Serie: Teorías evolutivas a lo largo de la Historia

Capítulo 2: La evolución de las especies

En la entrega anterior de esta serie hablamos acerca del  origen de la vida. Explicamos las teorías de los primeros coacervados expuesta por los científicos Oparin Haldane, así como también tuvimos la oportunidad de definir los conceptos de panspermia y la hipótesis endosimbiótica de la doctora Lynn Margulis.

Hoy nos centraremos en hablar sobre la evolución de las especies.

Como ya empezamos a explicar en la anterior publicación, durante gran parte de la Historia de la humanidad en Europa hemos sido fervorosamente creyentes en la teoría del creacionismo, ya que es lo que nos cuenta la Biblia: según ella, fue Dios quien creó el Universo, y por extensión, también el planeta Tierra y todos los seres vivos que en ella conviven.

El creacionismo teórico ha caminado siempre de la mano del fijismo, hipótesis que niega frontalmente la evolución de las especies y defiende que todos los seres vivos han permanecido inmutables e iguales desde el mismo día de su creación divina.

Actualmente, ni el creacionismo ni el fijismo están científicamente aceptados, ya que basan sus teorías en doctrinas religiosas y circunstancias eventuales, y no en hechos debidamente demostrados ni contrastados.

Sí está científicamente aceptado, por el contrario, el evolucionismo, una teoría que explica que todas las especies pueden cambiar con el paso del tiempo y generar otras diferentes a partir de ellas.

No fue fácil, ni para la comunidad científica ni para la sociedad en general, aceptar el cambio que supuso elevar a hecho científico demostrado la evolución de las especies, en detrimento del creacionismo fijista anterior.

De hecho, durante el siglo XIX, gran cantidad de naturalistas, biólogos y científicos como el sueco Carl von Linneo, (a quien debemos el primer sistema de clasificación binomial taxonómico en latín de seres vivosLeclerc o el francés Georges Cuvier (considerado como el padre de la paleontología moderna y de la anatomía comparada) fueron fijistas convencidos.

Pero para intentar explicar racionalmente la existencia de fósiles de seres vivos que ya no existían en aquella actualidad, Cuvier presentó su propia teoría: el catastrofismo.

Según ella, en el pasado existieron seres vivos claramente distintos a los actuales, que se mantenían sin sufrir ningún tipo de cambios durante largos períodos de tiempo, pero que se extinguían de forma súbita tras diferentes tipos de catástrofes naturales sucesivas, dando origen cada vez así a una nueva generación de especies diferentes.

De acuerdo con las teorías de Cuvier, cuando los dinosaurios se extinguieron a causa del impacto de un meteorito, dejaron tras de sí unas huellas físicas propias (los fósiles) y dieron paso a la siguiente generación de seres vivos. No obstante, el catastrofismo no ofrece ninguna explicación a la pregunta de cómo se originan ni las viejas ni las nuevas especies.

La primera teoría conocida y comúnmente aceptada acerca de la evolución de las especies fue el transformismo (también conocida como lamarckismo, en honor a su descubridor: el naturalista francés Jean Baptiste de Monet, caballero de Lamarck).

El transformismo lamarckiano proponía que si bien el origen de todas las formas de vida conocidas podía haber sido creado por obra o acción divina, después las diferentes especies biológicas podían ir cambiando a lo largo del tiempo, es decir, evolucionando.

Lamarck entendía la evolución de las especies como el resultado de un proceso mecánico, derivado de las propiedades físicas y químicas de la materia que formaba tanto sus cuerpos físicos (organismos) como sus entornos biológicos.

La idea básica de la teoría transformista lamarckiana era la siguiente: el entorno cambia continuamente, y las distintas especies luchan sin descanso para conseguir adaptarse a las nuevas exigencias vitales de su hábitat.

