PRUEBAS DE LA EVOLUCION

Pruebas biologicas :
Las pruebas acumuladas a favor de la evolución por todas las disciplinas biológicas han aumentado con el avance científico, llegando a ser aplastantes. En particular, la biología molecular, la más recientes y expansiva de las disciplinas biológicas, ha confirmado de manera contundente la evolución y muchos detalles de su historia. Pasamos a ver algunos ejemplos de las evidencias que demuestran la evolución.
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. siles
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 asiciación 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.
En muchos casos se ha reconstruido el registro fósil completo de algún animal. Es el caso del caballo.lución del caballo
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 condentadura 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.
ndíbula de los reptiles.
Semejanzas anatómicas. El proceso de evolución consiste en la transformación de unos organismos en otros, que, por ser esta gradual (al menos, en una de las concepciones del cambio evolutivo), permite reconocer las relaciones de parentesco entre especies descendientes de una mismo antepasado. Especies con un ancestro común reciente son anatómicamente más semejantes entre sí que respecto a otras especies más alejadas. A medida que transcurre el tiempo las semejanzas anatómicas se van diluyendo y pueden llegar a ser irreconocibles. Sin embargo, en el nivel molecular, las semejanzas son reconocibles aunque hayan transcurrido millones de años.
Aquí se incluye los estudios anatómicos sobre órganos homólogos, es decir, órganos con diferentes funciones pero que revelan la misma estructura anatómica y, por consiguiente, el mismo origen. s
Desarrollo embrionario y atavismos. Todos los vertebrados, desde los peces hasta las lagartijas y el hombre, se desarrollan de manera bastante similar en las etapas iniciales de su ontogenia, y se van diferenciando cada vez más a medida que el desarrollo embrionario va avanzando al estado adulto.
¿Cómo explicar este hecho? La respuesta es que estos patrones han sido heredados de su ancestro común, es decir, existen unos genes comunes que regulan el desarrollo embrionario y cuyos efectos van diferenciándose conforme este avanza. Por ejemplo, los embriones humanos y de otros vertebrados terrestres presentan aberturas branquiales, y los embriones humanos presentan durante su cuarta semana de desarrollo una cola bien definida.
Algunos rudimentos embrionarios persisten como vestigios, o atavismos, en el organismo adulto, como el caso del rudimento de cola en el hombre. El órgano rudimentarios más conocido en el hombre es el apéndice vermiforme, que es un vestigio sin función de un órgano que se desarrolla completamente en mamíferos como el conejo u otros herbívoros, en los que el cecum y su apéndice son grandes y almacenan celulosa para digerirla con bacterias.
Biogeografía. 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 sóla 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 competendcia alguna por los alimentos. Además, existía una amplia variedad de nichos ecológicos, sobre todo porque los insectos se había 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 procesos 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 tranformaron en insectívorosy otros hasta utilizan púas de cactus par escarbar en las grietas en busca de larvas. Alguna pareja se "atrevió" a crizar a las islas vecinas, convirtiéndose en "fundadora" de nuevas poblaciones que sifrirían los mismo 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.
Biología molecular. Existe una gran uniformidad en los componentes moleculares de los seres vivos. Tanto en las bacterias y otros microorganismos como en organismos superiores (vegetales y animales), la información está expresada como secuencias de nucleótidos, que se traducen en proteínas formadas por los mismos veinte aminoácidos.
Esta uniformidad de las estructuras moleculares revela la existencia de ancestros comunes para todos los organismos y la continuidad genética de estos.
Imaginemos el siguiente supuesto: una determinada población de una especie sufre una escisión de un número pequeño de sus componentes. Lo que en un principio era un patrimonio genético común (la mezcla hacía "homogéneo" ese patrimonio") va a convertirse en el comienzo de un divergencia, ya que conel tiempo, la nueva población va acumulando cambio que la harán diferente de la primera. La divergencia guardará correlación con el tiempo de su separación. Podemos usar esta divergencia para averiguar el parentesco entre dos especies. Bien es cierto que no todo el ADN evoluciona a la misma velocidad: las secuencias no codificante lo hacen más deprisa. Por eso es importante elegir el ADN adecuado.
Las evidencias de evolución reveladas por la biología molecular son aún más concisas, ya que el grado de similitud entre secuencias de nucleótidos o de aminoácidos puede ser determinado con precisión. Por ejemplo, el citocromo c de humanos y chimpancés está formado por 104 aminoácidos, exactamente los mismos y en el mismo orden. El citocromo del mono Rhesus sólo difiere del de los humanos en un aminoácido de los 104; el del caballo en 11 aminoácidos; y el del atún en 21. El grado de similitud refleja la proximidad del ancestro común, lo cual permite reconstruir la filogenia de estos organismos.
