1. Introducción
Esta unidad aborda la teoría evolutiva de la selección natural, los procesos de fosilización y las relaciones de parentesco entre diferentes especies, proporcionando una comprensión profunda de la evolución y la biodiversidad en nuestro planeta.
2. Procesos de Fosilización
Formación de Fósiles
Los fósiles se forman a partir de restos de organismos que, tras su muerte, quedan sepultados por sedimentos. Con el tiempo, estos sedimentos se compactan y cementan, convirtiéndose en rocas sedimentarias que preservan las huellas o restos de los organismos.
- Restos orgánicos: Partes duras como huesos, dientes, conchas o madera.
- Condiciones favorables: Rápida sepultura y ausencia de oxígeno para evitar la descomposición.
Tipos de Fósiles
- Fósiles de molde: Impresiones o huellas dejadas por organismos en sedimentos.
- Fósiles de reemplazo: Material orgánico sustituido por minerales, conservando la estructura original.
- Inclusiones: Organismos atrapados en sustancias como ámbar.
3. Teoría Evolutiva de la Selección Natural
Postulados de la Selección Natural
- Variación: Los individuos de una población presentan diferencias en sus características, algunas de las cuales pueden conferir ventajas en la supervivencia.
- Herencia: Las características ventajosas pueden transmitirse a la descendencia a través de la reproducción.
- Sobreproducción: Las especies generan más descendientes de los que pueden sobrevivir debido a la competencia por recursos limitados.
- Adaptación: Los organismos con rasgos beneficiosos tienen mayores probabilidades de sobrevivir y reproducirse, aumentando la frecuencia de estos rasgos en la población.
Aportes de Darwin y Wallace
Charles Darwin y Alfred Russel Wallace propusieron la teoría de la evolución por selección natural en el siglo XIX. Ambos naturalistas observaron la diversidad de especies en distintos ecosistemas y llegaron a la conclusión de que las especies cambian a lo largo del tiempo en respuesta a presiones ambientales.
Pruebas de la Evolución
- Registros fósiles: Evidencian cambios en la morfología de los organismos a lo largo del tiempo y la aparición de nuevas especies.
- Anatomía comparada: La existencia de órganos homólogos sugiere un ancestro común entre diferentes especies.
- Embriología: Similitudes en las etapas tempranas del desarrollo embrionario indican relaciones evolutivas entre organismos.
- Biogeografía: La distribución de especies en distintas regiones del planeta apoya la teoría de la evolución.
- Biología molecular: Las similitudes en el ADN y proteínas entre especies indican parentesco evolutivo.
Tipos de Selección Natural
- Selección direccional: Favorece un rasgo extremo dentro de la población, desplazando la distribución de características.
- Selección estabilizadora: Favorece rasgos intermedios y reduce la variabilidad genética.
- Selección disruptiva: Favorece los rasgos extremos y puede dar lugar a la diferenciación de especies.
Especiación
La especiación es el proceso mediante el cual una población da origen a nuevas especies debido a la acumulación de diferencias genéticas. Puede ocurrir por aislamiento geográfico (especiación alopátrica) o por diferencias en la selección natural dentro de la misma área (especiación simpátrica).
Importancia de la Selección Natural
La selección natural es el mecanismo clave de la evolución biológica. Permite la adaptación de las especies a su entorno, la diversificación de la vida y la continuidad de los organismos a lo largo del tiempo. Comprender este proceso ayuda a explicar la biodiversidad actual y la relación entre los seres vivos.
4. Evidencias de la Evolución
Registro Fósil
Los fósiles proporcionan evidencia directa de organismos que vivieron en el pasado. Su análisis permite reconstruir líneas evolutivas y comprender la transición de especies a lo largo del tiempo. Ejemplos incluyen los fósiles de transición, como el Archaeopteryx, que muestra características tanto de reptiles como de aves.
Estructuras Homólogas
Son órganos o estructuras con un mismo origen evolutivo pero que han desarrollado funciones diferentes debido a la adaptación a distintos ambientes. Ejemplos incluyen:
- Brazo humano y aleta de ballena: Ambos tienen la misma estructura ósea pero cumplen funciones distintas.
- Patas delanteras de un murciélago y un caballo: Derivan de un ancestro común, pero se han especializado en vuelo y locomoción terrestre, respectivamente.
Estructuras Análogas
Órganos con funciones similares pero con un origen evolutivo diferente, resultado de evolución convergente. Ejemplos incluyen:
- Ala de insecto y ala de ave: Ambas permiten el vuelo, pero su estructura y origen evolutivo son distintos.
- Aletas de delfín y tiburón: Tienen formas similares debido a la adaptación al medio acuático, pero los delfines son mamíferos y los tiburones peces.
Órganos Vestigiales
Son estructuras que han perdido su función original a lo largo de la evolución pero que aún están presentes en los organismos. Ejemplos incluyen:
- Apéndice en humanos: Remanente de un órgano funcional en ancestros herbívoros.
- Huesos pélvicos en ballenas: Indican su evolución a partir de mamíferos terrestres.
Embriología Comparada
Durante las primeras etapas del desarrollo embrionario, diferentes especies presentan similitudes notables, lo que sugiere un ancestro común. Ejemplos incluyen:
- Presencia de hendiduras branquiales en embriones de peces, aves y mamíferos.
- Cola embrionaria en humanos y otros vertebrados.
Secuencias de ADN y Biología Molecular
El análisis del ADN y las proteínas permite determinar relaciones evolutivas entre especies. Algunas evidencias clave incluyen:
- Los humanos comparten aproximadamente el 98% de su ADN con los chimpancés, indicando un ancestro común cercano.
- Similitudes en proteínas esenciales, como la hemoglobina y el citocromo C, entre diferentes especies.
Biogeografía
El estudio de la distribución geográfica de las especies apoya la evolución, mostrando cómo los organismos han cambiado en respuesta a su entorno. Ejemplos incluyen:
- Especies únicas en islas, como los pinzones de Darwin en Galápagos, que evolucionaron a partir de un ancestro común.
- Distribución de marsupiales en Australia, resultado del aislamiento geográfico.
5. Clasificación y Relaciones de Parentesco
Criterios Taxonómicos
La clasificación de los organismos se basa en características compartidas y relaciones evolutivas.
- Morfología: Forma y estructura de los organismos.
- Genética: Similitudes en secuencias de ADN.
- Embriología: Desarrollo embrionario comparable.
Sistemas de Clasificación
Los organismos se agrupan en categorías jerárquicas: dominio, reino, filo, clase, orden, familia, género y especie.
Relaciones Filogenéticas
Los árboles filogenéticos representan las relaciones evolutivas entre especies, mostrando líneas de descendencia y ancestros comunes.
6. Conclusión
La comprensión de la evolución y la biodiversidad, respaldada por evidencias como el registro fósil y estudios genéticos, es esencial para reconocer la interconexión de todas las formas de vida y la historia compartida de los organismos en la Tierra.