Charles Darwin
El origen de las especies
por Alfred L. Rosenberger, Ph.D.
Pocas personas han cambiado el mundo con el poder de sus ideas. Charles Darwin, el naturalista británico que vivió durante los años 1800, fue una de ellas. Mientras que podemos igualar la idea de la evolución con otros descubrimientos científicos revolucionarios, tales como la teoría general de la relatividad de Einstein, a la mayoría de la gente parece importarle menos lo que significa vivir en un universo donde la velocidad de la luz está claramente fijada, que en un mundo donde los humanos descienden de los peludos monos. Esta es una cuestión engañosa por sus implicaciones sobre la misma naturaleza de la vida, de la humanidad y de la religión. Es la razón por la cual algunos perciben el nombre de Darwin con una reacción física de desconfianza, a pesar de que sus contribuiciones a nuestro entendimiento de la vida están tan sólidamente confirmadas como lo están las contribuiciones de Einstein para nuestro entendimiento del universo. De esta manera, no es una sorpresa que la gente tenga más sospechas - frecuentemente erradas - de lo que significa el concepto de selección natural de Darwin, que lo que significan los términos de la famosa ecuación E=mc2 de Einstein.
El legendario libro de Darwin, Sobre el Origen de las Especies por medios de la Selección Natural; o, La Preservación de las Razas Favorecidas en la Lucha por la Vida, es frecuentemente citado como uno de los más grandes libros que se hayan escrito. Las tres ideas críticas que Darwin desarrolló son:
El hecho de que la evolución ocurre.
La teoría de la selección natural es la fuerza conductora o mecanismo detrás del proceso de la evolución.
El concepto de filogenía, o que todas las fromas de vida están relacionadas unas a otras genealógicamente a través de su pedigrí o sus "raíces familiares."
Darwin empezó a desarrollar estas ideas como resultado de sus experiencias durante los cinco años de viaje en la nave de investigación británica H.M.S. Beagle, que navegó alrededor del mundo en una expedición de proyección durante principios de 1830. Darwin estaba a bordo para trabajar como el naturalista de la nave, para anotar información sobre la geología, vida marítima, animales terrestres, plantas y gente que el Beagle descubriese. Cuando partió en 1831, Darwin tenía 22 años, recién salido de la universidad, fascinado con la ciencia y profundamente interesado en la geología e historia natural. Pensaba convertirse en clérigo, en parte, porque creía que le permitiría tener suficiente tiempo libre para perseguir sus otros intereses.
El H.M.S Beagle Imagen cortesía de Special Collections, University of Houston Libraries.
Darwin era agudamente consciente de que la idea de la evolución se respiraba en el aire de la época y que era calurosamente debatida en algunos círculos. En realidad, había sido parte del pensamiento occidental por más de 2,000 años, por lo menos desde que el filósofo griego Aristóteles propuso que había leyes naturales que explicaban cómo se formó el mundo. Estas leyes pretendían ser alternativas a los corrientes mitos e historias sobre los orígenes del universo y de los humanos, que todas las culturas nativas parecen generar. Algunas de las propuestas de Aristóteles eran bastante específicas. Creía, por ejemplo, que había especies “superiores” y también especies “inferiores” y que las inferiores daban origen a las superiores. A medida que Europa emergía de la Edad Media, los científicos interesados en biología consideraban la evolución como una idea de importancia histórica. Uno de los abuelos de Darwin, el Dr. Erasmus Darwin, había escrito bastante sobre la evolución. Pero lo que cambió el clima en el tiempo de Charles Darwin fue que las ciencias naturales se estaban modernizando y profesionalizándose, con sus propias sociedades, reuniones y publicaciones. Esto permitió que la borrosa noción de la evolución se elevara al nivel de la hipótesis científica, que podía ser probada o no por la investigación, la evidencia y un método de razonamiento.
A mediados de 1800, la idea de la evolución presentó un serio desafío a la por entonces popular visión que las especies eran cosas incambiables de la naturaleza. Este concepto, llamado La Fijación de las Especies, era una perspectiva que los zoólogos y botanistas europeos adoptaron como parte de su cultura para reflejar la religión occidental y la historia de la creación tal como dice la Biblia. Una característica importante del argumento científico a favor de la "fijación" era la noción de que la estructura de cada especie estaba basada en un modelo y forma ideal. En otras palabras, los botanistas argumentarían que se suponía que todas las Rosas Salvaje Briar debían parecerse entre sí, ya que las Rosas Salvaje Briar estaban destinadas a ser creadas en un modo preciso y definido, sino, no serían Rosas Salvaje Briar. ¿Por qué? Porque cada Rosa Salvaje Briar era un producto de los actos "perfectos" de la creación de Dios. Y si cada una estaba destinada a ser perfecta, no había razón para cambio alguno y tampoco posibilidad de que lo hubiese.
La idea de la fijación de las especies, sin embargo, no era satisfactoria para todos. Algunos geólogos y zoólogos pensaban que las especies podían cambiar con el tiempo. En realidad, la posibilidad de la evolución como una característica fundamental de la naturaleza se convirtió, eventualmente, en una cuestión crucial de la ciencia en el siglo 19. Una de las razones para que ello sucediera, fue que los fósiles estaban siendo descubiertos poco a poco, algunos en ambientes altamente “imperfectos” que no parecían seguir la lógica de la creación - tales como las conchas oceánicas descubiertas, enterradas en la cima de montañas como los Alpes e Himalaya.
Darwin se permitió preguntarse si las especies estaban determinadas o eran propensas a la evolución. Con la intensa experiencia de vivir y trabajar durante cinco años en el Beagle, coleccionando y describiendo un gran número y variedad de especímenes de historia natural, se convirtió en un naturalista de primer orden. En realidad, el mejor del mundo. Darwin entendía las especies de manera diferente que aquellos que las entendían como perfectas.
No se centraba en la similitud de los individuos; más bien, pensaba que era importante que los individuos, como usted y yo, variamos a pesar de que pertenecemos a la misma especie. Comprendió que las variaciones podían convertirse en la materia prima para el cambio evolutivo.
Una de las pistas que movió a Darwin a aceptar totalmente el principio de la evolución, tenía que ver con una especie de pájaros llamados sinsontes. Los sinsontes son animales poco espectaculares con alas que se extienden alrededos de 10 pulgadas. Viven en muchos habitats de América del Norte, del Centro y del Sur, del Sur del Canadá a Chile y Argentina. Darwin los recolectó y coleccionó en las pequeñas islas Galápagos, en las costas de Ecuador, y envió sus especímenes a Londres para estudiarlos. Después del viaje, Darwin consultó uno de los ornitólogos (especialista en pájaros) con más experiencia en Inglaterra, John Gould, sobre su taxonomía. Darwin se sorprendió al saber que había cometido errores al clasificar algunos de los pájaros, porque le era difícil diferenciar las especies de las subespecies. Las características físicas de la especie y subespecie del sinsonte no eran claramente diferenciables. Para Darwin, esto significaba que la guía que el había aprendido a usar para identificar y clasificar las especies animales y las plantas, basada en la idea que cada especie debía tener una forma idealizada "perfecta" - La Fijación de las Especies- era una regla arbitraria creada por taxonomistas; era nada más que una presunsunción no probada. Se derivaba, lógicamente, de la idea que si las especies no estaban designadas a ser una serie de perfectas especies individuales repetidas, el cambio evolutivo - o "transmutación" de una especie en otra- era una posibilidad. Darwin vió inmediatamente que algunas de las especies de Gould podían nacer, si una subespecie cambiaba un poco más de lo usual, tal vez si se quedaba aislada en una isla.
Una segunda pista que condujo a Darwin a adoptar la evolución tuvo que ver con fósiles. Los fósiles se forman cuando un organismo muere y sus restos se endurecen al absorber minerales de la tierra en la que han sido enterrados. Por consiguiente, los fósiles son evidencia directa de la vida del pasado y tienen una gran importancia cuando se considera un concepto que depende del tiempo como la evolución. En Argentina, Darwin recolectó fósiles de bestias con corazas gigantes en formas de placa, los megaterios, que no se parecían a casi nada en ninguna parte del mundo. Sólo los armadillos en forma de tanque, que Darwin también había visto en Sud América, tenían algún parecido con ellos. Considerando estas formas extinguidas y vivas juntas, Darwin teorizó que los megaterios y armadillos podían estar relacionados. Pensó que podían ser parte de un grupo más grande de mamíferos sudamericanos que habían evolucionado su coraza corporal como parte de una adaptación con el objetivo de protegerse. Darwin especuló que un antiguo “primo” de los megaterios podía ser el ancestro del armadillo.
