- El registre fòssil i la paleontologia
- Què és un fòssil?
- Per què els fòssils són una evidència de l'evolució?
- Homologia: proves d'origen comú
- Què és l'homologia?
- ¿Totes les similituds són homologies?
- Per què les homologies són proves de l'evolució?
- Què són les homologies moleculars?
- Què ens ensenyen les homologies moleculars?
- selecció artificial
- Selecció natural en poblacions naturals
- Resistència a antibiòtics
- L'arna i la revolució industrial
- referències
Les evidències de l'evolució consisteixen en una sèrie de proves que permeten corroborar el procés de canvi durant el pas de el temps en les poblacions biològiques. Aquestes evidències provenen de diferents disciplines, des de la biologia molecular fins a la geologia.
Al llarg de la història de la biologia, es van idear una sèrie de teories que pretenien explicar l'origen de les espècies. La primera d'elles és la teoria fixista, ideada per una sèrie de pensadors, que daten de l'època d'Aristòtil. Segons aquest cos d'idees, les espècies van ser creades de manera independent i no han variat des de l'inici de la seva creació.
Font: pixabay.com
Posteriorment, es va desenvolupar la teoria transformista que, com el seu nom indica, suggereix la transformació de les espècies en el temps. Segons els transformistes, encara que les espècies es van crear en esdeveniments independents, han canviat amb el pas el temps.
Finalment, tenim la teoria evolutiva, que a més de proposar que les espècies han canviat en el temps, considera un origen comú.
Aquests dos postulats van ser organitzats pel naturalista britànic Charles Darwin, arribant a la conclusió que els éssers vius es van originar a partir d'avantpassats molt diferents a ells i es relacionen entre elles per avantpassats comuns.
Abans de l'època de Darwin, es manejava principalment la teoria fixista. Sota aquest context, les adaptacions dels animals eren concebudes com creacions d'una ment divina per a un fi concret. Així, les aus tenien ales per volar i els talps tenien potes per cavar.
Amb l'arribada de Darwin, totes aquestes idees són descartades i l'evolució passa a donar-li sentit a la biologia. A continuació explicarem les principals evidències que donen suport l'evolució i ajuden a descartar el fixisme i el transformisme.
El registre fòssil i la paleontologia
Què és un fòssil?
El terme fòssil prové de llatí fossilis, que significa "provinent d'una fossa" o "provinent dela terra". Aquests valuosos fragments representen per a la comunitat científica una valuosa "vista a l'passat", literalment.
Els fòssils poden ser restes d'animals o plantes (o un altre organisme viu) o bé alguna empremta o marca que l'individu deixo en una superfície. L'exemple típic d'un fòssil són les parts dures d'un animal, com la petxina o els ossos que es va transformar en roca per processos geològics.
També els "rastres" dels organismes poden trobar-se en el registre, com caus o empremtes.
En èpoques remotes, es pensava que els fòssils eren un tipus de roca molt peculiar a la qual les forces ambientals, ja sigui l'aigua o el vent, l'havia modelat i, de manera espontània, s'assemblava a un ésser viu.
Amb el ràpid descobriment d'una àmplia quantitat de fòssils, es va fer evident que aquests no eren simplement roques, i els fòssils van passar a considerar-se restes d'organismes que havien viscut fa milions d'anys enrere.
Els primers fòssils representen a la famosa "fauna d'Ediacara". Aquests fòssils daten de fa uns 600 milions d'anys.
No obstant això, la majoria dels fòssils daten de el període Cambrià, fa més o menys uns 550 milions d'anys. De fet, els organismes d'aquest període es caracteritzen principalment per una enorme innovació morfològica (per exemple, la immensa quantitat de fòssils trobats en el Burguess Shale).
Per què els fòssils són una evidència de l'evolució?
És lògic pensar que el registre fòssil - una immensa caravana de formes diverses que ja no observem avui en dia, i que algunes són extremadament similars a les espècies modernes - desmenteix la teoria fixistes.
Si bé és cert que el registre és incomplet, hi ha alguns casos molt particulars on trobem formes de transició (o estadis intermedis) entre una forma i una altra.
Un exemple de formes increïblement conservades en el registre és l'evolució dels cetacis. Hi ha una sèrie de fòssils que evidencien el canvi gradual que ha patit aquest llinatge al llarg de el temps, començant per un animal terrestre de quatre potes i acabant en les enormes espècies que habiten els oceans.
