Evolución

La evolución biológica es el cambio en caracteres fenotípicos y genéticos de poblaciones biológicas a través de generaciones. Dicho proceso ha originado la diversidad de formas de vida que existen sobre la Tierra a partir de un antepasado común.Los procesos evolutivos han producido la biodiversidad en cada nivel de la organización biológica, incluyendo los de especie, población, organismos individuales y molecular (evolución molecular). Toda la vida en la Tierra procede de un último antepasado común universal que existió entre hace 3800 y 3500 millones de años.

La palabra evolución para describir tales cambios fue aplicada por primera vez en el siglo XVIII por el biólogo suizo Charles Bonnet en su obra Consideration sur les corps organisés. No obstante, el concepto de que la vida en la Tierra evolucionó a partir de un ancestro común ya había sido formulado por varios filósofos griegos,y la hipótesis de que las especies se transforman continuamente fue postulada por numerosos científicos de los siglos XVIII y XIX, a los cuales Charles Darwin citó en el primer capítulo de su libro El origen de las especies.Sin embargo, fue el propio Darwin en 1859, quien sintetizó un cuerpo coherente de observaciones y aportó un mecanismo de cambio, al que llamó selección natural; lo que consolidó el concepto de la evolución biológica en una verdadera teoría científica.

Evidencias fosiles

La evidencia fósil documenta cómo cambió la Tierra y la vida de un periodo de tiempo al siguiente. Los fósiles se forman cuando los restos de un ser vivo son preservados. La edad geológica de la capa de roca en la que se encuentran los fósiles corresponde a su edad y a la cantidad de tiempo que haya pasado desde que los restos del organismo se fosilizaron. Los científicos analizan la edad de los fósiles y examinan los cambios entre ellos para comprobar la teoría de la evolución: la evidencia fósil comprueba que los organismos cambian con el tiempo.

• Tafonomía

La tafonomía es el estudio de cómo se forman los fósiles. Estos son preservados en roca sedimentaria, el tipo más abundante de roca encontrada en la corteza terrestre. Los fósiles se forman cuando restos de seres vivos quedan enterrados en capas de roca sedimentaria. La mayoría de los fósiles están hechos de las partes duras de un organismo, como huesos, dientes o conchas. Los tejidos blandos muy rara vez se conservan. Las bacterias consumen las partes orgánicas de los huesos y los espacios que quedan se llenan de agua o sedimento. Con el tiempo los huesos se mineralizan y son preservados como fósiles similares a las rocas.

• Edad de los fósiles

Las rocas sedimentarias se forman cuando las partículas de roca se apilan en capas. El principio de la superposición establece que las capas son secuenciales. Más capas se acumulan a medida que el tiempo pasa; las capas más antiguas yacen debajo de las más jóvenes. Los científicos observan los fósiles encontrados en cada capa para ayudar a determinar la edad de las rocas. Si la edad de una capa de roca es conocida los científicos pueden usar esa información para datar los nuevos fósiles que se encuentren ahí. Los científicos determinaron que los fósiles encontrados en una capa de roca de una edad determinada están ausentes en las capas de roca de edades diferentes. Por lo tanto los fósiles encontrados en capas de roca de la misma edad provienen del mismo periodo de tiempo.

• Cambio de las especies

El registro fósil proporciona evidencia de los cambios que experimenta una especie con el tiempo. Los miembros de una especie comparten características físicas que transmiten a su descendencia. Las características físicas de los seres vivientes preservadas en los fósiles ayuda a los científicos a determinar cómo estaban relacionados los organismos antiguos y cómo se relacionan con las especies contemporáneas. Los paleontólogos pueden clasificar a los fósiles de los organismos dentro de la misma especie si comparten el mismos grado de similitud de los individuos de una especie viviente.

