martes, 26 de mayo de 2009

ANATOMÍA COMPARADA y EMBRIOLOGÍA.

Un poco de historia...

El organismo no es una simple forma geométrica, sino un mecanismo todas cuyas partes cumplen ciertas y determinadas funciones; y por otra parte, los fenómenos que en el mismo tienen lugar, están condicionados por su misma estructura.
En el estudio de las formas orgánicas, el primer problema formulado con claridad con respecto a los animales, por Aristóteles, y por Teofrasto con respecto a los vegetales, fue la pregunta: ¿de qué “partes”, según la expresión de Teofrasto, se componen los organismos? El problema consistía en establecer unos rasgos radicales de similitud en la estructura, esto es, de órganos uniformes semejantes que se repetían siempre en los más diversos organismos.
Tiempo después Goethe propuso que todos los organismos representan solamente productos de la variación, de la metamorfosis de un organismo básico. Él decía que el estudio de la metamorfosis en sentido literal, nos convence de que los órganos más diversos, exteriormente distintos, de unos organismos, pueden haber emanado, uno de los otros. Esto hace pensar involuntariamente que los órganos semejantes de organismos distintos, expresan una unidad real y efectiva del origen de los organismos.
Con esto se pudo decir que en el mismo organismo encontramos no sólo partes parecidas, sino las mismas que en otros. En el siglo XVI Pedro Belon expuso esa idea comparando, el esqueleto de un ave y el de un hombre.
Encontrando en los dos, algunas partes dispuestas en el mismo orden. Esta rama de la ciencia que estudia el organismo animal, ósea la anatomía comparada, encontró a los fines del siglo XVII a Vicrd ´ Azyr el fundador de esta ciencia joven, cuyo trabajo fue tomado después de su muerte por Cuvier.
A medida que se iban acumulando los hechos, esta idea se ponía más en claro, pero fue formulada con precisión en el siglo XIX por Owen, en el sentido de que al estudiar las formas animales debemos distinguir dos clases de similitudes una basada en el parecido, o identidad de las funciones fisiológicas; la otra basada en la identidad estructural, ósea en la composición morfológica. Los órganos de la primera clase llamados análogos, mientras que los segundos homólogos.
El término homología tiempo después sirvió como evidencias que ponen de manifiesto la existencia del proceso evolutivo.
En el siglo XIX aparecieron las obras de Bisch, quien hecho las bases del estudio sobre la similitud de los tejidos que se encuentran en todos los organismos vivientes y en el cuarto deceño del mismo siglo Schleiden y S chwann aparecieron con su estudio sobre la célula, como unidad elemental de la que están formados todos los órganos. Todos los organismos se componen, al principio, de una de esas células, que sólo más tarde se multiplica infinitamente y se modifica en su aspecto.
A la par del estudio comparado realizado sobre los organismos, en el estado de completo desarrollo, comienza también a partir de la segunda mitad del siglo a aplicarse sistemáticamente otro método, esto es, la investigación del mismo organismo, en los estados sucesivos de su existencia embrionaria que más tarde tomó el nombre de la historia del desarrollo ó sea EMBRIOLOGÍA fundada por Báer.
En estos tiempos los sabios estaban agrupados en dos sectores opuestos, en cuanto a esa cuestión.
La opinión de uno era que el embrión de cualquier organismo solamente se desarrolla, es decir, se desenvuelve, todas sus partes ya están preparadas dentro del embrión primitivo invisible, debiendo solamente crecer hasta asumir las dimensiones visibles. En sus bases, se hallaba la teoría de la evolución o involución (se utilizó este término porque con el primero están ligados conceptos completamente distintos en los tiempos actuales). Se tuvo que admitir que si el embrión de un individuo dado no presenta en su desarrollo ningún proceso de formaciones nuevas, todas las generaciones que han de aparecer en este mundo, han de preexistir completamente listas en el embrión. Tal fue la teoría de la preformación y el estadio Bonnet. Desde este punto de vista, el desarrollo constituía solamente el crecimiento de embriones, colocados desde la eternidad, uno en el interior de otro.
El embrión era siempre parecido así mismo, a la vez que a un organismo completamente desarrollado.
Contra esta teoría se adhirió Wolff con sus observaciones directas que probaban y demostraban que, en el comienzo de su desarrollo el organismo en nada se parece a lo que será en el estado de desarrollo acabado, y que cada etapa intermedia difiere de la que la antecede, y de la que le sigue. El organismo no preexiste en forma completamente acabada en estado embrionario, sino que se va formando en cada individuo. Este proceso diferente de la involución fue llamado por Wolff epigénesis.
Desde el punto de vista de la epigénesis, la vida del embrión ya nos ofrece en el sentido literal de la palabra, la historia del organismo. TIMIRIAZEV. K. A. El método histórico en la biología.