Els fòssils que mostren la increïble transformació de les balenes s'han trobat a Egipte i al Pakistan.
Un altre exemple que representa l'evolució d'un tàxon modern són els registres fòssils dels grups que van originar als cavalls actuals, a partir d'un organisme de la mida d'un cànid i amb una dentadura per ramonear.
De la mateixa manera, comptem amb fòssils molt específics de representants que van poder ser els ancestres dels tetràpodes, com Ichthyostega - un dels primers amfibis coneguts.
Homologia: proves d'origen comú
Què és l'homologia?
La homologia és un concepte clau en evolució i en les ciències biològiques. El terme va ser encunyat pel zoòleg Richard Owen, i el va definir de la següent manera: "el mateix òrgan en diferents animals, sota qualsevol forma i funció".
Per Owen, la similitud entre les estructures o morfologies dels organismes es devia únicament que corresponien a un mateix pla o "arqueotipo".
No obstant això, aquesta definició va ser prèvia a l'època darwiniana, per això el terme es utilitzada de manera merament descriptiva. Posteriorment, amb la integració de les idees darwinianes, el terme homologia pren un nou matís explicatiu, i la causa d'aquest fenomen és una continuïtat d'informació.
Les homologies no són fàcils de diagnosticar. No obstant això, hi ha certes proves que li indiquen a l'investigador que està davant d'un cas d'homologia. La primera és reconèixer si hi ha una correspondència pel que fa a la posició espacial de les estructures.
Per exemple, en els membres superiors dels tetràpodes la relació dels ossos és igual entre els individus de el grup. Vam trobar un húmer, seguit d'un radi i un cúbit. Encara que l'estructura pot estar modificada, l'ordre és el mateix.
¿Totes les similituds són homologies?
En la naturalesa, no totes les similituds entre dues estructures o processos poden ser considerades homòlogues. Hi ha altres fenòmens que porten al fet que dos organismes que no estan emparentats s'assemblin quant a la seva morfologia. Aquests són la convergència evolutiva, el paral·lelisme i la reversió.
L'exemple clàssic de convergència evolutiva és l'ull dels vertebrats i amb l'ull dels cefalòpodes. Encara que ambdues estructures compleixen amb la mateixa funció, no posseeixen un origen el comú (l'ancestre en comú d'aquests dos grups no posseïa una estructura similar a l'ull).
Així, la distinció entre els caràcters homòlegs i anàlegs és vital per aconseguir establir les relacions entre els grups d'organismes, ja que només les característiques homòlogues poden ser usades per a realitzar inferències filogenètiques.
Per què les homologies són proves de l'evolució?
Les homologies són proves de l'origen comú de les espècies. Reprenent l'exemple de l'quiridio (membre format per un únic os al braç, dos a l'avantbraç i les falanges) en els tetràpodes, no hi ha cap raó per la qual un ratpenat i una balena hagin de compartir el patró.
Aquest argument va ser usat pel mateix Darwin a L'origen de les espècies (1859), per rebatre la idea que les espècies estaven dissenyades. Cap dissenyador - per molt inexpert que sigui - faria servir el mateix patró en un organisme volador i en un aquàtic.
Per això, podem concloure que les homologies són evidències d'ascendència comuna, i l'única explicació plausible que hi ha per interpretar un quiridio en un organisme marí i en un altre volador, és que tots dos van evolucionar a partir d'un organisme que ja posseïa aquesta estructura.
Què són les homologies moleculars?
Fins ara només hem esmentat les homologies morfològiques. No obstant això, les homologies a nivell molecular també serveixen com a evidències de l'evolució.
La homologia molecular més òbvia és l'existència d'un codi genètic. Tota la informació necessària per construir un organisme es troba en l'ADN. Aquest passa a molècula d'ARN missatger, que finalment es tradueixen en proteïnes.
La informació es troba en un codi de tres lletres o codons, anomenat el codi genètic. El codi és universal per als éssers vius, encara que existeix un fenomen anomenat biaix en l'ús de codons, on certes espècies usen amb més freqüències certs codons.
