecto físico de los primeros humanos y sus cambios anatómicos y morfológicos a largo del tiempo; en cambio, las herramientas, la cerámica, las joyas y otros elementos arqueológicos revelan las actividades y, en consecuencia, algo del comportamiento de los primeros humanos.
Las evidencias demuestran que los humanos surgieron por primera vez en África. El bipedismo en los humanos evolucionó hace más de 4 millones de años, mientras que otros rasgos como el uso de herramientas y la expresión simbólica surgieron hace solo decenas de miles de años.
El Homo sapiens es la última especie viva de la tribu zoológica Hominini. Los fósiles indican que nuestra especie existió junto a, por lo menos, otra especie de Homo: los neandertales (Homo neanderthalensis). Los fósiles y la genética también evidencian que nosotros estamos estrechamente relacionados con las otras especies de Homo y que, además, compartimos un ancestro en común con otros grandes simios, como los chimpancés y los gorilas.
Evidencias Evolutivas - Puntos clave
- La teoría de la evolución se apoya en una amplia gama de evidencias, como los fósiles, la homología, la biología molecular, la biogeografía y las observaciones directas.
- Los fósiles muestran cómo evolucionaron los organismos, cómo surgieron nuevos grupos de organismos y cómo se extinguieron algunas especies.
- Las homologías muestran cómo diferentes especies con estructuras similares (aunque tengan funciones diferentes) pueden remontarse a ancestros comunes; mientras que las analogías u homoplasias muestran cómo diferentes especies con estructuras similares, pero sin ancestros comunes recientes, fueron sometidas a presiones de selección comunes.
- Todas las formas de vida tienen ADN, lo que sugiere que todas las especies proceden de un ancestro común muy lejano.
- Algunos patrones en la distribución geográfica de los organismos pueden explicarse por la evolución, junto con el movimiento de las placas tectónicas.
- Las evidencias de la evolución pueden observarse directamente en especies con ciclos reproductivos rápidos y en poblaciones que evolucionan como respuesta a especies introducidas en su entorno.
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