Teorías De La Evolución

Teorias de la Evolución. La vida se caracteriza por su diversidad, que se pone de manifiesto en la multitud de formas, estructuras, tipos y funciones presentes en los seres vivos. Al mismo tiempo, frente a esa enorme diversidad se aprecia un criterio de uniformidad en los aspectos más fundamentales y básicos, como son las reacciones químicas, los sistemas de reproducción, la organización celular o los mecanismos genéticos. La teoría de la evolución permite aunar estas dos características, mostrando a los seres vivos como descendientes de una forma fundamental de vida.

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El fijismo y el evolucionismo

• El fijismo considera que las especies han permanecido invariables desde la creación, negando un parentesco entre ellas. Los científicos más destacados que apoyaron esta imagen inmovilista de la naturaleza fueron Linneo y Cuvier.
• El evolucionismo considera la existencia de un proceso de evolución mediante el cual los seres vivos se han ido diversificando a partir de un antepasado. La teoría de la evolución constata el hecho de la evolución, relata su historia e intenta explicar suscausas, descifrando los mecanismos biológicos que actúan en la misma. Todos los científicos aceptan hoy en día la teoría de la evolución; la discusión, por tanto, no reside en si hay o no evolución, sino en cómo se produce.

El evolucionismo según Lamarck

La primera teoría evolucionista suficientemente elaborada fue presentada por el francés Jean-Baptiste de Monet, caballero de Lamarck, en 1809. Las principales ideas lamarquistas pueden resumirse en:

• El ambiente produce modificaciones de los caracteres: las condiciones ambientales varían a lo largo del tiempo.
• La función crea el órgano: los nuevos hábitos permiten el desarrollo de determinados órganos.
• Herencia de los caracteres adquiridos: estas modificaciones, inducidas por el ambiente, son transferidas a la descendencia.

Lamarck, por tanto, creía que era la necesidad la que producía los cambios evolutivos. Una vez que tenían lugar, dichos cambios serían heredables.

La corriente lamarquista del siglo XX (neolamarquismo), intenta conciliar los principios de la herencia de los caracteres adquiridos con la genética: las mutaciones no se producen al azar, sino que están relacionadas con los cambios producidos por el esfuerzo para adaptarse al ambiente. Sin embargo, la mayoría de los científicos actuales considera inviable que un carácter adquirido mediante el esfuerzo individual pueda alterar el ADN y hacerse hereditario.

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Evolucionismo según Darwin

En 1859, el inglés Charles Darwin propuso una nueva teoría de la evolución, recogida en su libro El origen de las especies. Un año antes había publicado una serie de artículos junto a Alfred Wallace, investigador que había llegado independientemente a las mismas conclusiones que Darwin.

Los mecanismos evolutivos propuestos por Darwin se resumen en las siguientes ideas:

• No todos los individuos de una especie son idénticos. Existe una variabilidad de la descendencia que se transmite genéticamente.
• Entre los individuos hay una lucha por la existencia, y sólo sobreviven aquellos cuyas variaciones los hacen más aptos (supervivencia del más apto). De esta manera, las variaciones favorables se preservan. Esta idea fue denominada selección natural.
• La acumulación de diferencias adaptativas va produciendo el cambio de unas especies a otras.

Esta teoría se formuló sin fundamentos genéticos que explicaran el origen de la variabilidad y los mecanismos de transmisión hereditaria de la misma. Los trabajos realizados por Mendel años antes sobre la herencia habían pasado desapercibidos para la comunidad científica. Fue a raíz del redescubrimiento de dichos trabajos cuando la teoría darwinista sufrió ciertas modificaciones, fundamentadas en la comprensión de la genética, dando lugar al neodarwinismo o teoría sintética de la evolución.