El sinsonte de las islas Galápagos y los megaterios argentinos ofrecieron a Darwin dos visiones complementarias de la evolución. Una le ayudó a visualizar el cambio biológico al comparar animales vivos. La otra le ayudó a visualizarlo al comparar una especie extinguida con otra viva. Darwin recolectó piezas del rompecabezas evolutivo durante sus cinco años navegando en el Beagle, pero solucionar el rompecabezas, poniendo todas las piezas juntas en un modelo básico para que el público lo viese, le tomaría varias décadas más de esfuerzo. Su trabajo culminaría con la publicación del Origen en 1859, más de 20 años después que empezace su viaje en el Beagle.
El Origen fué inmediatamente reconocido como un éxito científico. En uno de los episodios más caprichosos de la historia de la ciencia, esta era la segunda vez que Darwin publicaba su explicación de la evolución. Un año antes, Darwin supo que otro naturalista, Alfred Russell Wallace, también había entendido la evolución como una Selección Natural. Juntos escribieron un trabajo sobre el tema para compartir el honor de la publicación. Pero el trabajo Darwin-Wallace no se comparaba con el Origen, que incluía ejemplos y razonamientos que Darwin había desarrollado durante un periodo de veinte años. El Origen, era mucho más que una declaración sobre la controversial idea de la evolución, pues postulaba un sistema nuevo de pensamiento, otra manera de preguntar cuestiones científicas, juntando evidencia científica y probando hipótesis cientificamente.
Algunas personas no estaban satisfechas con la publicación del libro, ya que la idea central del mismo era que la evolución es una ley de la naturaleza constante, imparable y fundamental. Así, el Origen, se convirtió en algo enojoso para aquellos a los que les importaba menos la historia biológica de los animales y plantas, que las más profundas implicaciones de la gran idea que representaba - a mediados de los años 1800s - que había maneras de ver la vida basada en evidencia nueva y lógica, y que desafiaba las maneras religiosas de pensar que habían sido ampliamente aceptadas durante siglos.
Esto hace más interesante todavía que la “Pregunta de las Preguntas” no fuese tocada en el Origen. Darwin sabía que su nueva ciencia de la biología evolutiva podía ser aplicada a los humanos precisamente de la manera que él la había aplicado a los armadillos y sinsontes. Como los sinsontes, la gente varía en apariencia en diferentes países y continentes y de una isla a otra. Como los armadillos y megaterios, los esqueletos de los humanos modernos se parecen a los fósiles extinguidos que estaban siendo descubiertos en el Valle Neander de Alemania, fósiles que serían conocidos como el Hombre Neandertal. Darwin no mencionó esto en el Origen, ya que, a pesar de su extraordinaria capacidad de abarcarcamiento, todavía no estaba preparado. Tampoco estaba preparado para la difícil batalla personal que le hubiera tocado afrontar, si se hubiese dado.
Más o menos quince años después, en 1873, Darwin publicó un libro especificamente sobre la evolución humana, La Selección Sexual y la Descendencia del Hombre. Por entonces, la furia contra sus ideas se había apaciguado en Inglaterra y la evolución ya no era una candente cuestión de discusión. Por entonces, otros científicos muy distinguidos habían escrito sobre la evolución humana, notablemente Thomas Henry Huxley, en Evidencia del Lugar del Hombre en la Naturaleza, que apareció en 1863. La idea estaba siendo poco a poco aceptada por la sociedad. Pero nada podía compararse al pensamiento brillante de Darwin sobre el proceso evolutivo, así que nadie podía compararse con lo que Darwin diría sobre el tema del hombre. La Descendencia del Hombre no sólamente sacaba a relucir los pocos conocimientos que se tenían sobre la evolución humana, sino que también versaba sobre el significado de la evolución como una manera de pensar sobre nuestra ética y valores personales. Darwin sabía que la evolución era una de las ideas más importantes para comprender la especie humana. Sabía que vernos desde una perspectiva evolutiva era más que simplemente ver a través de un telescopio para conocer nuestros orígenes primitivos. La evolución era también un espejo y un microscopio para mirarnos como somos hoy en día.
La Selección Natural
por Alfred L. Rosenberger, Ph.D.
De cómo Charles Darwin llegó a entender la evolución es una importante y fascinante historia. Parte de esta historia se discutió en Charles Darwin I: El origen de las especies. Ahí nos centramos en cómo Darwin postuló una alternativa a la idea de que cada especie era creada de manera única e incambiable. Aquí miramos con más detalle cómo Darwin llegó a proponer el mecanismo del cambio evolutivo, al que llamó “selección natural.” La selección natural es una fuerza que promueve el cambio en las especies a través de generaciones. Es también la fuerza que produce nuevas especies a partir de los cambios que se acumulan en la población durante largos períodos de tiempo.
Darwin comprendió la importancia de la selección natural poco a poco, mientras desarrollaba sus habilidades y credenciales científicas. Vivió durante una de las épocas más interesantes, el apogeo de la era Victoriana en Gran Bretaña, de 1809 a 1882, cuando las ciencias y la apertura a cuestionar el status quo, eran fuerzas culturales en expansión. Tuvo una carrera larga, productiva y brillante, y ya era casi famoso antes de volver de su viaje de cinco años alrededor del mundo en el H. M. S. Beagle. Afortunadamente, su correspondencia, diarios y cuadernos personales, así como sus escritos dirigidos a parientes, amigos, colegas y rivales, documentan ampliamente la vida adulta de Darwin. Estos documentos nos cuentan que todas las facetas del hombre reflejaban su pasión sobre los modelos de la evolución, sus reglas y consecuencias. Una vez que comprendió totalmente cómo funcionaba, la vida de Darwin se volvió tan imbricada en pensar sobre la evolución que hoy llamariamos a su fascinación una obsesión.
A pesar de que correctamente le damos el honor a Darwin de ser el padre fundandor de la teoría evolutiva, una de sus grandes cualidades era su capacidad de ver una buena idea y sintetizar información de diferentes campos de conocimiento. El éxito de Darwin es el resultado, en parte, de haber aprendido de otros. En esto es similar al gran físico Isaac Newton cuando declaró haberse parado “en los hombros de gigantes.” Por consiguiente, para desarrollar el concepto de la evolución por selección natural, Darwin no tuvo que inventar la idea de que los animales y las plantas se adaptaban a su ambiente, porque esto ya era reconocido al final de los años 1,700. No tuvo que resistir la historia bíblica de la creación en siete días, porque el padre de la geología moderna, Charles Lyell, ya había demostrado que la historia de la Tierra se extendía por lo menos a millones de años, no los miles que sugiere la Biblia. Darwin ni siquiera tuvo que pensar en la idea de la selección natural por si mismo. ¡Estaba inspirada en otra persona, otro Inglés, Thomas Malthus, un clérigo y economista, que escribió Ensayos Sobre Principios de la Población en 1798. Malthus argumentaba (desde un punto de vista económico) que el crecimiento de la población humana, si no era controlado por enfermedades, hambrunas, guerras y otros factores, se expandería naturalmente más allá de nuestra capacidad de producir alimentos para sostenerlo. En otras palabras, las sociedades de personas también están encerradas en una “lucha por existir.” En su autobiografía, Charles Darwin reconoce esta idea como el inicio de la selección natural.
En octubre de 1838, quiere decir, quince meses después de haber empezado mi investigación sistemática, leí como una diversión la obra de Malthus, La Población, y estando bien preparado para apreciar la lucha de la existencia que se da en todas partes a través de largas y continuas observaciones de los hábitos de animales y plantas, me golpeó que debajo de estas circunstancias, las variaciones favorables se preservarían y las no favorables perecerían. El resultado de eso sería la formación de una nueva especie. Aquí, entonces, tenía finalmente una teoría con la cual trabajar.