Evidencias del proceso evolutivo
Las investigaciones sobre anátomia comparada,disciplina encargada del estudio de las similitudes y diferencias en la anatomía de los organismos, han sido empleadas para determinar las relaciones entre grupos de organísmos, considerando que cuanto más similares sean las estructuras internas de dos especies mayores deben ser las relaciones de parentescos entre ellos. Así, los estudios realizados de la anatomía interna de los miembros anteriores de distintos vertebrados ponen en manifiesto que dicha estructura interna es notoriamente similar, a pesar de las funciones diversas que cumplen. Mientras que la presencia de las alas de las aves permite el vuelo, los miembros delanteros de muchos mamíferos estan adaptados a diversos terrenos o bien son útiles para tomar objetos. Esta similitud es comprensible si se sotiene que los miembros anteriores de aves y mamíferos evolucionaron de un ancestro en común y se modificaron para cumplir funciones diferentes.
En algunas especies, es posible encontrar estructuras vestigiales o rudimentarias que no tienen ninguna función. Estas estructuras son homólogas a otras que se encuntran en diversos vertebrados y han quedado como un recuerdo evolutívo. En los humanos, es posible encontrar un conjunto de órganos vestigiales que ponen de manifiesto las relaciones evolutívas con otros mamjíferos, por ejemplo, los huesos reducidos de la cola, la presencia de la muela de juicio o el apéndice del ciego.
Tanto las estructuras vestigiales como las homólogas son evidencias de la adaptación de los organísmos a diferentes ambientes.
Los estudios de la anatomía comparada han permitido también describir un conjunto de órganos que tienen funciones similares aunque un orígen embrionario y una estructura diferentes. La anatomía comparada es la rama de la biología que ha proporcionado las evidencias estructurales de la evolución. Bocalandro, Frid Y Socolovsky. Ecología y evolución. 2004

La embriología es el estudio de los procesos de transformación de una célula huevo o cigota en nuevo individuo. Estre proceso se puede dividir en cuatro etapas, durante las cuales se produce el desarrollo y el crecimiento del embrión.
Las etapas iniciales del desarrollo embrionario de especies como los peces, mamíferos y reptiles son muy similares, y sólo se diferencian en las etapas finales. La única explicación posible es que un mismo plan de desarrollo ha sido transmitido en el origen. Y si a través de las eras geológicas, los peces han evolucionado en anfibios, que a su vez se transformaron en reptiles, y luego en mamiferos es lógico encontrar en el desarrollo del embrión del mamífero las etapas iniciales que recuerdan los embriones de pez, anfibio y reptil. Esta prueba es particularmente importante ya que en la hipótesis según la cual las especies de mamífero habrían sido creadas individualmente, es inexplicable que sus embriones pasen por un estado de organización que recuerde la adaptación a la vida acuática de los peces, presentando incluso franjas branquiales. La génesis de un individuo ofrece de esta manera un resumen de la evolución de la especie. http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=77640

ORIGEN DE LA TIERRA y ORIGEN DE LAS ADAPTACIONES

ORIGEN DE LA TIERRA

Lord Kelvin (William Thomson) consideró que la Tierra había sido inicialmente una esfera a temperatura homogénea, completamente fundida, y que desde entonces se había ido enfriando, la idea era que, con el paso del tiempo, el gradiente térmico en la superficie terrestre iba disminuyendo con lo que, a partir de los datos experimentales de dicho gradiente podía encontrarse la edad de la Tierra. A partir de esas presunciones y los datos halló una edad de entre 24 y 100 millones de años, en gran desacuerdo con las estimaciones por parte de los geólogos que estimaban necesaria una edad mucho mayor, pero de acuerdo con las de los astrónomos, que consideraban que el Sol no podía tener más de 100 millones de años. Dado su enorme prestigio, esta determinación de la edad de la Tierra fue muy respetada por los científicos de la época, constituyendo uno de los principales escollos a la credibilidad de la evolución de Darwin.
Darwin apoyaba las ideas uniformistas de Charles Lyell el cual postulaba que la Tierra se habría formado lentamente a lo largo de extensos períodos de tiempo y a partir de las mismas fuerzas físicas que hoy rigen los fenómenos geológicos: erosión, terremotos, volcanes, inundaciones, etc, el uniformismo es actualmente un pilar de la geologia moderna. Darwin había propuesto su teoría de la evolución de los organismos mediante seleccion natural, un proceso que se basa en la combinación de modificaciones hereditarias aleatorias y donde para que sea posible una selección acumulativa se requieren de grandes períodos de tiempo. Por ello aún 400 millones de años no parecía ser un lapso de tiempo suficiente.Pero con el descubrimiento de la radioactividad la edad de la tierra actualmente seria de unos 4500 millones de años, su calculo se basa en técnicas de fachado radiometrico de material proveniente de meteoritos y es consistente con la edad de las muestras más antiguas de material de la tierra, lo cual apoya la teoria de Darwin.