La secuenciación de ADN ha demostrado que el chimpancé es nuestro pariente actual más cercano: su ADN difiere del nuestro en sólo un 2'5%.


Pruebas paleontologicas :
El estudio de los restos fósiles no só1o ofrece argumentos a favor del cambio y modificación sufrida por antecesores de las especies actuales, sino que indica también que el proceso ha sido muy lento.
Un aspecto importante es la dataci6n de los restos fósiles. Los métodos actualmente disponibles son los del C14 (carbono 14), is6topo radiactivo del carbono, utilizado para datar sustancias orgánicas relativamente recientes (de menos de 50 000 años de antigüedad), y los de otros isótopos radiactivos, K40, U235, etc., que sirven para datar fósiles con millones de años de antigüedad.El método se basa en estimar la proporción del isótopo radiactivo existente en los restos fósiles o en los sedimentos en que se encuentran, respecto del is6topo no radiactivo. Como consecuencia del proceso de desintegración radiactiva, las proporciones variarán en funci6n del tiempo transcurrido.Los paleontó1ogos dividen la historia de nuestro planeta en eras, períodos y épocas, con una duraci6n de millones de años. Si el origen de nuestro planeta, en lugar de haberse producido hace unos 4 500 millones de años, lo situásemos a las cero horas del 1 de enero de un año cualquiera y el momento presente a las 24 horas del último día del año, la aparici6n de la vida tendría lugar a primeros de abril, los primeros vertebrados marinos a finales de noviembre y los primeros primates el día de Navidad.
Los animales y vegetales que vivieron en épocas pasadas, sedimentados en condiciones adecuadas, se fosilizaron, y así se han conservado hasta nuestros días. El estudio de los fósiles permite establecer un registro fósil que, aunque no es completo, permite reconstruir las filogenias, es decir, las historias evolutivas de muchos grupos vegetales y animales.
Quizás los restos f6siles más interesantes, y también más escasos, son los que nos permiten comprender la aparici6n de los grandes grupos taxon6micos. En pizarras de la región alemana de Solenhofen se encontraron en 1861 restos del Archeopteryx. Con características reptilianas indudables, hubiera sido clasificado como un dinosaurio primitivo a no ser por las plumas, que lo convierten.
En el género de aves más antiguo que se conoce: esto aclara el origen reptiliano de las aves.
Los f6siles no son siempre restos conservados en sedimentos. A veces podemos considerar a formas actuales como f6siles vivientes, que aparentemente no han evolucionado, conservando las características de animales que vivieron hace millones de años.
Un aspecto muy importante a tener en cuenta, cuando se estudian las formas fósiles, es la deriva continental. La corteza terrestre es semifluida y sobre ella «flotan» grandes masas continentales, que se reúnen y se separan en el transcurso del tiempo. Hace 250 millones de años existía un único continente llamado Pangea. Su fraccionamiento y separación en masas continentales independientes dio lugar a la distribución actual.
La deriva continental ha provocado en el transcurso de la evoluci6n cambios importantes de clima (por España pasó el ecuador durante el Devónico), emersión o inmersión de grandes áreas y conexión y desconexión de continentes. Norteamérica estuvo conectada con Eurasia hasta hace pocos millones de años, lo que explica las migraciones de los équidos. Australia se separó de las grandes masas continentales antes de la aparición de los vertebrados placentarios, quedando como un reducto de monotremas y marsupiales.


pruebas moleculares :
Como aparece en el epígrafe dedicado a las pruebas clásicas de la evolución, una de las que han aportado las nuevas ciencias (ya no tan nuevas) son las correspondientes a las semejanzas bioquímicas. Se pueden mencionar muchos ejemplos de proteínas, como la hemoglobina o los citocromos, con los que se trazan árboles genealógicos entre especies, y entre individuos de una especie, comparando proteínas que desempeñen la misma función. También se pueden comparar, con mayor fiabilidad, los mensajes que codifican a estas proteínas, es decir, sus genes. Sin ir más lejos, cuando ocurren epidemias bacterianas o víricas, se recurre a estudios de este tipo para conocer la filogenia que relaciona las difentes cepas infectivas y conocer cuál ha sido la primera cepa y dónde ocurrió la primera infección.
La antropología molecular fue prácticamente fundada por el investigador Luigi luca Cavalli-Sforza, en los años cincuenta, cuando se trabajaba con polimorfismos de proteínas, los llamados isoenzimas, diferentes formas moleculares de una enzima, en lugar de con los polimorfismos de ADN. Fue uno de los fundadores del Human Genome Diversity Project para coordinar la recogida y análisis de muestras de ADN procedentes de diversos grupos étnicos del globo. Pero su idea cayó en embrollos éticos y políticos, y algunos grupos manifestaron su oposición a esta recogida, como la declaración de los Pueblos Indígenas del Hemisferio Oeste. Los participantes de HGDP han hecho un Propuesta de Protocolo Ético Modelo para la Recolección de Muestras de ADN, que te puedes leer en español, aunque no he podido saber si ese protocolo está en uso o no.