Charles Darwin, 1876
Casa Down - Hogar y laboratorio de Charles Darwin
Después de su famoso viaje alrededor del mundo de cinco años en el Beagle, la mayor parte de la vida de Darwin transcurrió en su casa en las afueras de Londres. Darwin la usaba como una base de sus operaciones científicas. Sus esfuerzos involucraban mucho más que escribir sobre grandes ideas como la selección natural. Trabajó mucho para desarrollar organicamente su conocimiento de todas las formas de los animales y plantas, aprendiendo lecciones de muchos y variados proyectos de investigación que siempre estaban en proceso en la casa Darwin. Muchos de estos proyectos parecerían pequeños y triviales, pero le abrían campos de comprensión y entendimiento que se añadían a un vasto cuerpo de experiencia. Esto le dió a Darwin una gran reputación dentro del público y en los científicos de diferentes campos. Darwin abrió el camino en estudios sobre bellotas de mar, corales, hibridización entre las especies, fertilización de las orquídeas, orígenes humanos, comportamiento animal y otros temas que son actualmente básicos para la oceanografía, botánica, genética, ecología, geología, y psicología.
Debido a su interés en el comportamiento de los organismos, hasta la familia de Darwin ofreció lecciones sobre la evolución. A la vez que era un afectuoso padre de sus diez hijos, también los estudiaba cuidadosamente para detectar pistas sobre como la naturaleza cedía paso a la crianza. A partir de sus observaciones teorizó que algunos comportamientos humanos, tales como el egoismo de un niño, se basaban sobre instintos que eran adaptaciones, mientras que otros comportamientos eran aprendidos y formados por la cultura. La muerte de una de sus hijas, Annie, a la edad de diez años, también fué un recordatorio doloroso de que todas las especies son prisioneras de su ambiente y experimentan una “lucha por la existencia” durante cada generación. La enfermedad era un riesgo ambiental para todos los individuos, un obstáculo potencial a sus éxitos. Algunos individuos tienen más capacidad que otros para enfrentar enfermedades, así como otros tienen más capacidad de escapar de la depredación. Algunos ganan y otros pierden; algunos crecen y otros no; algunos viven y tienen muchos hijos mientras que otros tienen pocos o ninguno. Estas diferencias naturales que siempre existen entre los individuos, están en el centro del principio de la selección natural como una máquina de cambio evolutivo.
La idea de la selección natural reposa en varios puntos claves:
En cada generación nacen más individuos de los que se necesitan para la reproducción de la especie.
Todos los individuos se diferencian en estructura y comportamiento y muchas de estas variaciones son heredadas.
Algunos individuos tienen una mayor habilidad que otros para sobrevivir y reproducirse, ya que sus rasgos heredados están mejor adaptados para las condiciones del ambiente que los otros rasgos presentes en individuos diferentes de la misma población.
Debido a que la velocidad con que las crias se reproducen en cada especie es mayor a la velocidad en la cual el ambiente puede ofrecer comida, refugio y otras necesidades, los individuos que llevan los rasgos ventajosos serán mayores que los que no las tienen. Esto causa un cambio en los rasgos comunes de la especie en el transcurso del tiempo.
Este cambio es un ajuste evolutivo que ocurre en generaciones. El proceso detrás del cambio es la selección natural. Darwin eligió este término porque el proceso funciona de manera muy parecida a la “selección artificial”, es decir, los métodos que la gente ha usado durante mucho tiempo para producir y mantener las castas de animales y plantas con las que vivimos. Ambos se apoyan en la reproducción diferencial para tener efecto. Esto quiere decir que ambos promueven la reproducción de ciertos miembros de la población con un conjunto deseado de rasgos. Por ejemplo, los perros son comunmente criados para proteger pero sin ser demasiado agresivos. Eventualmente, estos rasgos se establecen como características claves de una casta o población.
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Al contrario que la selección artificial, la selección natural siempre está presente, es constante, es a largo plazo y va más allá que la predicción o el control humano. Después de todo, no hay manera de predecir qué nueva enfermedad puede aparecer y amenazar a una población, cuán severa puede ser una sequía limitando la oferta alimenticia durante un verano malo, o si los depredadores del valle vecino deciden nadar en el río y cazar en un nuevo territorio, justo cuando nacen bebes vulnerables a ellos. Del mismo modo, no hay manera de decir si las especies pueden resistir enfermedades, cuántos famélicos individuos son capaces de viajar largas distancias hasta la meseta rica en alimentos, o cuán ingeniosos pueden ser algunos individuos al proteger a sus hijos de un nuevo carnívoro que los acecha.
Los arqueólogos han demostrado que la selección artificial de las plantas y animales ha sido constante por lo menos durante 10,000 años. Pero Darwin sabía que la tierra era más antigua que eso - por lo menos un millón de años - así que sabía que muchos cambios pueden acumularse en una especie a través de la selección natural. En algunos años, los alimentos pueden ser abundantes y el grado de enfermedad bajo. Por lo tanto, el ambiente tiene un efecto menos “podador” sobre los individuos. En esa circunstancia, el tamaño de la población total de una especie puede crecer sin limitaciones. Sin embargo, esto significa que más individuos que tienen menos capacidad para los tiempos difíciles sobrevivirán, y la presión selectiva, las fuerzas que forman el éxito reproductivo, serán mayores cuando las condiciones cambien. De esta manera, es difícil saber qué tipos de rasgos serán favorecidos por la seleccion natural a largo plazo.
El método científico tiene sus maneras propias de recortar, ya que las ideas menores son separadas de las ideas buenas que explican los datos de mejor manera. La idea de la selección natural ha sobrevivido muchas pruebas y desafíos a medida que el progreso en muchos campos iba más allá de lo que se conocía en el tiempo de Darwin. Uno podía haber adivinado, por ejemplo, que el principio de selección natural fallaría cuando, finalmente, supiesemos los conceptos básicos de la herencia, décadas después de que el Origen fuera publicado. Entonces, Darwin no tenía idea de cómo los rasgos pasaban de una generación a otra. Sin embargo, la teoría todavía es válida. Cada década que pasa se refuerza a medida que la genética, la biología molecular, la geología, la paleontología y otras disciplinas continúan explicando nuevos y viejos fenómenos, sin tener que inventar otro mecanismo evolutivo que reemplace la seleccion natural.
Descendencia con modificación
por Alfred L. Rosenberger, Ph.D.
La primera edición del innovador libro Sobre el Orígen de las Especies por Medios de la Selección Natural contenía una sola ilustración - una representación de un árbol familiar, o descendiente - también llamado filogenía. Para el editor del libro, esto tiene que haber sido una inversión cara y una elección un poco preocupante. El diagrama fue impreso en un papel más grande que el libro que tenía que ser desdoblado para poder ser visto, lo cual suponía una tarea de impresión cara. Además, poner un solo dibujo en un libro era inusual en los mediados de 1800 porque las ilustraciones realistas de plantas y animales estaban consideradas como demasiado artísticas. Las ilustraciones eran un añadido importante de los libros populares sobre historia natural, como el Origen, un trabajo no perteneciente al campo técnico escrito para ser leído por el público en general. Sin embargo, todas las 1,250 copias del Origen fueron vendidas en un día. Para que Darwin haya puesto una sola figura en el libro, era porque tenía que considerarla crucial en su discusión.
Esta era la única ilustración que aparecía en el Orígen de las Especies.
La única figura de Darwin no era un gráfico, ni un retrato de una especie exótica, ni siquiera un mapa. Con ella, Darwin quería explicar un nuevo concepto en la ciencia: cómo varias piezas de la biología se ajustan para explicar el origen y la evolución de las especies. Ésto involucraba muchos detalles y muchas ideas. Su única figura debía ilustrar todo esto:
De cómo la selección natural funciona a través de generaciones para promover variaciones estructurales en la forma física o en el comportamiento de organismos.
De cómo estas variaciones se acumulan para cambiar las especies a través del tiempo.
De cómo las poblaciones dentro de las especies tienden a diferenciarse unas de otras.
De cómo el cambio estructural eventualmente produce nuevas especies.
De cómo varias especies pueden, con el tiempo, surgir de una única especie ancestral.
De cómo un nuevo gen puede evolucionar de una línea de nuevas especies.
De cómo la extinción es una parte natural del proceso evolutivo.
De cómo todas las especies están en realidad relacionadas entre ellas.