ORIGEN DE LAS ADAPTACIONES

La Selección Natural

Las adaptaciones en términos evolutivos son el resultado del proceso de Selección Natural. Sin embargo, adaptación es una palabra con varios significados en biología. En primer lugar significa el estado de encontrarse ajustado al ambiente; en este sentido, todo organismo vivo está adaptado. En segundo lugar, adaptación puede referirse a una adaptación fisiológica, proceso que puede ocurrir tanto en el curso de la vida de un organismo individual. Dado que los cambios que ocurren en el transcurso de la vida de un individuo no son heredables, a menos que afecten a las células germinales, sólo las características adaptativas que tienen base génica y se adquieren a nivel poblacional interesan a la evolución. Y en tercer lugar, adaptación se usa para referirse a una característica particular (morfológica, de coloración, de comportamiento, etc.), que resulte adecuada a los requerimientos del ambiente. En este caso, la adaptación y su aparente perfección con frecuencia se ha utilizado como un argumento a favor de la doctrina de la creación especial. Los críticos de la selección natural en los tiempos de Darwin ponían énfasis en las estructuras complejas y objetaban, por ejemplo, que sería inaceptable pensar que un órgano tan perfecto como el ojo haya surgido de la nada y se haya establecido en forma gradual dado que, ¿para qué serviría medio ojo? Actualmente se acepta que, en muchos casos, las adaptaciones complejas se establecen sobre la base de estructuras preexistentes más simples y que la base genética de diferentes tipos de órganos visuales es homóloga en grupos tan distantes como vertebrados e invertebrados.
En el curso de su carrera como naturalista, Darwin acumuló una cantidad enorme de información sobre los organismos vivos. Darwin sabía que no todas las adaptaciones o “dispositivos” como él las llamaba son perfectas. Las adaptaciones simplemente son tan buenas como pueden serlo: “suficientemente largas como para alcanzar el suelo”.
La selección natural implica interacciones entre organismos individuales, su ambiente físico y su ambiente biológico. Algunas adaptaciones pueden correlacionarse claramente con presiones selectivas dadas por factores ambientales o por las relaciones que se establecen con otros organismos. En muchos casos, sin embargo, las adaptaciones son el resultado de interacciones complejas y soluciones de compromiso entre diversas presiones selectivas que resulta más difícil identificar.

Existen distintos tipos de adaptaciones:

ADAPTACIONES MORFOLÓGICAS: son los cambios que presentan los organismos en su estructura externa y que le permiten a un organismo confundirse con el medio, imitar formas, colores de animales más peligrosos o contar con estructuras que permiten una mejor adaptación al medio. Los dos ejemplos de las adaptaciones morfológicas es el camuflaje y el mimetismo que son estímulos ocasionados por los cambios del ambiente o de habitad.
El camuflaje es el método que permite a los organismos u objetos desaparecer visiblemente para sus depredadores o para sus presas a que de otra forma serian visibles, como cuando la forma o color del organismo es similar al medio donde vive, así que fácilmente se confunde con el.
El mimetismo es un fenómeno que consiste en que un organismo se parece a otro con el que no guarda relación y obtiene de ello alguna ventaja funcional, se puede entender como la semejanza en apariencia que desarrollan algunos organismos inofensivos para parecerse a otros que son peligrosos o desagradables

ADAPTACIONES FISIOLÓGICAS: Son aquellas en los que los organismos alteran su fisiología de sus cuerpos, órganos y tejidos es decir representan un cambio en el funcionamiento de su organismo para resolver algún problema que se les presenta en el ambiente: los ejemplos principales de las adaptaciones fisiológicas son la hibernación y la estivación que a continuación se presentan:
Hibernación es un estado de hipotermia regulada, durante algunos días o semanas que permite a los animales conservar su energía durante el invierno es el ejemplo mas claro de la adaptación fisiológica ya que es un estado de latencia o somnolencia que presentan algunos organismos durante el invierno como consecuencia de la reducción de sus funciones metabólicas.
Estivación es un estado de somnolencia que presentan algunos organismos como consecuencia de la reducción de sus funciones metabólicas durante la estación calida, en regiones como el desierto.


ADAPTACIONES CONDUCTUALES: Son aquellas que implican alguna modificación en el comportamiento de los organismos por diferentes causas como asegurar la reproducción, buscar alimento, defenderse de sus depredadores, trasladarse periódicamente de un ambiente a otro, cuando las condiciones ambientales son desfavorables para asegurar su sobrevivencia: el mas claro ejemplo de esta adaptación es la "migración".
Migración: es el movimiento periódico de salida y regreso a un área determinada, que llevan a cabo algunas especies para buscar alimento, pareja o condiciones favorables para vivir. Para ello se organizan en grupos para protegerse, pues muchos depredadores no se atreven a atacar a sus presas cuando éstas se hallan agrupadas
Cortejo o galanteo: son una serie de exhibiciones que realiza el macho para atraer a la hembra, con lo cual se facilita o se favorece el encuentro de la pareja para lograr el apareamiento. En los mamíferos están poco desarrolladas, pero en las aves suelen ser muy espectaculares, predominando los despliegues de las alas de diversos colores, como los cantos y las danzas.
Tropismo detectable en plantas y animales simples. Es en esencia, el movimiento que presentan estos organismos para orientarse hacia el sol o hacia el centro de la tierra.