La teoría sintética de la evolución integra la genética mendeliana y la selección natural de Darwin, proponiendo además los siguientes mecanismos:

• En las poblaciones existe una variabilidad genética, originada por mutación y por los procesos de recombinación genética.
• La selección natural elimina a aquellos individuos que por su información genética son menos aptos. Las características, determinadas genéticamente, que tienen valor adaptativo son seleccionadas y se transmiten a la generación siguiente.
• Las especies son conjuntos de poblaciones que poseen un fondo genético común y que son capaces de reproducirse entre sí. El conjunto de genes, con las nuevas combinaciones que pueden producirse por mutación o recombinación, se ve sometido a la selección natural y determina las características de las poblaciones en cada momento, según las condiciones ambientales.

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Clasificación Y Filogenia De Los Seres Vivos

Para estudiar las numerosas especies de seres vivos ha sido necesario ordenarlas en grupos. Se puede decir que el estudio moderno y sistematizado de los seres vivos comenzó en el siglo XVIII, con las ideas de Linneo, que estableció agrupaciones jerarquizadas, o taxones de seres vivos, y quien propuso la nomenclatura binominal para nombrar a las diferentes especies. La teoría de la evolución de Darwin obligó a replantearse los criterios de clasificación de los seres vivos, incorporando parámetros evolutivos.

Clasificación linneana

El método de clasificación establecido por Linneo utiliza la especie como unidad básica. Además, definió los taxones, unidad de clasificación o agrupaciones jerarquizadas de los seres vivos. Los diferentes taxones aceptados en la actualidad son, de menor a mayor:

1. la especie,
2. el género,
3. la familia,
4. el orden,
5. la clase,
6. el phylum 
7. el reino.

Un taxón de una categoría superior incluye uno o más taxones de categoría inferior. Así, varios géneros similares se pueden agrupar en una familia; varias familias, en un orden; y varios órdenes, en una clase. El taxón superior es el reino que contiene todos los tipos que poseen un mismo patrón de complejidad estructural. Por último, propuso la nomenclatura binominal.

La parte de la Biología que define en taxones a los seres vivos se denomina taxonomía, y la que estudia la agrupación y jerarquización de estos taxones se llama sistemática.

Linneo estableció una clasificación de los seres vivos un siglo antes de que Darwin formulara su teoría de la evolución (ver t12). Por tanto, consideraba que cada especie era inmutable y un producto de la creación divina. La clasificación tradicional, heredada de Linneo, no está basada en criterios evolutivos.

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Clasificación evolutiva

Las ideas de Darwin tuvieron una repercusión inmediata en los científicos dedicados a la sistemática. Era necesario reflejar en los sistemas de clasificación las relaciones evolutivas entre especies. El principal problema consiste en la elección de los caracteres cuya comparación ha de servir para determinar la clasificación del organismo. Necesariamente las características elegidas han de ser significativas en la historia evolutiva del grupo al que pertenece el organismo.

Se han propuesto distintos métodos para hacer más objetivas las clasificaciones, pudiendo destacar entre ellos:

• La taxonomía numérica se basa en la comparación de un gran número de caracteres del fenotipo de los organismos.
• La taxonomía cladística considera que cada etapa importante desde el punto de vista evolutivo produce una bifurcación que da lugar a dos taxones hermanos.
• La taxonomía evolutiva utiliza las categorías taxonómicas tradicionales, pero poniendo mayor énfasis en las relaciones evolutivas que en las relaciones morfológicas estrictas.

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El árbol filogenético de los seres vivos

Hasta mediados del siglo XX, la mayoría de los biólogos se limitaba a dividir el mundo de los seres vivos en dos reinos: el de las plantas y el de los animales. Sin embargo, muchos sistemáticos observaron que ciertos organismos, como las bacterias y los hongos, diferían más de las plantas y de los animales de lo que lo hacían estos dos últimos reinos entre sí.

Ernst Haeckel (1834-1919) hizo varias propuestas para la creación de un tercer reino, los protistas, separando de las plantas y los animales a los organismos más primitivos, lo que implicaba aceptar que los organismos superiores habían evolucionado a partir de los antecesores protistas.