Por ejemplo, si en una sabana africana crecieran cada vez menos hojas en las copas de los árboles y la hierba se secara, únicamente serían capaces de sobrevivir los animales herbívoros que pudieran acceder a las ramas más altas de las acacias por su propia estatura: los elefantes o las jirafas, y dentro de estas últimas, las que poseyeran los cuellos más largos.

Según Lamarck, estas jirafas estiran al máximo posible sus cuellos y sus patas para alcanzar las ramas más altas con la boca, circunstancia que provoca su alargamiento y que luego es heredada por las siguientes generaciones. En el ejemplo de la fotografía, la jirafa de la izquierda tendría menos oportunidades de sobrevivir en ese hábitat debido a su pequeño tamaño, en comparación con las otras dos.

De acuerdo con las hipótesis que lanzó Lamarck, las especies realizan esfuerzos para conseguir modificar físicamente sus cuerpos, y estos cambios físicos son posteriormente heredados por la descendencia.

También defendió que los organismos vivos muestran una cierta tendencia hacia la complejidad específica: es decir, que anteriormente las especies de seres vivos eran más simples y de inferior tamaño e inteligencia que las que viven en la actualidad, ya que según e lamarckismo, el uso repetido de un órgano corporal fomenta su desarrollo.

Por ejemplo, un pez (como puede ser un tiburón blanco) que utiliza con frecuencia su aleta caudal para nadar acaba desembocando en una mayor optimización de ese órgano específico, de igual manera que un quarterback de fútbol americano acaba desarrollando una fuerza descomunal en los músculos de los brazos.

De la misma manera que el empleo continuado de un órgano fomenta su utilidad, la falta de uso del mismo genera atrofia sobre él. Por ejemplo, los kiwis han atrofiado sus alas por no usarlas.

Dicho de otra manera, la evolución que proponía la teoría de Lamarck era un proceso que se sostenía en un concepto llamado herencia de las características adquiridas: los padres transmiten a los hijos los rasgos que poco a poco van adquiriendo a raíz de cómo se relacionan con el entorno y cambian para mejorar su supervivencia.

Esta es la parte más controvertida de lo que proponía el transformismo lamarckiano: según esta teoría, las jirafas estiran al máximo posible sus cuellos para alcanzar las mejores hojas que crecen en las copas de los árboles, y como consecuencia de estos esfuerzos físicos, el cuello se termina alargando, de una manera parecida a cómo el ejercicio continuado provoca que aumente el tamaño de los músculos del cuerpo humano.

Pero Lamarck proponía que estos caracteres adquiridos eran posteriormente heredados por los hijos de cada especie, y la ciencia actual nos indica que aquí Lamarck incurría en un error teórico.

Las especies no heredan los caracteres físicos adquiridos de sus padres: por ejemplo, un perro cuyo rabo ha sido cortado tendrá camadas de cachorros con rabo, de la misma forma que si se le extrae todo el veneno a una serpiente extirpándole los colmillos, sus descendientes nacerán de igual forma con colmillos y veneno.

Tampoco un padre humano culturista que puede levantar hasta doscientos kilogramos de masa únicamente con la fuerza de sus brazos sirve como garantía de que su hijo también poseerá una gran forma física, al igual que él.

Actualmente, la ciencia considera falsa la teoría evolutiva de Lamarck, ya que el pilar fundamental sobre el que se sustenta, la herencia de caracteres adquiridos, es incorrecto.

Hubo que esperar poco tiempo hasta que apareciera en escena Charles Robert Darwin, un talentoso naturalista inglés, considerado como el científico más influyente de los que ayudaron a plantear la teoría de la evolución biológica de las especies a través del concepto de la selección natural (compartiendo dicho logro con Alfred Russell Wallace).

De joven, Charles Darwin se embarcó a bordo del HMS Beagle, un velero bergantín propiedad de la Marina Real Británica, con el objetivo de completar un viaje de estudios personales de cinco años de duración alrededor de todo el globo terráqueo.