Bibliografía:

  • Helena Curtis (2006). Invitación a la Biología 6ta edición. Buenos Aires: Médica Panamericana.
  • Esteban hasson.(2007) Evolucion y Seleccion Natural. Coleccion ciencia joven. Buenos Aires: Eudeba
  • Ciencias de la tierra. Cap I (2005) Santillana.
  • http://www.scribd.com/doc/2464310/adaptaciones-de-los-seres-vivos
  • http//es.wikipedia.org/Wiki/Lord_Kelvin
  • http//es.wikipedia.org/Wiki/Charles_Lyell

Power point de Dani L. y Romi

Herencia Mendeliana vs. Biometristas

Mecanismo de la herencia

La Selección Natural explica por qué los organismos están construidos según las demandas de su entorno, un fenómeno llamado adaptación. La adaptación es el resultado que cabe esperar de un proceso que acumula las variaciones más favorables en la población a través de largos períodos de tiempo evolutivo. La adaptación se había considerado previamente como una prueba concluyente en contra de la evolución, por lo que la teoría de la selección natural de Darwin resultó de importancia decisiva para convencer a la gente de que un proceso natural, susceptible de ser estudiado científicamente, podía dar lugar a una nueva especie.

La teoría de Darwin se enfrentó a un obstáculo principal cuando se propuso por primera vez: se carecía de una Teoría de la Herencia.
La gente suponía, incorrectamente, que la herencia era un proceso de mezcla y que, en consecuencia, cualquier nueva variante favorable que apareciera en una población se perdería. La nueva variante surge inicialmente en un único organismo, que se debe cruzar por tanto con otro que carezca del nuevo rasgo favorable. Con una herencia por mezcla, la descendencia de estos organismos presentaría únicamente una versión diluida de tal carácter favorable.De igual forma, esta descendencia se cruzaría con otros individuos que también carecerían del rasgo favorable.Con sus efectos diluidos a la mitad de cada generación, el nuevo rasgo dejaría eventualmente de existir y la selección natural sería completamente ineficaz en esta situación.
Darwin no fue nunca capaz de contraatacar con éxito ante esa crítica, que planteó Fleeming Jekin. A Darwin no se le ocurrió que los factores hereditarios pudieran ser discretos y no mezclarse y que, por lo tanto, una nueva generación genética podría permanecer inalterada de una generación a la siguiente.

La falta de un mecanismo de la herencia pudo haberse solucionado si Darwin hubiera conocido los trabajos que el monje Gregor Mendel había dado a conocer, un año antes en una publicación de poca difusión.

Mendel tuvo la fortuna de contar, en el monasterio donde vivía, con el material necesario para sus experimentos. Comenzó sus trabajos estudiando las abejas, coleccionando reinas de todas las razas, con las que llevaba a cabo distintos tipos de cruces. Entre 1856 y 1863 realizó experimentos sobre la hibridación de plantas. Trabajó con más de 28.000 plantas de distintas variantes del guisante oloroso o chícharo, analizando con detalle siete pares de características de la semilla y la planta: la forma de la semilla, el color de los cotiledones, la forma de la vaina, el color de la vaina inmadura, la posición de las flores, el color de las flores y la longitud del tallo. Sus exhaustivos experimentos tuvieron como resultado el enunciado de dos principios que más tarde serían conocidos como “Leyes de la Herencia”. Sus observaciones le permitieron acuñar dos términos que siguen empleándose en la genética de nuestros días: dominante y recesivo. Factor e hibrido son, asimismo, dos de los conceptos establecidos por Mendel de absoluta vigencia en la actualidad. En 1866, publicó su obra fundamental en un pequeño boletín divulgativo de su ciudad, bajo el título Ensayo sobre los híbridos vegetales. En ella expuso la formulación de las leyes que llevan su nombre. Este ensayo contenía una descripción del gran número de cruzamientos experimentales gracias a los cuales habla conseguido expresar numéricamente los resultados obtenidos y someterlos a un análisis estadístico.


Las leyes de Mendel

*Primera ley de Mendel o ley de la uniformidad: Establece que si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación son todos iguales entre sí (igual fenotipo e igual genotipo) e iguales (en fenotipo) a uno de los progenitores.

*Segunda ley de Mendel o ley de la segregación: Establece que los caracteres recesivos, al cruzar dos razas puras, quedan ocultos en la primera generación, reaparecen en la segunda en proporción de uno a tres respecto a los caracteres dominantes. Los individuos de la segunda generación que resultan de los híbridos de la primera generación son diferentes fenotipicamente unos de otros; esta variación se explica por la segregación de los alelos responsables de estos caracteres, que en un primer momento se encuentran juntos en el híbrido y que luego se separan entre los distintos gametos.

*Tercera ley de Mendel o ley de la independencia de caracteres: Establece que los caracteres son independientes y se combinan al azar. En la transmisión de dos o más caracteres, cada par de alelas que controla un carácter se transmite de manera independiente de cualquier otro par de alelos que controlen otro carácter en la segunda generación, combinándose de todos los modos posibles.