Posteriormente, como consecuencia de los avances técnicos, sobre todo en bioquímica y microscopía, se fueron revisando las clasificaciones anteriores, hasta llegar a la propuesta por Lynn Margulis, que estableció cinco reinos:

• El reino de las móneras: lo forman seres unicelulares procariotas, es decir, que carecen de núcleo celular. Son las arqueobacterias y las eubacterias.
• El reino de los protoctistas: abarca a seres eucariotas (con núcleo), heterótrofos unicelulares de digestión interna, como los protozoos, o autótrofos fotosintéticos, unicelulares y pluricelulares de organización talofítica (sin tejidos), como las algas.
• El reino de los hongos: son seres eucariotas, unicelulares o pluricelulares, de organización talofítica, de nutrición heterótrofa y digestión externa.
• El reino de las plantas o metafitas: lo constituyen los organismos eucariotas, pluricelulares con tejidos diferenciados y con nutrición autótrofa fotosintética, como los musgos, los helechos y las plantas superiores o espermatófitos.
• El reino animal o metazoos: abarca los seres eucariotas, pluricelulares con tejidos bien diferenciados y de nutrición heterótrofa. Por ejemplo: moluscos, artrópodos, equinodermos, etcétera dentro de los animales invertebrados. Dentro de los vertebrados, peces, anfibios reptiles, aves y mamíferos.

Los virus se encuentran en la frontera entre materia viva y materia inerte.

Los Niveles De Organización De La Vida

Los seres vivos u organismos son necesariamente complejos. Su complejidad afecta, entre otros aspectos, a las moléculas que los componen y a cómo se organizan éstas en asociaciones macromoleculares para formar las diferentes estructuras de los seres vivos. Al observar la materia viva se pueden distinguir varios grados de complejidad estructural, que son los denominados niveles de organización. Cada uno de ellos proporciona unas propiedades a la materia viva que no se encuentran en los niveles inferiores.

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Niveles de organización abióticos

Los niveles de organización abióticos son aquellos que también existen en la materia inanimada. Se distinguen tres:

• Nivel subatómico: lo integran las partículas más pequeñas de la materia, como son los protones, los neutrones y los electrones.
• Nivel atómico: lo componen los átomos, que son la parte más pequeña de un elemento químico que puede intervenir en una reacción.
• Nivel molecular: está formado por las moléculas, que se definen como unidades materiales formadas por la unión, mediante enlaces químicos, de dos o más átomos, como por ejemplo una molécula de oxígeno (O₂) o de carbonato cálcico (CaCO₃). Las moléculas que forman la materia viva se denominan biomoléculas, o principios inmediatos, y un ejemplo es la glucosa (C₆H₁₂O₆).

Las moléculas orgánicas son todas aquellas constituidas, básicamente, por átomos de carbono unidos mediante enlaces covalentes. Antes se consideraba que sólo eran sintetizadas por los seres vivos; sin embargo, actualmente se han logrado por síntesis artificial compuestos de carbono que nunca aparecen en los seres vivos, como, por ejemplo, los plásticos. Por tanto, dentro de las moléculas orgánicas es preciso distinguir entre las biomoléculas y las no biomoléculas.

Dentro del nivel molecular existen varios grados de complejidad:

• Las macromoléculas resultan de la unión de muchas moléculas orgánicas en un polímero; cada unidad del polímero se denomina monómero. Por ejemplo, el almidón (macromolécula) es un polímero de glucosa (monómero). Las proteínas son macromoléculas formadas por polímeros de aminoácidos y los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos.
• Los complejos supramoleculares: están formados por varias moléculas. Por ejemplo, la unión de glúcidos y proteínas para dar glucoproteínas.
• Los orgánulos celulares: están formados por varios complejos supramoleculares y, aunque tienen cierta entidad propia, no se pueden considerar como seres vivos, ya que no cumplen sus características de nutrición, relación y reproducción. Dentro de la célula se encuentran varios orgánulos celulares como las mitocondrias, los peroxisomas, el retículo endoplasmático, etcétera.