El barco zarpó desde el puerto de Plymouth durante la mañana del día 27 del mes de diciembre del año 1831, y terminó su prolongado periplo el día 2 del mes de octubre del año 1836, atracando en la también costa inglesa de Falmouth.

La ruta que el navío describió alrededor de la circunferencia terrestre incluyó lugares tan exóticos como distantes entre sí: Cabo VerdeBrasilArgentinaChileEcuador continental, las Islas GalápagosTahitíNueva ZelandaAustralia, las Islas MauricioSudáfrica.

Las escalas del Beagle poseían diferentes tipos de duraciones: en ocasiones duraban algunos días para repostar combustible o entregar alguna clase de documento, y otras veces llegaban a durar varios meses, permitiendo así a Darwin abandonar su camarote de a bordo y realizar largas excursiones en el territorio, observando la fauna y la flora de cada lugar, y recopilando también cientos de fósiles animales y restos vegetales.

Todo lo que Darwin veía o descubría lo anotaba en su cuaderno de bitácora: “Diario del viaje de un naturalista alrededor del mundo“.

Además de su extraordinario talento como zoólogo y botánico, Charles Darwin poseía también un don formidable para la pintura: en la fotografía, podemos ver el dibujo de unos pájaros que él mismo realizó en su diario de viaje.

A lo largo de su particular odisea, Darwin recopiló cientos y cientos de páginas llenas de datos, decenas de dibujos, descripciones de seres vivos y entornos naturales y análisis de anatomía comparada.

Monospájarosreptiles y un sinfín de todo tipo de animales fueron estudiados por Darwin, y mención aparte merece la tortuga de las islas Galápagos, quelónido que supo llamar la atención del naturalista debido a su extraordinaria rareza como especie, ya que únicamente vive en esas islas, su tamaño es descomunal para ser una tortuga y es capaz de llegar a vivir durante más de 170 años.

Harriet, una tortuga que falleció en el año 2006 en el zoológico de Queensland (Australia), y que se estima que llegó a vivir hasta 176 años. Durante mucho tiempo se creyó erróneamente que fue Darwin quien la capturó durante su viaje a bordo del Beagle, aunque es cierto que el científico inglés se llevó consigo tres tortugas de las Galápagos cuando regresó a Inglaterra.

El cuaderno de bitácora que Darwin recopiló a lo largo de toda su travesía fue publicado como libro en el año 1839, lleno de pruebas sobre la evolución de las especies y presentando en primera instancia su teoría de selección natural.

Este hecho voló la cabeza (metafóricamente hablando) de la sociedad europea: el libro fue un completo éxito de ventas pero un fracaso general en aceptación popular: las semanas que siguieron a esta publicación fueron un constante ataque hacia Darwin y un intento continuo de ridiculización humillación, sobre todo por parte de la Iglesia Católica, y prácticamente nadie salió en su defensa.

Esta brutal cacería mediática y persecución fue el punto de partida de una serie de intensas décadas de investigación y estudio que culminarían en el año 1859 con la publicación de un nuevo trabajo: “El origen de las especies“, sin duda ninguna el libro científico más importante y famoso de todos los tiempos.

Atreverse a sugerir que el ser humano descendía evolutivamente de los monos le costó a Darwin una enorme cantidad de mofas y escarnios públicos como el que se observa en esta fotografía. Con el paso del tiempo, se acabó demostrando que tenía razón.

Pero, ¿qué teorías proponía exactamente Charles Darwin? ¿Cuál fue la razón del enorme revuelo que sus estudios generaron?

Actualmente, las hipótesis que planteó Darwin basándose en las que anteriormente presentó Wallace están científicamente aceptadas, no como las de Lamarck.

Según su teoría general de la evolución de las especies, no existe una tendencia específica de los seres vivos que los obligue a evolucionar en una determinada dirección.

Aquí difiere completamente de Lamarck, porque el francés sostenía que la evolución se producía por necesidad para con el entorno natural.