Confirmación de las leyes de Mendel
En 1900, el holandés De Vries, el alemán Correns y el austriaco Tschermak, por separado, y sin conocer los trabajos de Mendel, llegaron a las mismas conclusiones que él. Al descubrir las publicaciones previas de Mendel reconocieron su prioridad y publicaron sus conclusiones como meras confirmaciones.
Los genes y los cromosomas
* Teoría cromosómica de la herencia, de Sutton y Boveri: También por separado, propusieron que los factores hereditarios (genes) se encontraban en los cromosomas. Al igual que para un carácter, el número de cromosomas también es doble, cada uno heredado de un progenitor (cromosomas homólogos). Durante la meiosis se separan y cada uno va a un gameto, tal y como lo propuso Mendel. Esta teoría enlazaba la citología con la genética. Se observó que existían cromosomas homólogos, parejas de cromosomas idénticos o autosomas, y una pareja de cromosomas distintos denominados heterocromosomas o cromosomas sexuales (X e Y).

*Los genes ligados: En 1911, T. H. Morgan propuso que los genes estaban en los cromosomas, y que, por lo tanto, los genes que se encontraban en el mismo cromosoma tienden a heredarse juntos, proponiendo para ellos el término «genes ligados». Según Morgan, los genes están en los cromosomas, su disposición es lineal, uno detrás de otro, y mediante el entrecruzamiento de las cromátidas homólogas se produce la recombinación genética.

Frente a la crítica de Jekin, que hería, prácticamente, de muerte a la Teoría de la Selección Natural, Darwin adopto al idea de la herencia de los caracteres adquiridos, también propuesta por Lamarck, y la explico a través de la teoría de la Pangenesis.

A mediados del siglo XIX ya se sabía que el único vínculo entre generaciones era el huevo fertilizado que resultaba de la unión del huevo con un espermatozoide. De acuerdo con la teoría de la Pangenesis, las células destinadas a cumplir un papel reproductivo gradualmente acumulan gémulas o películas que derivan de los diferentes órganos o tejidos. Una ves en las células reproductivas las gemulas podrían reensamblar un duplicado idéntico del cuerpo adulto.
Hacia fines del siglo XIX, la evolución era aceptada en el mundo científico, pero al idea de selección natural termino cayendo en desgracia por la falta de una adecuada Teoría de la Herencia, excepto en la consideración de Wallace y del naturalista Alemán Agust Weismann..
Este último fue un actor fundamental en el desarrollo ulterior de la Teoría de Darwin al demostrar que la Teoría de la Herencia de los caracteres adquiridos era incorrecta. en primer lugar, no encontró un solo caso en el cual la experiencia y el esfuerzo de una generación hubiera ejercido alguna influencia sobre estructuras y/o funciones de la siguiente. Por ejemplo, las cicatrices o las mutilaciones nunca eran heredas. La idea básica de Weismann es que las células que participan en los cambios que tienen lugar a lo largo de la vida favorecen con al muerte del individuo y no pueden transmitirse a la descendencia. En cambio las células germinales, que dan lugar a los cigotos de las generaciones siguientes, son las únicas células que sobreviven a la muerte del individuo. Dado que estas se separan del resto, es decir, se diferencian en un estadio temprano del desarrollo ontogenético, sus capacidades genéticas no se ven afectadas por los cambios que sufre el resto del cuerpo. Esta teoría conocida como de independencia entre el plasma somático y el plasma germinal fue la sentencia la Teoría de la Herencia de los caracteres adquiridos y una adición fuerte a la teoría de Darwin que se vio notablemente enriquecida.



El preludio mutacionista y la controversia mendelistas-biometras
Como hemos visto Mendel usó en sus experimentos fenotipos con características contrastantes. Los genetistas que redescubrieron las leyes de Mendel también estudiaron caracteres con fenotipos contrastantes o discontinuos, se opusieron a la Teoría de la selección Natural. Estos, que estudiaban la herencia de grandes diferencias fenotípicas extrapolaron sus resultados a la evolución, sugiriendo que el origen de una nueva especie se producía por al aparición de mutaciones con marcado efecto fenotípico (o macromutaciones). Para ellos la evolución consistía en una secuencia de transformaciones abruptas o saltos, una concepción conocida como Teoría Mutacionista.

El mutacionismo fue rebatido por muchos naturalistas de la época y por los llamados Biometristas.
K. Pearson era una de las figuras más prominentes de esta escuela que estudiaba la herencia de pequeñas diferencias entre individuos y que se dedicaba al desarrollo de técnicas estadísticas para comparar entre generaciones la distribución de caracteres cuantitativos como, por ejemplo, la estatura.

Los Biometristas concebían a la evolución como un proceso cambio continuo y gradual un concepto mas a fin con el Darwinismo; Según ellos, la selección natural es la principal causa de la evolución (a través de los efectos acumulativos de variaciones pequeñas y continuas- denominan métricas o cuantitativas- tales como las que se observan entre individuos normales);
y contraria a los grandes saltos mutacionales que proponían los Mendelianos.