Com es pot comprovar que el codi genètic és universal? Si aïllem ARN mitocondrial que sintetitza la proteïna homoglobina d'un conill i ho introduïm en un bacteri, la maquinària de l'procariota és capaç de descodificar el missatge, encara que aquest naturalment no produeixi l'hemoglobina.
Altres homologies moleculars estan representades per l'enorme quantitat de rutes metabòliques que hi ha en comú en diferents llinatges, molt separats en el temps. Per exemple, la degradació de la glucosa (glucòlisi) està virtualment present en tots els organismes.
Què ens ensenyen les homologies moleculars?
L'explicació més lògica de per què el codi és universal, és un accident històric. A l'igual que el llenguatge en les poblacions humanes, el codi genètic que arbitrari.
No hi ha cap raó perquè el terme "taula" sigui usat per designar l'objecte físic de la taula. El mateix s'aplica a qualsevol terme (casa, cadira, ordinador, etc.).
Per aquesta raó, quan veiem que una persona fa servir certa paraula per designar un objecte, és perquè el va aprendre d'una altra persona - el seu pare o mare. I aquests al seu torn, ho van aprendre d'altres persones. És a dir, implica un ancestre en comú.
De la mateixa manera, no hi hagi raó perquè la valina sigui codificada per la sèrie de codons que s'associen amb aquest aminoàcid.
Una vegada que es va establir el llenguatge per als vint aminoàcids, aquest es va mantenir. Potser per raons energètiques, ja que qualsevol desviació de el codi podria tenir conseqüències deletèries.
selecció artificial
La selecció artificial és una prova de l'actuació de l'procés de selecció natural. De fet, la variació en estat domèstic va ser crucial en la teoria de Darwin i el primer capítol de l'origen de les espècies està dedicat a aquest fenomen.
Els casos més coneguts de selecció artificial són el colom domèstic i els gossos. Aquest procés funcional mitjançant l'acció humana que escull de manera selectiva certes variants de la població. Així, les societats humanes han anat produint les varietats de bestiar i de plantes que veiem avui dia.
Per exemple, es poden alterar ràpidament característiques com la grandària de la vaca per augmentar la producció de carn, el nombre d'ous posats per les gallines, la producció de la llet, entre d'altres.
Com aquest procés ocorre ràpidament, podem veure l'efecte de la selecció en un període curt de temps.
Selecció natural en poblacions naturals
Malgrat que l'evolució és considerada com un procés que pren milers o en alguns casos fins a milions d'anys, en algunes espècies podem observar el procés evolutiu en acció.
Resistència a antibiòtics
Un cas d'importància mèdica és l'evolució de la resistència als antibiòtics. L'ús excessiu i irresponsable dels antibiòtics ha portat a propiciar l'augment de les variants resistents.
Per exemple, als anys 40 totes les variants dels estafilococs podien ser eliminats amb l'aplicació de l'antibiòtic penicil·lina, el qual inhibeix la síntesi de la paret cel·lular.
Avui dia, gairebé el 95% ceps de Staphylococcus aureus són resistents a aquest antibiòtic ia altres l'estructura és semblant.
El mateix concepte s'aplica a l'evolució de la resistència de les plagues davant l'acció dels plaguicides.
L'arna i la revolució industrial
Un altre exemple molt popular a la biologia evolutiva és l'arna Biston betularia o papallona dels bedolls. Aquesta arna és polimòrfica en conte a la seva coloració. L'efecte humà de la Revolució Industrial va causar una ràpida variació en les freqüències al·lèliques de la població.
Anteriorment, el color predominant en les arnes era clar. Amb l'arribada de la revolució, la contaminació va aconseguir nivells sorprenentment elevats, que van enfosquir l'escorça dels bedolls.
Amb aquest canvi, les arnes amb colors més foscos van començar a augmentar la seva freqüència en la població, ja que per raons de camuflatge eren menys vistosos a les aus - els seus principals depredadors.
Les activitats humanes han afectat de manera important la selecció de moltes altres espècies.
referències
- Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologia: ciència i natura. Pearson Educació.
- Darwin, C. (1859). On the origins of species by means of natural selection. Murray.
- Freeman, S., & Herron, JC (2002). Anàlisi evolutiu. Prentice Hall.
- Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
- Soler, M. (2002). Evolució: la base de la Biologia. Projecte Sud.