De cómo grupos de especies similares se pueden formar debido a que tienen un orígen común.
La evolución es un proceso complejo y multifacético y este listado es una serie compleja de ideas relacionadas. Por lo tanto, no es extraño que Darwin se haya centrado en producir un gráfico para ayudar a explicarla al mundo. También escribió unas cinco páginas explicando cómo se debía leer el diagrama. Darwin escogió sus palabras con sumo cuidado. Aquí y en otras partes del Origen usó repetidamente una frase - “descendencia con modificación” - como una expresión que sustituía “evolución”. ¿Por qué este cambio en vez del simple término “evolución”?
Parte de la respuesta debe ser que la evolución todavía era un concepto borroso y que clarificarlo era parte del trabajo de Darwin. En ese momento, los científicos usaban comúnmente el término evolución para discutir el crecimiento físico y los cambios que se producen en un individuo al madurar. El otro significado de evolución se refería a los cambios estructurales en una especie que se llevaban a cabo en el transcurso del tiempo, que algunos, incluído Darwin, también llamaban “transmutación.” Así que había una razón para su preferencia por descendencia con modificación sobre evolución. Primero, Darwin quería dejar claro que su discusión sobre la evolución tenía que ver con la transmutación (modificación), no con crecimiento y desarrollo. Segundo, Darwin quería poner énfasis en la idea que el aspecto amplio de la evolución biológica era mucho más complicado que la imágen de la piel de un zorro transmutandose de un color marrón rojizo a un color blanco, como parte de la adaptación a la vida en el Ártico. También involucraba la producción de un linaje que unía a las especies porque están genéticamente relacionadas a través del proceso de descendencia.
Los picos de cuatro especies de los pájaros fringílidos de las islas Galápagos, del Diario de Investigaciones, 1839 de Darwin.
El concepto del descendencia filogenética era una nueva idea que convertía en más comprensibles las teorías de la evolución de Darwin, frente a las previas propuestas que trataban de explicar ciertas observaciones. Durante muchas décadas antes de la publicación del Origen, los científicos naturalistas habían luchado con el desconcertante problema de la biodiversidad. Mientras que los taxonomistas que clasificaban los organismos, nunca habían intentado encontrar patrones, era claro para todos los que estudiaban la taxonomía que había un “orden natural” en el proceso de clasificación de animales y plantas. Los científicos se preguntaban la razón por la cual los grupos de especies, cuando se los clasificaba, parecían formar grupos, como si una especie de imán de la biodiversidad los juntase y los pusiese en un lugar. Seguro que no era una coincidencia que todas las especies de gatos se pareciesen, desde el gato del callejón al león prehistórico o tigre dientes de sable, que rodaba en el oeste de los Estados Unidos. El azar no podía ser la razón por la cual los perros, coyotes y lobos son variaciones del tema “Perro.” Similarmente, el azar no podía explicar las similitudes y diferencias de los pájaros fringílidos de las islas Galápagos que Darwin coleccionó mientras estaba con la expedición Beagle. ¿Qué había detrás del patrón repetido de las especies?
Antes de Darwin, había sólo un modelo que los naturalistas usaban para explicar las similitudes y diferencias de las especies y éste no servía para resolver este problema. Los científicos pensaban que el modelo más importante de biodiversidad era lo que llamaban la Escala de la Naturaleza. Ésta es la noción que una gran gama de organismos vivientes - por ejemplo, del caracol a la hormiga, del pez al ratón, del mono al hombre - era la característica de la creación divina que acentuaba nuestra superioridad. Estos científicos creían que la vida se organizaba como una escalera, con formas “inferiores” situadas debajo de las formas “superiores”. Los humanos estaban en las superiores. Esta idea se remonta a períodos tan lejanos como el de Aristóteles, hace más de 2,000 años, y se hizo popular en los años 1800s por escritores como Robert Chambers. Por supuesto, todo esto estaba basado en suposiciones. No había evidencia alguna para apoyar este modelo, pero era generalmente aceptado por el peso de la tradición.
De cómo el Modelo de la Escala de la Naturaleza y el Modelo Filogenético interpretaban las similitudes y diferencias entre los monos y los humanos. El Modelo de la Escala de la Naturaleza asume una jerarquía de organismos inferiores y superiores, mientras que el Modelo Filogenético no lo asume así. La actual relación filogenética entre chimpancés, gorilas y humanos es diferente que lo que se creía en el tiempo de Darwin. Está ilustrada en el recuadro verde.
La Escala de la Naturaleza, que en realidad se acercaba más una perspectiva “macro” de la vida, no le servía a Darwin porque no relacionaba los grupos de especies similares que él había observado. ¿Por qué existían tantos tipos de gatos o pájaros fringílidos? La Escala de la Naturaleza sugería una cualidad permanente y lineal de la evolución, pero esto no podía explicar la explosiva variaded de adaptaciones que Darwin vio entre los pájaros fringílidos, encontrados en las islas Galápagos, durante el viaje en el Beagle. Darwin observó pájaros fringílidos adaptados a comer cosas diferentes, pájaros con picos especializados en comer semillas, hojas, insectos o nectar. La lista de ítems no podía ser interpretada como una escala lineal en ascención, de un origen alimenticio mal adaptado hacia un origen alimenticio mejor adaptado en la parte superior, o de un alimento pobre a un alimento rico.
En vez de la perspectiva macro de la Escala, Darwin se concentró en la perspectiva de la “micro” biodiversidad. ¿Qué podía explicar las pequeñas variaciones que distinguían a las especies que efectivamente se parecían entre ellas? Darwin llegó a la conclusión de que los cambios evolutivos a nivel micro se añadían a las diferencias que eran obvias en el nivel macro. Así que, en vez de la escalera como una metáfora para comprender los modelos de grupos de la biodiversidad, Darwin visualizó un árbol.
Éste fue un discernimiento brillante. En vez de ser lineal, como una flecha, un árbol tiene muchos elementos que se extienden en diferentes direcciones. En vez de ser estático, es dinámico. Crece con el tiempo, así como la evolución está insertada en el tiempo. Brota ramas, como si estuviese generando nuevas variedades y nuevas especies. O, puede tener ramas que no se subdividen. Algunas ramas crecen para arriba de forma recta, paralelas al tronco, mientras que la mayoría crece en diferentes direcciones mientras se desarrrollan, pareciéndose a adaptaciones alternativas. Algunas ramas se convierten en muñones, se mueren y se extinguen. Otras pueden crecer mucho y durar por generaciones, miles de años, decenas de miles de años y más. Ninguna de las ramas de un árbol es mejor o peor que otras; ninguna es superior o inferior. Son simplemente diferentes. Es crucial el hecho que todas las ramas de un árbol están interconectadas. Se puede ir a sus orígenes, desde su extemo a la rama matriz de donde crecieron, así como se puede rastrear las raíces de perros, gatos o pájaros fringílidos de las islas Galápagos en sus especies originarias ancestrales.
El diagrama en forma de árbol del Origen ilustra cómo un modelo de evolución en forma de ramas, puede producir, durante cierto tiempo, un mayor número de especies de las que había al principio. Muestra cómo algunas líneas de especies, o linajes, se dividen con más frecuencia que otras. Muestra como la extinción es una propiedad básica de la descendencia: muchas poblaciones se quedan en el camino, no porque no puedan llegar a la parte superior, sino porque se mueren.
Inventar este modelo en forma de árbol del proceso y modelo evolutivo no fue fácil. En realidad, los cuadernos personales de Darwin revelan como su comprensión se desarrolló con los años. En un cuaderno que empezó a escribir al poco tiempo de volver de la expedición Beagle, dibujó un simple diagrama de líneas para mostrar que muchas especies podían evolucionar de una especie ancestral ya que, de alguna manera, se separaban. Este es uno de los primeros gráficos (que se puede ver en la imágen anterior) y parece una combinación de un árbol y una ramificación. Parecería como si Darwin estuviera tratando de formarse una idea de cómo la gran diversidad de las especies pueden desarrollarse naturalmente desde un origen único, en vez de que cada especie haya sido creada especialmente una sóla vez. Es una imágen plana, como si estuviese dibujando la diversidad de los fringílidos en el mapa de las islas Galápagos. En realidad esto fue clave para que Darwin concluyese que la evolución había ocurrido en las islas Galápagos, o sea, logró deducir cómo los pájaros habían evolucionado a través del espacio. Pero su dibujo de 1859, claramente y por primera vez, ofrecía la huella de la evolución a través del tiempo. Ilustraba su noción de descendencia con modificación, cómo la selección natural había producido cambios y también un linaje de conexiones entre las especies que muestra de dónde provienen historicamente, es decir, filogenéticamente.