La evolución, entendida según Darwin, es un proceso completamente abierto sin un final determinado ni único.

Como posteriormente se comprobaría, los cambios evolutivos se producen a raíz de las mutaciones genéticas, que ocurren como consecuencia de las alteraciones accidentales y repentinas de las cadenas de secuenciación de los nucleótidos que forman el ADN, provocando así que las especies afectadas nazcan con variaciones respecto a la mayoría.

Por ejemplo, una mutación en el gen que determina el color de una especie de ratones marrones podría provocar que el individuo afectado posea el pelaje de color blanco.

El albinismo es un tipo de trastorno genético causado por una mutación. En esta fotografía, podemos observar un canguro afectado, que además de ser blanco, es también más pequeño que los demás.

El concepto de mutación sirve a Darwin como punto de apoyo para su teoría de la selección natural.

Según esta teoría, entre todos los organismos del planeta Tierra existe una continua lucha por obtener la supervivencia.

Y al mismo tiempo, dentro de cada ser vivo existe variabilidad: aunque pertenezcan a la misma especie, dos individuos pueden presentar diferentes características fenotípicas. Por ejemplo, existen conejos comunes (Oryctolagus cuniculus) de muchos colores distintos.

La teoría de la evolución de las especies por selección natural defiende que el medio o el entorno natural elige para sobrevivir a los organismos mejor adaptados de cada especie.

De esta manera, si una población de liebres marrones y blancas vive en un entorno polar que está permanentemente cubierto de nieve, tienen más posibilidades de sobrevivir las liebres que sean blancas, ya que su color de pelo les sirve de gran ayuda para camuflarse en el entorno y no ser un objetivo fácil para los depredadores.

Por el contrario, si esta misma población de liebres viviera en un desierto de arena americano, sobrevivirían mejor las que fueran marrones, ya que una liebre blanca sobre suelo arenoso sería fácilmente visible desde las alturas por parte de un águila, por ejemplo, facilitando así su caza y captura.

De esta manera, la selección natural actúa sobre las variaciones que se producen en los individuos.

Si las condiciones del medio se mantuvieran sin cambios durante mucho tiempo, aquellos individuos con variaciones ventajosas que les confiriesen una mejor adaptación al medio, sobrevivirían más, se reproducirían más y transmitirían los cambios genéticos positivos a la descendencia. Por el contrario, los individuos con variaciones desventajosas tendrían menos probabilidades de sobrevivir, y, por lo tanto, de reproducirse. De esta manera, poco a poco, de forma continua y gradual, las especies van cambiando a través de la mutación.

El pico curvado del águila de cabeza calva (Haliaeetus leucocephalus) le sirve de gran ayuda a la hora de desgarrar la carne cuando come. Otros tipos de pájaros, como por ejemplo los pinzones que estudió y dibujó Darwin en las islas Galápagos, poseen picos más fuertes y redondeados, perfectos para romper las cáscaras de los frutos de los que se alimentan. A partir del antepasado común de todos los pájaros, en cada especie fueron sobreviviendo aquellos individuos cuyas características fenotípicas ayudaban más a su supervivencia, y de esta manera las acabaron transmitiendo hereditariamente a sus hijos.

Para elaborar sus teorías, Darwin recurrió a los conceptos de sucesión específica cambio gradual, tomados de las teorías geológicas de Charles Lyell, y se basó en los ensayos sobre los principios poblacionales de Thomas Malthus para llegar a la conclusión de lo importante que era la lucha por la supervivencia en el marco científico de la evolución de las especies.

Las pruebas que presentó Darwin para demostrar sus teorías fueron principalmente de cuatro tipos diferentes:

1. Pruebas anatómicas

Son aquellas que se basan en el estudio anatómico comparado de las estructuras corporales de los organismos, con el fin de establecer posibles relaciones de parentesco evolutivo.