Los virus son complejos macromoleculares que están constituidos por dos tipos de macromoléculas: proteínas y ácidos nucleicos y, en algún caso, también lípidos.

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Niveles de organización bióticos

Existen cuatro niveles de organización bióticos, que son exclusivos de los seres vivos:

• Nivel celular: comprende las células, que son unidades de materia viva constituidas por una membrana y un citoplasma. Se distinguen dos tipos de células:
  • Las células procariotas: son las que carecen de envoltura nuclear y, por lo tanto, la información genética se halla dispersa en el citoplasma, aunque condensada en una región denominada nucleoide.
  • Las células eucariotas son las que tienen la información genética rodeada por una envoltura nuclear, que la aísla y protege, y que constituye el núcleo.

Las células son las partes más pequeñas de la materia viva que pueden existir libres en el medio. Los organismos compuestos por una sola célula se denominan organismos unicelulares, y deben desarrollar todas las funciones vitales.

• Nivel pluricelular: abarca a aquellos seres vivos que están constituidos por más de una célula. Se pueden distinguir varios grados de complejidad o subniveles. De menor a mayor complejidad son los siguientes:
  • Tejidos: son conjuntos de células especializadas muy parecidas, que realizan la misma función y que tienen un mismo origen.
  • Órganos: son las unidades estructurales y funcionales de los seres vivos superiores. Están constituidos por varios tejidos diferentes y realizan una acción concreta.
  • Sistemas: son conjuntos de órganos parecidos, pero que realizan acciones independientes. Por ejemplo, el sistema nervioso, el óseo, el muscular, o el endocrino.
  • Aparatos: son conjuntos de órganos que pueden ser muy diferentes entre sí, pero cuyos actos están coordinados para constituir lo que se llama una función.
• Nivel de población: abarca a las poblaciones, que son el conjunto de individuos de la misma especie que viven en una misma zona y en un momento determinado. Se considera a los organismos de la misma especie no como individuos concretos, sino desde el punto de vista de las relaciones que se establecen entre ellos en el espacio y en el tiempo.
• Nivel de ecosistema: se estudia tanto el conjunto de poblaciones de diferentes seres que viven interrelacionados, la llamada comunidad o biocenosis, como el lugar, con sus condiciones fisicoquímicas, en donde se encuentra el llamado biotopo. El conjunto de biocenosis y biotopo se llama ecosistema. El conjunto de ecosistemas de toda la Tierra o biosfera puede ser considerado como el nivel más complejo de organización de los seres vivos.

Niveles y subniveles de organización biológica.

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Los Bioelementos, El Agua Y Las Sales Minerales

La biología moderna no puede comprenderse sin cierto conocimiento de química. En este apartado se introducen algunos conceptos básicos, como el enlace químico, los elementos químicos que forman la materia viva (bioelementos), los principios inmediatos o biomoléculas, las propiedades del agua, que han hecho posible la vida en la Tierra, y cómo se comportan estos bioelementos en disolución.

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Bioelementos y biomoléculas

Los bioelementos son los elementos químicos que se encuentran en la materia viva. Su número asciende a unos setenta y su clasificación es la que sigue:

• Bioelementos primarios, indispensables para la formación de las biomoléculas orgánicas: oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
• Bioelementos secundarios, son los restantes. Pueden ser imprescindibles para la vida de algunos organismos, pero no para la de otros.

Las biomoléculas son los principios inmediatos o sustancias que componen la materia viva.

• Biomoléculas inorgánicas, como el agua y las sales minerales.

Biomoléculas orgánicas, formadas por átomos de carbono y de hidrógeno (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos), intervienen en la constitución de todos los seres vivos y sólo son producidas por ellos.