Para entender mejor la única ilustración que Darwin incluyó en el Origen, es útil visualizar los pájaros fringílidos que Darwin estudió en las islas Galápagos. ¿Cómo sería este diagrama si lo hubiese ilustrado con especies de pájaros fringílidos? En la parte inferior de la figura veríamos pájaros fringílidos ancestrales. A medida que las líneas divergen y las ramas se esparcen en las partes superiores del diagrama, nuevas especies de pájaros fringílidos aparecerían, terminando en la serie de pájaros modernos en la parte superior de la figura. Para mejor ilustrar esta idea, recorra la animación interactiva, “Los Pájaros Fringílidos de Darwin” en el siguiente enlace. Información adicional sobre la descendencia con modificación evolutiva puede encontrarse en el enlace de PBS, An Origin of Species en la sección ¡Experimente! a la derecha de este módulo.
Los Pájaros Fringílidos de Darwin en una animación interactiva
(Se necesita Flash, 515KB)
Con el árbol de la vida como una metáfora de la evolución, Darwin cambió la manera de cómo los científicos y el público percibían el orígen de las especies. No habría más necesidad de interpretar la biodiversidad de la naturaleza como una escala, con algunas especies mejores o peores que otras por detalles como su tamaño, piel, o dientes, o por criterios de inteligencia o descendencia. Todas las especies se adaptan a su ambiente específico, aunque algunas no sobrevivan. Y todas, a algún nivel, comparten una fuente de origen común.
fuente visionlearning.com
imagenes:google imagenes
El origen de las especies
por Alfred L. Rosenberger, Ph.D.
Pocas personas han cambiado el mundo con el poder de sus ideas. Charles Darwin, el naturalista británico que vivió durante los años 1800, fue una de ellas. Mientras que podemos igualar la idea de la evolución con otros descubrimientos científicos revolucionarios, tales como la teoría general de la relatividad de Einstein, a la mayoría de la gente parece importarle menos lo que significa vivir en un universo donde la velocidad de la luz está claramente fijada, que en un mundo donde los humanos descienden de los peludos monos. Esta es una cuestión engañosa por sus implicaciones sobre la misma naturaleza de la vida, de la humanidad y de la religión. Es la razón por la cual algunos perciben el nombre de Darwin con una reacción física de desconfianza, a pesar de que sus contribuiciones a nuestro entendimiento de la vida están tan sólidamente confirmadas como lo están las contribuiciones de Einstein para nuestro entendimiento del universo. De esta manera, no es una sorpresa que la gente tenga más sospechas - frecuentemente erradas - de lo que significa el concepto de selección natural de Darwin, que lo que significan los términos de la famosa ecuación E=mc2 de Einstein.
El legendario libro de Darwin, Sobre el Origen de las Especies por medios de la Selección Natural; o, La Preservación de las Razas Favorecidas en la Lucha por la Vida, es frecuentemente citado como uno de los más grandes libros que se hayan escrito. Las tres ideas críticas que Darwin desarrolló son:
El hecho de que la evolución ocurre.
La teoría de la selección natural es la fuerza conductora o mecanismo detrás del proceso de la evolución.
El concepto de filogenía, o que todas las fromas de vida están relacionadas unas a otras genealógicamente a través de su pedigrí o sus "raíces familiares."
Darwin empezó a desarrollar estas ideas como resultado de sus experiencias durante los cinco años de viaje en la nave de investigación británica H.M.S. Beagle, que navegó alrededor del mundo en una expedición de proyección durante principios de 1830. Darwin estaba a bordo para trabajar como el naturalista de la nave, para anotar información sobre la geología, vida marítima, animales terrestres, plantas y gente que el Beagle descubriese. Cuando partió en 1831, Darwin tenía 22 años, recién salido de la universidad, fascinado con la ciencia y profundamente interesado en la geología e historia natural. Pensaba convertirse en clérigo, en parte, porque creía que le permitiría tener suficiente tiempo libre para perseguir sus otros intereses.
El H.M.S Beagle Imagen cortesía de Special Collections, University of Houston Libraries.
Darwin era agudamente consciente de que la idea de la evolución se respiraba en el aire de la época y que era calurosamente debatida en algunos círculos. En realidad, había sido parte del pensamiento occidental por más de 2,000 años, por lo menos desde que el filósofo griego Aristóteles propuso que había leyes naturales que explicaban cómo se formó el mundo. Estas leyes pretendían ser alternativas a los corrientes mitos e historias sobre los orígenes del universo y de los humanos, que todas las culturas nativas parecen generar. Algunas de las propuestas de Aristóteles eran bastante específicas. Creía, por ejemplo, que había especies “superiores” y también especies “inferiores” y que las inferiores daban origen a las superiores. A medida que Europa emergía de la Edad Media, los científicos interesados en biología consideraban la evolución como una idea de importancia histórica. Uno de los abuelos de Darwin, el Dr. Erasmus Darwin, había escrito bastante sobre la evolución. Pero lo que cambió el clima en el tiempo de Charles Darwin fue que las ciencias naturales se estaban modernizando y profesionalizándose, con sus propias sociedades, reuniones y publicaciones. Esto permitió que la borrosa noción de la evolución se elevara al nivel de la hipótesis científica, que podía ser probada o no por la investigación, la evidencia y un método de razonamiento.
A mediados de 1800, la idea de la evolución presentó un serio desafío a la por entonces popular visión que las especies eran cosas incambiables de la naturaleza. Este concepto, llamado La Fijación de las Especies, era una perspectiva que los zoólogos y botanistas europeos adoptaron como parte de su cultura para reflejar la religión occidental y la historia de la creación tal como dice la Biblia. Una característica importante del argumento científico a favor de la "fijación" era la noción de que la estructura de cada especie estaba basada en un modelo y forma ideal. En otras palabras, los botanistas argumentarían que se suponía que todas las Rosas Salvaje Briar debían parecerse entre sí, ya que las Rosas Salvaje Briar estaban destinadas a ser creadas en un modo preciso y definido, sino, no serían Rosas Salvaje Briar. ¿Por qué? Porque cada Rosa Salvaje Briar era un producto de los actos "perfectos" de la creación de Dios. Y si cada una estaba destinada a ser perfecta, no había razón para cambio alguno y tampoco posibilidad de que lo hubiese.
La idea de la fijación de las especies, sin embargo, no era satisfactoria para todos. Algunos geólogos y zoólogos pensaban que las especies podían cambiar con el tiempo. En realidad, la posibilidad de la evolución como una característica fundamental de la naturaleza se convirtió, eventualmente, en una cuestión crucial de la ciencia en el siglo 19. Una de las razones para que ello sucediera, fue que los fósiles estaban siendo descubiertos poco a poco, algunos en ambientes altamente “imperfectos” que no parecían seguir la lógica de la creación - tales como las conchas oceánicas descubiertas, enterradas en la cima de montañas como los Alpes e Himalaya.
Darwin se permitió preguntarse si las especies estaban determinadas o eran propensas a la evolución. Con la intensa experiencia de vivir y trabajar durante cinco años en el Beagle, coleccionando y describiendo un gran número y variedad de especímenes de historia natural, se convirtió en un naturalista de primer orden. En realidad, el mejor del mundo. Darwin entendía las especies de manera diferente que aquellos que las entendían como perfectas.
No se centraba en la similitud de los individuos; más bien, pensaba que era importante que los individuos, como usted y yo, variamos a pesar de que pertenecemos a la misma especie. Comprendió que las variaciones podían convertirse en la materia prima para el cambio evolutivo.