Por lo tanto, para los Biometristas, las mutaciones observadas por De Vries y, en general, las variaciones cualitativas que obedecen a las leyes mendelianas, son anormalidades que no contribuyen a mejorar la adaptación al medio, sino que son eliminadas por selección y que la evolución depende de la selección natural, actuando en las variaciones métricas ampliamente presentes en los organismos.


Bibliografía:


* Esteban Hasson. Evolución y Selección Natural. 1ª ed. 1ª reimp. Colección Ciencia Joven 18. Buenos Aires: Eudeba, 2007.
* González Recio, J.L. (2004) Teorías de la vida, Ed. Síntesis, Madrid.
* Ayala, Francisco J. (1994), .Ingeniería genética y estabilidad de las especies., en La naturaleza inacabada: Ensayos en torno a la evolución, Barcelona, Salvat, pp. 175-184.
*http://www.evolutionibus.info/neodarwinismo.html
* http://www.portalplanetasedna.com.ar/mendel.htm

Paleontología y Biogeografía

En el origen de las especies hay dos tesis:

· La descendencia con modificación
· Selección natural
Las mismas se han convertido en los campos más importantes de la investigación en biología evolutiva: la reconstrucción de la historia de la vida sobre la tierra y la dilucidación de los mecanismos de la evolución.
Por un lado, el origen de las especies proveyó un marco conceptual para varias disciplinas como morfología, la embriología, la paleontología y la biogeografía.
Por otro, la selección natural tuvo una historia mucho más difícil y fue foco de varias objeciones.
La evolución se apoya hoy sobre innumerables pruebas obtenidas de la paleontología, la anatomía comparada, la embriología y la distribución geográfica de los seres vivos (biogeografía).
La biogeografía y la paleontología se dedicaron a inferir la historia de la distribución actual de las especies sobre el planeta.

La Paleontología


(Del griego palaios= antiguo, onto= ser, logos= ciencia), es la ciencia que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles Se encuadra dentro de las Ciencias Naturales, posee un cuerpo de doctrina propio y comparte fundamentos y métodos con la Geología y la Biología con las que se integra estrechamente.
Entre sus objetivos están, además de la reconstrucción de los seres vivos pretéritos, el estudio de su origen, de sus cambios en el tiempo (evolucióy y filogenia), de las relaciones entre ellos y con su entorno (paleoecología, evolución de la biósfera), de su distribución espacial y migraciones (paleobiogeografía), de las extinciones, de los procesos de fosilización (tafonomía) o de la correlación y datación de las rocas que los contienen (bioestratigrafía).
La Paleontología permite entender la actual composición (biodiversidad) y distribución de los seres vivos sobre la Tierra (biogeografía) -antes de la intervención humana-, ha aportado pruebas indispensables para la solución de dos de las más grandes controversias científicas del pasado siglo, la evolución de los seres vivos y la deriva de los continentes, y, de cara a nuestro futuro, ofrece herramientas para el análisis de cómo los cambios climáticos pueden afectar al conjunto de la biósfera.
Lamark en el ámbito de los moluscos vivos y fosiles, y Cuvier en el de la Anatomía comparada de los vertebrados, echaron los cimientos de la Paleontología.
Como fruto de 25 años de labor continuado, aparecion en el año 1812 la famosa obra "Recherches sur les ossements fossiles" (Investigaciones sobre huesos fosiles) que,en la historia de la Paleontologia tuvo una gran importancia ya que probaba que el mundo organico tenia historia . Algo mas : probaba que los mismos rasgos caracteristicos de honda similitud fueron descubiertos por la anatomia comparada entre todos los seres vivientes,los ligaba a estos con los entes desaparecidos hace muchos del faz de la tierra.La posibilidad que algunas de las formas fosiles porsteriores entres las filas de grupos de genero, o hasta especies existentes, probaba, segun observo muy agudamente Lyell, que esos anales de la naturaleza "Estan escritos en un lenguaje que aun vive". Finalmente, la disminucion de la similitud a medida que uno se aleja en la perspectiva de la epocas geologicas, confirmaba y probaba la afirmacion fundamental de que el tiempo es el factor basico que determina el grado de diferencias.
Pruebas paleontológicas
Las encontramos repartidas por todo el planeta, y consisten en la existencia de grupos de especies más o menos parecidas, emparentadas, que habitan lugares relacionados entre si por su proximidad, situación o características, por ejemplo, un conjunto de islas, donde cada especie del grupo se ha adaptado a unas condiciones concretas. La prueba evolutiva aparece porque todas esas especies próximas provienen de una única especie antepasada que originó a todas las demás a medida que pequeños grupos de individuos se adaptaban a las condiciones de un lugar concreto, que eran diferentes a las de otros lugares.
Son ejemplos característicos de esto los pinzones de las islas Galápagos que fueron estudiados por Darwin, los Drepanidos, aves de las islas Hawaii, o las grandes aves no voladoras distribuidas por el hemisferio sur, los ñandúes sudamericanos, las avestruces africanas, el pájaro elefante de Madagascar (extinguido), el casuario y el emú australianos o el moa gigante de Nueva Zelanda (también extinguido).