• Qué nos dicen los fósiles

La evidencia fósil documenta la extinción de las especies y la aparición de nuevas. El registro fósil también muestra cómo evolucionaron los grupos de organismos mediante la adquisición o desaparición de características físicas. El registro fósil presenta piezas de evidencia como las piezas de un rompecabezas. Cuando se unen las piezas suficientes, el rompecabezas comienza a tomar forma y se vuelve más claro. Cada nuevo fósil encontrado contribuye al cuerpo de evidencia para el proceso de la evolución proporcionando un vínculo perdido entre grupos de organismos, apoyando a la evidencia que ya se ha reunido o refutando las viejas ideas e introduciendo nuevas.

• Evidencias estructurales

La anatomía comparada ofrece evidencias estructurales de la evolución, de tres clases.
Las estructuras homólogas son aquellas que tienen un origen evolutivo común, independientemente de la función que cumplen. Por ejemplo la estructura del esqueleto de cinco dedos en la mano de los vertebrados aparece no solo en los humanos, sino también en los simios, los osos, los gatos, los murciélagos, los delfines, las lagartijas y las tortugas. ¿Cuál es la razón de tan variada repetición de unos cuantos diseños básicos? La respuesta de Darwin es que todas estas formas descienden de un antepasado común.
Las estructuras análogas (convergencia adaptativa) son aquellas estructuras que a pesar de su parecido y función similares no provienen de un antepasado común. Es decir que grupos de organismos alejados filogenéticamente (es decir que no tienen un parentesco evolutivo) han desarrollado adaptaciones similares. Por ejemplo las alas de los insectos son análogas a las alas de las aves y de los murciélagos; las aletas de los peces son análogas a las aletas de las ballenas y delfines.
Las estructuras vestigiales son otra forma de evidencia morfológica. Estas estructuras son remanentes de la historia evolutiva de un linaje. Por ejemplo algunas serpientes tienen vestigios de pelvis y diminutas patas; las ballenas poseen huesos pélvicos. Se puede decir que esto demuestra que en cada caso están emparentados con un antepasado que sí tenía patas. Estas estructuras vestigiales son evidentemente homólogas respecto de otras estructuras que otros vertebrados poseen y utilizan.

Evidencia embrionarias

La embriología muestra el evidente parecido, en los estadios más tempranos, entre embriones pertenecientes a diferentes grupos emparentados. Por ejemplo todos los embriones de vertebrados muestran un gran parecido entre sí en las primeras etapas de su desarrollo.

• Evidencias de la bioquímica

Los avances de la biología molecular han puesto de manifiesto las abundantes homologías que presentan seres vivos tan evolutivamente alejados entre sí como una bacteria y un mamífero.

• Todos comparten el mismo código genético.
• Todos comparten los ácidos nucleicos y los procesos básicos de la expresión génica.
• Los planes metabólicos generales de todos los seres vivos, es decir, las reacciones químicas básicas necesarias para la asimilación y aprovechamiento de los nutrientes son muy semejantes.

Se ha realizado trabajos sobre semejanzas entre secuencias de proteínas (entre ellas, el citocromo c). Con cuya información recabada se puede construir árboles filogenéticos.

También las nuevas tecnologías permiten analizar homologías en secuencias de DNA entre especies próximas. Los resultados de estas comparaciones son semejantes a los obtenidos por técnicas de secuenciación de proteínas. Hoy con las técnicas y conocimientos derivados del proyecto Genoma Humano, se espera de la biología molecular un aporte sustantivo al estudio evolutivo.

La biología molecular

Tanto el ADN como las proteínas determinadas por él, aportan información sobre la historia evolutiva de los organismos.

• La uniformidad en la composición química y en los procesos metabólicos revela la existencia de antepasados comunes.

El lenguaje utilizado por el ADN es el mismo para todos los seres vivos. Esto indica un origen común.

• Comparar secuencias de nucleótidos de ADN de especies diferentes puede proporcionar información sobre su parentesco evolutivo.

Podemos comparar una secuencia de nucleótidos de cada uno de los cinco grupos de primates.