Una de las pistas que movió a Darwin a aceptar totalmente el principio de la evolución, tenía que ver con una especie de pájaros llamados sinsontes. Los sinsontes son animales poco espectaculares con alas que se extienden alrededos de 10 pulgadas. Viven en muchos habitats de América del Norte, del Centro y del Sur, del Sur del Canadá a Chile y Argentina. Darwin los recolectó y coleccionó en las pequeñas islas Galápagos, en las costas de Ecuador, y envió sus especímenes a Londres para estudiarlos. Después del viaje, Darwin consultó uno de los ornitólogos (especialista en pájaros) con más experiencia en Inglaterra, John Gould, sobre su taxonomía. Darwin se sorprendió al saber que había cometido errores al clasificar algunos de los pájaros, porque le era difícil diferenciar las especies de las subespecies. Las características físicas de la especie y subespecie del sinsonte no eran claramente diferenciables. Para Darwin, esto significaba que la guía que el había aprendido a usar para identificar y clasificar las especies animales y las plantas, basada en la idea que cada especie debía tener una forma idealizada "perfecta" - La Fijación de las Especies- era una regla arbitraria creada por taxonomistas; era nada más que una presunsunción no probada. Se derivaba, lógicamente, de la idea que si las especies no estaban designadas a ser una serie de perfectas especies individuales repetidas, el cambio evolutivo - o "transmutación" de una especie en otra- era una posibilidad. Darwin vió inmediatamente que algunas de las especies de Gould podían nacer, si una subespecie cambiaba un poco más de lo usual, tal vez si se quedaba aislada en una isla.
Una segunda pista que condujo a Darwin a adoptar la evolución tuvo que ver con fósiles. Los fósiles se forman cuando un organismo muere y sus restos se endurecen al absorber minerales de la tierra en la que han sido enterrados. Por consiguiente, los fósiles son evidencia directa de la vida del pasado y tienen una gran importancia cuando se considera un concepto que depende del tiempo como la evolución. En Argentina, Darwin recolectó fósiles de bestias con corazas gigantes en formas de placa, los megaterios, que no se parecían a casi nada en ninguna parte del mundo. Sólo los armadillos en forma de tanque, que Darwin también había visto en Sud América, tenían algún parecido con ellos. Considerando estas formas extinguidas y vivas juntas, Darwin teorizó que los megaterios y armadillos podían estar relacionados. Pensó que podían ser parte de un grupo más grande de mamíferos sudamericanos que habían evolucionado su coraza corporal como parte de una adaptación con el objetivo de protegerse. Darwin especuló que un antiguo “primo” de los megaterios podía ser el ancestro del armadillo.
El sinsonte de las islas Galápagos y los megaterios argentinos ofrecieron a Darwin dos visiones complementarias de la evolución. Una le ayudó a visualizar el cambio biológico al comparar animales vivos. La otra le ayudó a visualizarlo al comparar una especie extinguida con otra viva. Darwin recolectó piezas del rompecabezas evolutivo durante sus cinco años navegando en el Beagle, pero solucionar el rompecabezas, poniendo todas las piezas juntas en un modelo básico para que el público lo viese, le tomaría varias décadas más de esfuerzo. Su trabajo culminaría con la publicación del Origen en 1859, más de 20 años después que empezace su viaje en el Beagle.
El Origen fué inmediatamente reconocido como un éxito científico. En uno de los episodios más caprichosos de la historia de la ciencia, esta era la segunda vez que Darwin publicaba su explicación de la evolución. Un año antes, Darwin supo que otro naturalista, Alfred Russell Wallace, también había entendido la evolución como una Selección Natural. Juntos escribieron un trabajo sobre el tema para compartir el honor de la publicación. Pero el trabajo Darwin-Wallace no se comparaba con el Origen, que incluía ejemplos y razonamientos que Darwin había desarrollado durante un periodo de veinte años. El Origen, era mucho más que una declaración sobre la controversial idea de la evolución, pues postulaba un sistema nuevo de pensamiento, otra manera de preguntar cuestiones científicas, juntando evidencia científica y probando hipótesis cientificamente.
Algunas personas no estaban satisfechas con la publicación del libro, ya que la idea central del mismo era que la evolución es una ley de la naturaleza constante, imparable y fundamental. Así, el Origen, se convirtió en algo enojoso para aquellos a los que les importaba menos la historia biológica de los animales y plantas, que las más profundas implicaciones de la gran idea que representaba - a mediados de los años 1800s - que había maneras de ver la vida basada en evidencia nueva y lógica, y que desafiaba las maneras religiosas de pensar que habían sido ampliamente aceptadas durante siglos.
Esto hace más interesante todavía que la “Pregunta de las Preguntas” no fuese tocada en el Origen. Darwin sabía que su nueva ciencia de la biología evolutiva podía ser aplicada a los humanos precisamente de la manera que él la había aplicado a los armadillos y sinsontes. Como los sinsontes, la gente varía en apariencia en diferentes países y continentes y de una isla a otra. Como los armadillos y megaterios, los esqueletos de los humanos modernos se parecen a los fósiles extinguidos que estaban siendo descubiertos en el Valle Neander de Alemania, fósiles que serían conocidos como el Hombre Neandertal. Darwin no mencionó esto en el Origen, ya que, a pesar de su extraordinaria capacidad de abarcarcamiento, todavía no estaba preparado. Tampoco estaba preparado para la difícil batalla personal que le hubiera tocado afrontar, si se hubiese dado.
Más o menos quince años después, en 1873, Darwin publicó un libro especificamente sobre la evolución humana, La Selección Sexual y la Descendencia del Hombre. Por entonces, la furia contra sus ideas se había apaciguado en Inglaterra y la evolución ya no era una candente cuestión de discusión. Por entonces, otros científicos muy distinguidos habían escrito sobre la evolución humana, notablemente Thomas Henry Huxley, en Evidencia del Lugar del Hombre en la Naturaleza, que apareció en 1863. La idea estaba siendo poco a poco aceptada por la sociedad. Pero nada podía compararse al pensamiento brillante de Darwin sobre el proceso evolutivo, así que nadie podía compararse con lo que Darwin diría sobre el tema del hombre. La Descendencia del Hombre no sólamente sacaba a relucir los pocos conocimientos que se tenían sobre la evolución humana, sino que también versaba sobre el significado de la evolución como una manera de pensar sobre nuestra ética y valores personales. Darwin sabía que la evolución era una de las ideas más importantes para comprender la especie humana. Sabía que vernos desde una perspectiva evolutiva era más que simplemente ver a través de un telescopio para conocer nuestros orígenes primitivos. La evolución era también un espejo y un microscopio para mirarnos como somos hoy en día.
La Selección Natural
por Alfred L. Rosenberger, Ph.D.
De cómo Charles Darwin llegó a entender la evolución es una importante y fascinante historia. Parte de esta historia se discutió en Charles Darwin I: El origen de las especies. Ahí nos centramos en cómo Darwin postuló una alternativa a la idea de que cada especie era creada de manera única e incambiable. Aquí miramos con más detalle cómo Darwin llegó a proponer el mecanismo del cambio evolutivo, al que llamó “selección natural.” La selección natural es una fuerza que promueve el cambio en las especies a través de generaciones. Es también la fuerza que produce nuevas especies a partir de los cambios que se acumulan en la población durante largos períodos de tiempo.
Darwin comprendió la importancia de la selección natural poco a poco, mientras desarrollaba sus habilidades y credenciales científicas. Vivió durante una de las épocas más interesantes, el apogeo de la era Victoriana en Gran Bretaña, de 1809 a 1882, cuando las ciencias y la apertura a cuestionar el status quo, eran fuerzas culturales en expansión. Tuvo una carrera larga, productiva y brillante, y ya era casi famoso antes de volver de su viaje de cinco años alrededor del mundo en el H. M. S. Beagle. Afortunadamente, su correspondencia, diarios y cuadernos personales, así como sus escritos dirigidos a parientes, amigos, colegas y rivales, documentan ampliamente la vida adulta de Darwin. Estos documentos nos cuentan que todas las facetas del hombre reflejaban su pasión sobre los modelos de la evolución, sus reglas y consecuencias. Una vez que comprendió totalmente cómo funcionaba, la vida de Darwin se volvió tan imbricada en pensar sobre la evolución que hoy llamariamos a su fascinación una obsesión.