El registro fósil. El registro fósil nos muestra que muchos tipos de organismos extintos fueron muy diferentes de los actuales, así como la sucesión de organismos en el tiempo, y además permite mostrar los estadios de transición de unas formas a otras.


Los fósiles
Los fósiles

Cuando un organismo muere, sus restos son prácticamente destruidos por las bacterias y los agentes físicos. Rara vez algún resto blando deja su huella, pero a veces ocurre (algunas medusas han dejados "huellas" de más de 500 millones de años). Del mismo modo, en raras ocasiones las partes duras, como huesos, dientes, conchas, etc. enterradas en el lodo, son protegidas por este de la acción bacteriana. Estos restos petrifican (mineralizan, fosilizan) en asociación con las rocas vecinas en las que están incrustados.

Los métodos de datación radiactiva dan una edad para la Tierra de 4.500 millones de años, y los primeros fósiles datan de 3.600 millones de años, correspondientes a la actividad de bacterias y cianobacterias (los llamados estromatolitos).


Los primeros fósiles de animales datan de 700 m. a., y la mayoría de los phyla actuales aparecieron hace 570 m. a. Los primeros vertebrados aparecieron hace 400 m. a. y loa mamíferos lo hicieron hace 200 m. a.


El ámbar, popular por su utilización como argumento cinematográfico en una película de gran difusión, es también un fósil. En este caso se han fosilizado resinas de árboles que, en su discurrir por el tronco, a veces atrapaban insectos, que quedaban incluidos permanentemente en ellos. Como el de la fotografía. El registro fósil, sin embargo, es incompleto: de la pequeñísima parte de organismo que han dado lugar a fósiles, sólo una fracción de ellos ha sido descubierta, y menor aún es el número de ejemplares estudiado por los paleontólogos.

La paleontología, o ciencia que estudia los seres que vivieron en épocas anteriores, ha demostrado los siguientes hechos que apoyan la filogenia:

1. Que en el curso de la historia de la Tierra han ido apareciendo animales y vegetales cada vez más complicados. Así, en el tipo de los vertebrados, los peces aparecen en el silúrico, los anfibios en el carbonífero, los reptiles en el pérmico, las aves en el jurásico, los mamíferos implacentarios en el triásico, los placentarios en el eoceno y el hombre en el cuaternario. Y lo mismo en el reino vegetal: los helechos aparecen en el devónico superior, los lepidodendros y calamites en el carbonífero, las gimnospermas en el pérmico y las angiospermas en el cretácico.

2. Que existen series de formas, aparecidas sucesivamente en el tiempo, que es necesario considerar como series evolutivas. Una de las mejor conocidas es la serie evolutiva del actual caballo, encontrada en los estratos terciarios de América del Norte.

La evolución de los caballos


El registro conocido comienza con Hyracotherium, del tamaño de un perro, con varios dedos en cada pata y dentición para ramonear, que aparece hace 50 millones de años, y finaliza con Equus, el caballo actual, mucho más grande, con solo un dedo por pata y con dentadura apropiada para pastar. Se conservan muchas formas intermedias, así como otras formas que evolucionaron hacia otras ramas que no han dejado descendientes actuales.
Otro ejemplo, es el de la mandíbula de los reptiles. Está formada por varios huesos; la de los mamíferos es de una sola pieza; los otros huesos de la mandíbula de los reptiles evolucionaron hasta convertirse en los que ahora forman parte del oído de los mamíferos. Esto puede parecer inverosímil, ya que es difícil imaginar las funciones intermedias de estos huesos. En respuesta a esto, se han descubierto dos tipos de terápsido (reptil de forma parecida a la de los mamíferos actuales) con una doble articulación mandibular: una compuesta de los huesos que persiste en la mandíbula mamífera y la otro por los huesos cuadrado y articular que, eventualmente, dieron lugar al martillo y al yunque del oído de los mamíferos.




3. Finalmente, ha demostrado la paleontología que grupos de animales (y de vegetales) hoy día perfectamente distintos, estuvieron representados en otra época por seres de caracteres mixtos o intermedios. El ejemplo más curioso de estas formas intermedias es el Archaeopteryx lithographica, ave fósil del jurásico que tenía caracteres reptilianos y constituye el tipo intermedio entre los reptiles y las aves propiamente dichas.

Archaeopteryx

La biogeografía


Es la ciencia que estudia la distribución de los seres vivos sobre la Tierra, así como los procesos que la han originado, que la modifican y que la pueden hacer desaparecer. Es una ciencia interdisciplinaria, de manera que aunque formalmente es una rama de la Biología, y dentro de ésta de la Ecología, es a la vez parte de la Geografía, recibiendo parte de sus fundamentos de especialidades como la Climatografía y otras Ciencias de la Tierra. Además, no estudia sólo la distribución de especies y taxones de categoría superior, sus áreas, sino también de la distribución de ecosistemas y biomas. Aunque la realidad es siempre compleja, la ciencia debe realizar operaciones de simplificación para hacerla accesible al estudio y, sobre todo, para lograr descripciones útiles.