Fue el fijista Georges Cuvier quien empezó a desarrollar esta ciencia, y distinguió tres tipos de órganos comunes a todo los seres vivos:

  • Órganos homólogos: son todos aquellos que poseen la misma estructura interna aunque su forma externa y función sean diferentes. Por ejemplo, el brazo de un ser humano, la pata delantera de un caballo, el ala de un murciélago vampiro y la aleta de una ballena poseen una estructura interna parecida, pero desempeñan diferentes funciones en cada tipo de organismo (galopar, volar o nadar).
  • Órganos análogos: son todos aquellos que desempeñan la misma función en organismos diferentes, pero poseen un origen distinto. Por ejemplo, las alas de un buitre leonado y las de una mosca tienen funciones similares (volar) pero no presentan la misma estructura interna.
  • Órganos vestigiales: son todos aquellos cuya función se ha ido perdiendo a lo largo de la evolución y actualmente son inútiles o están atrofiados. Tuvieron una función destacada en especies predecesoras actualmente desaparecidas, pero en los organismos actuales su utilidad se encuentra reducida o en desuso. Por ejemplo, en los seres humanos podemos encontrar el hueso cóccix en la parte más baja de la columna vertebral, reducto de lo que alguna vez fue una cola prensil que utilizaban nuestros antepasados biológicos durante sus desplazamientos.

2. Pruebas paleontológicas

Estas evidencias se basan en el estudio principal de los fósiles, que son restos conservados de seres que vivieron en el pasado, o de su actividad, que ha podido quedar preservada.

Darwin defendió continuamente que muchos fósiles guardan cierta similitud física con especies actuales, de la misma manera que también pueden presentar formas intermedias que relacionan especies actuales con otras más antiguas.

Esto es apreciable en numerosas especies diferentes de pecesreptiles.

3.Pruebas embriológicas

Estas demostraciones se basan en la investigación y en el estudio comparado del desarrollo embrionario de distintos animales.

Si comparamos los primeros estados de forma de cientos de especies en proceso de gestación, podemos observar que existen ciertas semejanzas que van desapareciendo según avanzan las semanas, sobre todo en el caso de los animales vertebrados.

Por ejemplo, un feto de elefante africano, foca monje, grulla común o ser humano son prácticamente indistinguibles durante los primeros días de embarazo.

4. Pruebas biogeográficas

Se basan en el estudio de la distribución geográfica de las especies.

La teoría de la evolución de Darwin señala que los organismos que habitan juntos en un determinado territorio tienden a evolucionar de manera similar, pero cuando ciertas poblaciones quedan aisladas de otras, acaban adoptando formas diferentes.

Prueba de ello es por ejemplo la rareza de la fauna de Oceanía, el continente más separado del resto, o lo que ocurrió con diversas especies de tortugas que vivían en Madagascar antes de que esa isla se separase de la costa africana.

Las pruebas biogeográficas que presentó Darwin no hubieran sido posibles sin el sustento que les ofrece la teoría de la deriva continental que formuló paralelamente el meteorólogo y geofísico alemán Alfred Wegener.

Es curioso también que podemos encontrar tres especies tan iguales en tres continentes diferentes como son el ñandú, el avestruz y el emú en América del Sur, África y Oceanía, respectivamente. Este curioso hecho respalda tanto las teorías de Wegener como las de Darwin (ya que resulta evidente que los tres animales debieron poseer un antepasado común que viviera cuando esos tres continentes estaban unidos en la Tierra, y cuando se dividieron sus distintas poblaciones, fueron evolucionando hasta adoptar sus formas actuales).

Resulta innegable que el ñandú sudamericano, el avestruz africano y el emú australiano provienen de un mismo ancestro común a los tres.

En la próxima entrega de esta serie continuaremos hablando sobre el darwinismo, y ampliaremos con los conceptos de neodarwinismo, la teoría del equilibrio puntuado y las más recientes teorías evolutivas, al mismo tiempo que profundizaremos en la evolución de una especie en concreto: el ser humano.