A pesar de que correctamente le damos el honor a Darwin de ser el padre fundandor de la teoría evolutiva, una de sus grandes cualidades era su capacidad de ver una buena idea y sintetizar información de diferentes campos de conocimiento. El éxito de Darwin es el resultado, en parte, de haber aprendido de otros. En esto es similar al gran físico Isaac Newton cuando declaró haberse parado “en los hombros de gigantes.” Por consiguiente, para desarrollar el concepto de la evolución por selección natural, Darwin no tuvo que inventar la idea de que los animales y las plantas se adaptaban a su ambiente, porque esto ya era reconocido al final de los años 1,700. No tuvo que resistir la historia bíblica de la creación en siete días, porque el padre de la geología moderna, Charles Lyell, ya había demostrado que la historia de la Tierra se extendía por lo menos a millones de años, no los miles que sugiere la Biblia. Darwin ni siquiera tuvo que pensar en la idea de la selección natural por si mismo. ¡Estaba inspirada en otra persona, otro Inglés, Thomas Malthus, un clérigo y economista, que escribió Ensayos Sobre Principios de la Población en 1798. Malthus argumentaba (desde un punto de vista económico) que el crecimiento de la población humana, si no era controlado por enfermedades, hambrunas, guerras y otros factores, se expandería naturalmente más allá de nuestra capacidad de producir alimentos para sostenerlo. En otras palabras, las sociedades de personas también están encerradas en una “lucha por existir.” En su autobiografía, Charles Darwin reconoce esta idea como el inicio de la selección natural.
En octubre de 1838, quiere decir, quince meses después de haber empezado mi investigación sistemática, leí como una diversión la obra de Malthus, La Población, y estando bien preparado para apreciar la lucha de la existencia que se da en todas partes a través de largas y continuas observaciones de los hábitos de animales y plantas, me golpeó que debajo de estas circunstancias, las variaciones favorables se preservarían y las no favorables perecerían. El resultado de eso sería la formación de una nueva especie. Aquí, entonces, tenía finalmente una teoría con la cual trabajar.
Charles Darwin, 1876
Casa Down - Hogar y laboratorio de Charles Darwin
Después de su famoso viaje alrededor del mundo de cinco años en el Beagle, la mayor parte de la vida de Darwin transcurrió en su casa en las afueras de Londres. Darwin la usaba como una base de sus operaciones científicas. Sus esfuerzos involucraban mucho más que escribir sobre grandes ideas como la selección natural. Trabajó mucho para desarrollar organicamente su conocimiento de todas las formas de los animales y plantas, aprendiendo lecciones de muchos y variados proyectos de investigación que siempre estaban en proceso en la casa Darwin. Muchos de estos proyectos parecerían pequeños y triviales, pero le abrían campos de comprensión y entendimiento que se añadían a un vasto cuerpo de experiencia. Esto le dió a Darwin una gran reputación dentro del público y en los científicos de diferentes campos. Darwin abrió el camino en estudios sobre bellotas de mar, corales, hibridización entre las especies, fertilización de las orquídeas, orígenes humanos, comportamiento animal y otros temas que son actualmente básicos para la oceanografía, botánica, genética, ecología, geología, y psicología.
Debido a su interés en el comportamiento de los organismos, hasta la familia de Darwin ofreció lecciones sobre la evolución. A la vez que era un afectuoso padre de sus diez hijos, también los estudiaba cuidadosamente para detectar pistas sobre como la naturaleza cedía paso a la crianza. A partir de sus observaciones teorizó que algunos comportamientos humanos, tales como el egoismo de un niño, se basaban sobre instintos que eran adaptaciones, mientras que otros comportamientos eran aprendidos y formados por la cultura. La muerte de una de sus hijas, Annie, a la edad de diez años, también fué un recordatorio doloroso de que todas las especies son prisioneras de su ambiente y experimentan una “lucha por la existencia” durante cada generación. La enfermedad era un riesgo ambiental para todos los individuos, un obstáculo potencial a sus éxitos. Algunos individuos tienen más capacidad que otros para enfrentar enfermedades, así como otros tienen más capacidad de escapar de la depredación. Algunos ganan y otros pierden; algunos crecen y otros no; algunos viven y tienen muchos hijos mientras que otros tienen pocos o ninguno. Estas diferencias naturales que siempre existen entre los individuos, están en el centro del principio de la selección natural como una máquina de cambio evolutivo.
La idea de la selección natural reposa en varios puntos claves:
En cada generación nacen más individuos de los que se necesitan para la reproducción de la especie.
Todos los individuos se diferencian en estructura y comportamiento y muchas de estas variaciones son heredadas.
Algunos individuos tienen una mayor habilidad que otros para sobrevivir y reproducirse, ya que sus rasgos heredados están mejor adaptados para las condiciones del ambiente que los otros rasgos presentes en individuos diferentes de la misma población.
Debido a que la velocidad con que las crias se reproducen en cada especie es mayor a la velocidad en la cual el ambiente puede ofrecer comida, refugio y otras necesidades, los individuos que llevan los rasgos ventajosos serán mayores que los que no las tienen. Esto causa un cambio en los rasgos comunes de la especie en el transcurso del tiempo.
Este cambio es un ajuste evolutivo que ocurre en generaciones. El proceso detrás del cambio es la selección natural. Darwin eligió este término porque el proceso funciona de manera muy parecida a la “selección artificial”, es decir, los métodos que la gente ha usado durante mucho tiempo para producir y mantener las castas de animales y plantas con las que vivimos. Ambos se apoyan en la reproducción diferencial para tener efecto. Esto quiere decir que ambos promueven la reproducción de ciertos miembros de la población con un conjunto deseado de rasgos. Por ejemplo, los perros son comunmente criados para proteger pero sin ser demasiado agresivos. Eventualmente, estos rasgos se establecen como características claves de una casta o población.
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Al contrario que la selección artificial, la selección natural siempre está presente, es constante, es a largo plazo y va más allá que la predicción o el control humano. Después de todo, no hay manera de predecir qué nueva enfermedad puede aparecer y amenazar a una población, cuán severa puede ser una sequía limitando la oferta alimenticia durante un verano malo, o si los depredadores del valle vecino deciden nadar en el río y cazar en un nuevo territorio, justo cuando nacen bebes vulnerables a ellos. Del mismo modo, no hay manera de decir si las especies pueden resistir enfermedades, cuántos famélicos individuos son capaces de viajar largas distancias hasta la meseta rica en alimentos, o cuán ingeniosos pueden ser algunos individuos al proteger a sus hijos de un nuevo carnívoro que los acecha.
Los arqueólogos han demostrado que la selección artificial de las plantas y animales ha sido constante por lo menos durante 10,000 años. Pero Darwin sabía que la tierra era más antigua que eso - por lo menos un millón de años - así que sabía que muchos cambios pueden acumularse en una especie a través de la selección natural. En algunos años, los alimentos pueden ser abundantes y el grado de enfermedad bajo. Por lo tanto, el ambiente tiene un efecto menos “podador” sobre los individuos. En esa circunstancia, el tamaño de la población total de una especie puede crecer sin limitaciones. Sin embargo, esto significa que más individuos que tienen menos capacidad para los tiempos difíciles sobrevivirán, y la presión selectiva, las fuerzas que forman el éxito reproductivo, serán mayores cuando las condiciones cambien. De esta manera, es difícil saber qué tipos de rasgos serán favorecidos por la seleccion natural a largo plazo.
El método científico tiene sus maneras propias de recortar, ya que las ideas menores son separadas de las ideas buenas que explican los datos de mejor manera. La idea de la selección natural ha sobrevivido muchas pruebas y desafíos a medida que el progreso en muchos campos iba más allá de lo que se conocía en el tiempo de Darwin. Uno podía haber adivinado, por ejemplo, que el principio de selección natural fallaría cuando, finalmente, supiesemos los conceptos básicos de la herencia, décadas después de que el Origen fuera publicado. Entonces, Darwin no tenía idea de cómo los rasgos pasaban de una generación a otra. Sin embargo, la teoría todavía es válida. Cada década que pasa se refuerza a medida que la genética, la biología molecular, la geología, la paleontología y otras disciplinas continúan explicando nuevos y viejos fenómenos, sin tener que inventar otro mecanismo evolutivo que reemplace la seleccion natural.
Descendencia con modificación
por Alfred L. Rosenberger, Ph.D.