La distribución de los seres vivos es el resultado de la evolución biológica y de la dispersión de las estirpes, de la evolución climática global y regional, y de la evolución de la distribución de tierras y mares, debida sobre todo a los avatares de la orogénesis y el desplazamiento continental. La biogeografía es una ciencia histórica, es decir, que se ocupa del estudio de sistemas cuya evolución ha seguido una trayectoria única, que debe estudiarse en concreto, no pudiendo obtenerse su conocimiento deductivamente a partir de principios generales. En particular, los seres vivos presentes en una región no pueden deducirse de los factores geográficos, sino que deben ser examinados empíricamente.


Pruebas de distribución geográfica


1. Australia posee como mamíferos salvajes únicamente los marsupiales; es decir, tipos inferiores, que existen desde el Secundario. En cambio, carece de mamíferos más evolucionados. Este se explica por la historia biogeografía: Australia estaba unida al resto del mundo durante la Era Secundaria y se ha separado de él en el Terciarios. Así, separada de los centro de origen de los mamíferos superiores, ha conservado sólo sus marsupiales, que sin temor a concurrencia alguna, se han desarrollado y diversificado abundantemente.

2. Del mismo modo, la fauna de Madagascar es muy diferente y más arcaica que la de África. Se encuentra en Madagascar lemúridos en abundancia, pero no simios. Ello se debe a que la gran isla se separó del continente después de la aparición de los lemúridos y antes de la de los simios.

3. Las especies insulares son generalmente un poco diferentes de las especies continentales. Descendientes de éstas por inmigración (aves e insectos buenos voladores, antiguas comunicaciones terrestres), se han diferenciado poco a poco a causa de su aislamiento.

El hecho de que no exista una presencia uniforme de especies en todo el planeta, es una prueba de que las barreras geográficas o los mecanismos de locomoción o dispersión han impedido su distribución, a pesar de que existen hábitat apropiados para su desarrollo, como es el caso de Australia, donde los zorros y conejos han sido introducidos artificialmente. Los pinzones que Darwin observó en las Galápagos, por ejemplo, son una prueba más de las adaptaciones evolutivas independientes a partir de sus antecesores locales, dada la imposibilidad de migración de esas especies.


Una de las observaciones que convenció a Darwin de la evolución de las especies fue su distribución geográfica, como en el caso de los pinzones de las Galápagos. Otro ejemplo estudiado es el de las moscas Drosophila, de las que existen unas 1500 especies, 500 de ellas en las islas Hawai. Hay también en estas islas más de 100 especies de moluscos terrestres que no existen en ninguna otra parte del mundo.

La inusual diversidad de especies en algunos archipiélagos se explica con facilidad como producto de la evolución. Estas islas se encuentran muy alejadas de los continentes y de otros archipiélagos, por lo que muy pocos colonizadores pudieron llegar a ellas. Pero las especies que llegaron encontraron muchos nichos ecológicos desocupados, sin especies competidoras o depredadoras que limitaran su multiplicación. En respuesta a esta situación, las especies se diversificaron con rapidez, en un proceso que se llama radiación adaptativa (diversificación de especies que ocupan nichos ecológicos preexistentes).

En referencia a este punto, y con respecto al caso de los pinzones de las Galápagos, quizá una sola pareja de ellos, o una pequeña bandada, llegó a la isla. Se asentaron allí, alimentándose de semillas y bayas igual que hacían en tierra firme. Y lo que es más importante: allí no existían depredadores ni se daba competencia alguna por los alimentos. Además, existía una amplia variedad de nichos ecológicos, sobre todo porque los insectos se habían reproducido masivamente por las mismas causas.

Los valles, las elevadas formaciones rocosas y los propios límites de las costas favorecieron la separación de poblaciones. Así, tras una rápida proliferación, empezó a dejarse sentir una competencia por el alimento, los pinzones se dividieron en grupos y se separaron unos de otros.

De este modo, en aislamiento genético, comenzó un proceso de especialización que, a su vez, dio lugar a nuevos procesos de separación. Algunos grupos permanecieron en el suelo y otros se alojaron en las ramas de los árboles; muchos se transformaron en insectívoros y otros hasta utilizan púas de cactus par escarbar en las grietas en busca de larvas. Alguna pareja se "atrevió" a cruzar a las islas vecinas, convirtiéndose en "fundadora" de nuevas poblaciones que sufrirían los mismos procesos.

Así fue como llegaron a formarse las 13 especies actuales de pinzones que habitan en las Islas Galápagos, que actualmente constituyen una subfamilia propia: Geospiza.





BIBLIOGRAFÍA

Timiriazev, K.A.(1922). El método historico en la biología.Montevideo, Uruguay:Ediciones Pueblos Unidos

Hasson, E.(2007). Evolución y selección natural.Buenos Aires, Argentina: Colección Ciencia Joven

http://ecociencia.fateback.com/pruebasevol/pruebasevolucion.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Paleontología

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/evolucion/5pruebas_de_la_evolucion.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Biogeografía