LOS POLIMORFISMOS
Los denominados polimorfismos de nucleótido único (SNPs o single nucleotide polymorphism) son otro objetivo importante de la biología molecular aplicada al estudio de la evolución. Se trata de puntos concretísimos de los genomas en los que un nucleótido puede ser diferente en varios individuos, dando lugar a caracteres diferentes, como el color de los ojos, de la piel, del pelo, la forma de la nariz, las forma en que metabolizamos sustancias, etc. Un buen ejemplo de SNP son los alelos de los grupos sanguíneos humanos.
El gen de los grupos sanguíneos consta de 1062 pares de bases, divididas en seis exones, en el cromosoma 9. Este gen codifica una enzima denominada galactosil transferasa que tiene la capacidad de añadir galactosa (un monosacárido) a una molécula, por ejemplo, una proteína. La diferencia entre el grupo A y el B es de siete pares de bases, de las que tres son neutras (no afectan al aminoácido codificado) y las otras cuatro son las que determinan la diferencia: en las posiciones 523, 700, 793 y 800 de este gen, las personas de grupo A poseen las letras C, G, C, G; las del grupo B, poseen G, A, A, C. Aún existen otras combinaciones, por ejemplo, algunas personas del grupo A tienen letras del grupo B y viceversa. En cuanto al grupo O, las personas que lo poseen sólo tiene un único cambio, pero en este caso no se trata de una sustitución, sino de una delección, es decir, de la ausencia de la letra 258, que deberíña ser una G. En estas personas, la lectura del ADN se desplaza una letra y el mensaje se cambia por completo y no se sintetiza esa enzima. En este caso, el efecto de este cambio en las personas de grupo O no tiene mayores consecuencias, aunque se ha encontrado una correlación con la resistencia a ciertas enfermedades.
Los genes presentan numerosas formas alélicas, de modo que los seres humanos nos diferenciamos unos de otros en, al menos, 400 nucleótidos (aunque puede que esta cifra se haya quedado corta). (¡OJO! No todas las diferencias genéticas se deben a SNP: estamos hablando de diferencias que afectan a un solo nucleótido, o a una pareja de bases nitrogenadas). Sin embargo, la mayoría de los SNP no producen efectos fenotípicos, ya que aparecen, generalmente, en regiones no codificantes del genoma (los denominados intrones), pero el interés que tienen se debe, sobre todo, a su relación con la predisposición a ciertas enfermedades y la susceptibilidad a algunas drogas. Algunos de estos SNP aparecen juntos en un cromosoma y provocan tendencia a la delección del cromosoma, un tipo de mutación cromosómica, provocando enfermedades. Ciertas personas comparten estos SNP y sirven para diagnosticar esa tendencia a la enfermedad. Las combinaciones concreta de polimorfismos en un cromosoma se denomina haplotipo.
Podemos tener cerca de 3 millones de estos SNP en nuestro genoma, de los que conocemos casi 1'5 millones; sólo 60.000 de estos aparecen en los exones o regiones codificantes. Existe una base de datos pública con todos estos polimorfismos, The SNP Consortium LTD, a la que también ha contribuido International Human Genome Sequencing Consortium.
En evolución, son buenos marcadores de la diversidad. Si seguimos un SNP concreto a través de diferentes grupos, podemos trazar la evolución y dispersión de las diferentes razas humanas. Se trata de observar "in situ" la variabilidad del genoma humano.
La existencia de polimorfismos genéticos nos lleva de nuevo a un tema que ya se ha tratado en otro documento, el relativo al debate entre seleccionistas y neutralistas. Recordamos que para la escuela seleccionista la mayoría de los polimorfismos genéticos tienen un valor adaptativo (en aquel documento no los llamábamos así todavía), es decir, que los diferentes alelos a que dan lugar los polimorofismos codifican proteínas con diferente efectividad. De esta manera, los polimorfismos se mantendrían en la población o no en función de su eficacia. El punto de vista neutralista defiende que la mayoría de los polimorfismos existentes en un alelo son neutros para la selección, es decir, que no provocan mayor beneficio ni perjuicio, no tienen valor adaptativo. Los neutralistas dicen que la evolución molecular es el resultado de la deriva genética al azar de alelos práticamente neutros. Así, las mutaciones ventajosas serían muy infrecuentes y a las no neutras les ocurriría lo mismo que a las deletéreas, es decir, se eliminarían por selección negativa.
A continuación, intentaré contar algunas interesantes cuestiones en relación a la biología molecular y la evolución. Los enlaces se abrirán en nuevas ventanas, y allí podrás navegar por ellos.