La primera edición del innovador libro Sobre el Orígen de las Especies por Medios de la Selección Natural contenía una sola ilustración - una representación de un árbol familiar, o descendiente - también llamado filogenía. Para el editor del libro, esto tiene que haber sido una inversión cara y una elección un poco preocupante. El diagrama fue impreso en un papel más grande que el libro que tenía que ser desdoblado para poder ser visto, lo cual suponía una tarea de impresión cara. Además, poner un solo dibujo en un libro era inusual en los mediados de 1800 porque las ilustraciones realistas de plantas y animales estaban consideradas como demasiado artísticas. Las ilustraciones eran un añadido importante de los libros populares sobre historia natural, como el Origen, un trabajo no perteneciente al campo técnico escrito para ser leído por el público en general. Sin embargo, todas las 1,250 copias del Origen fueron vendidas en un día. Para que Darwin haya puesto una sola figura en el libro, era porque tenía que considerarla crucial en su discusión.
Esta era la única ilustración que aparecía en el Orígen de las Especies.
La única figura de Darwin no era un gráfico, ni un retrato de una especie exótica, ni siquiera un mapa. Con ella, Darwin quería explicar un nuevo concepto en la ciencia: cómo varias piezas de la biología se ajustan para explicar el origen y la evolución de las especies. Ésto involucraba muchos detalles y muchas ideas. Su única figura debía ilustrar todo esto:
De cómo la selección natural funciona a través de generaciones para promover variaciones estructurales en la forma física o en el comportamiento de organismos.
De cómo estas variaciones se acumulan para cambiar las especies a través del tiempo.
De cómo las poblaciones dentro de las especies tienden a diferenciarse unas de otras.
De cómo el cambio estructural eventualmente produce nuevas especies.
De cómo varias especies pueden, con el tiempo, surgir de una única especie ancestral.
De cómo un nuevo gen puede evolucionar de una línea de nuevas especies.
De cómo la extinción es una parte natural del proceso evolutivo.
De cómo todas las especies están en realidad relacionadas entre ellas.
De cómo grupos de especies similares se pueden formar debido a que tienen un orígen común.
La evolución es un proceso complejo y multifacético y este listado es una serie compleja de ideas relacionadas. Por lo tanto, no es extraño que Darwin se haya centrado en producir un gráfico para ayudar a explicarla al mundo. También escribió unas cinco páginas explicando cómo se debía leer el diagrama. Darwin escogió sus palabras con sumo cuidado. Aquí y en otras partes del Origen usó repetidamente una frase - “descendencia con modificación” - como una expresión que sustituía “evolución”. ¿Por qué este cambio en vez del simple término “evolución”?
Parte de la respuesta debe ser que la evolución todavía era un concepto borroso y que clarificarlo era parte del trabajo de Darwin. En ese momento, los científicos usaban comúnmente el término evolución para discutir el crecimiento físico y los cambios que se producen en un individuo al madurar. El otro significado de evolución se refería a los cambios estructurales en una especie que se llevaban a cabo en el transcurso del tiempo, que algunos, incluído Darwin, también llamaban “transmutación.” Así que había una razón para su preferencia por descendencia con modificación sobre evolución. Primero, Darwin quería dejar claro que su discusión sobre la evolución tenía que ver con la transmutación (modificación), no con crecimiento y desarrollo. Segundo, Darwin quería poner énfasis en la idea que el aspecto amplio de la evolución biológica era mucho más complicado que la imágen de la piel de un zorro transmutandose de un color marrón rojizo a un color blanco, como parte de la adaptación a la vida en el Ártico. También involucraba la producción de un linaje que unía a las especies porque están genéticamente relacionadas a través del proceso de descendencia.
Los picos de cuatro especies de los pájaros fringílidos de las islas Galápagos, del Diario de Investigaciones, 1839 de Darwin.
El concepto del descendencia filogenética era una nueva idea que convertía en más comprensibles las teorías de la evolución de Darwin, frente a las previas propuestas que trataban de explicar ciertas observaciones. Durante muchas décadas antes de la publicación del Origen, los científicos naturalistas habían luchado con el desconcertante problema de la biodiversidad. Mientras que los taxonomistas que clasificaban los organismos, nunca habían intentado encontrar patrones, era claro para todos los que estudiaban la taxonomía que había un “orden natural” en el proceso de clasificación de animales y plantas. Los científicos se preguntaban la razón por la cual los grupos de especies, cuando se los clasificaba, parecían formar grupos, como si una especie de imán de la biodiversidad los juntase y los pusiese en un lugar. Seguro que no era una coincidencia que todas las especies de gatos se pareciesen, desde el gato del callejón al león prehistórico o tigre dientes de sable, que rodaba en el oeste de los Estados Unidos. El azar no podía ser la razón por la cual los perros, coyotes y lobos son variaciones del tema “Perro.” Similarmente, el azar no podía explicar las similitudes y diferencias de los pájaros fringílidos de las islas Galápagos que Darwin coleccionó mientras estaba con la expedición Beagle. ¿Qué había detrás del patrón repetido de las especies?
Antes de Darwin, había sólo un modelo que los naturalistas usaban para explicar las similitudes y diferencias de las especies y éste no servía para resolver este problema. Los científicos pensaban que el modelo más importante de biodiversidad era lo que llamaban la Escala de la Naturaleza. Ésta es la noción que una gran gama de organismos vivientes - por ejemplo, del caracol a la hormiga, del pez al ratón, del mono al hombre - era la característica de la creación divina que acentuaba nuestra superioridad. Estos científicos creían que la vida se organizaba como una escalera, con formas “inferiores” situadas debajo de las formas “superiores”. Los humanos estaban en las superiores. Esta idea se remonta a períodos tan lejanos como el de Aristóteles, hace más de 2,000 años, y se hizo popular en los años 1800s por escritores como Robert Chambers. Por supuesto, todo esto estaba basado en suposiciones. No había evidencia alguna para apoyar este modelo, pero era generalmente aceptado por el peso de la tradición.
De cómo el Modelo de la Escala de la Naturaleza y el Modelo Filogenético interpretaban las similitudes y diferencias entre los monos y los humanos. El Modelo de la Escala de la Naturaleza asume una jerarquía de organismos inferiores y superiores, mientras que el Modelo Filogenético no lo asume así. La actual relación filogenética entre chimpancés, gorilas y humanos es diferente que lo que se creía en el tiempo de Darwin. Está ilustrada en el recuadro verde.
La Escala de la Naturaleza, que en realidad se acercaba más una perspectiva “macro” de la vida, no le servía a Darwin porque no relacionaba los grupos de especies similares que él había observado. ¿Por qué existían tantos tipos de gatos o pájaros fringílidos? La Escala de la Naturaleza sugería una cualidad permanente y lineal de la evolución, pero esto no podía explicar la explosiva variaded de adaptaciones que Darwin vio entre los pájaros fringílidos, encontrados en las islas Galápagos, durante el viaje en el Beagle. Darwin observó pájaros fringílidos adaptados a comer cosas diferentes, pájaros con picos especializados en comer semillas, hojas, insectos o nectar. La lista de ítems no podía ser interpretada como una escala lineal en ascención, de un origen alimenticio mal adaptado hacia un origen alimenticio mejor adaptado en la parte superior, o de un alimento pobre a un alimento rico.
En vez de la perspectiva macro de la Escala, Darwin se concentró en la perspectiva de la “micro” biodiversidad. ¿Qué podía explicar las pequeñas variaciones que distinguían a las especies que efectivamente se parecían entre ellas? Darwin llegó a la conclusión de que los cambios evolutivos a nivel micro se añadían a las diferencias que eran obvias en el nivel macro. Así que, en vez de la escalera como una metáfora para comprender los modelos de grupos de la biodiversidad, Darwin visualizó un árbol.
Éste fue un discernimiento brillante. En vez de ser lineal, como una flecha, un árbol tiene muchos elementos que se extienden en diferentes direcciones. En vez de ser estático, es dinámico. Crece con el tiempo, así como la evolución está insertada en el tiempo. Brota ramas, como si estuviese generando nuevas variedades y nuevas especies. O, puede tener ramas que no se subdividen. Algunas ramas crecen para arriba de forma recta, paralelas al tronco, mientras que la mayoría crece en diferentes direcciones mientras se desarrrollan, pareciéndose a adaptaciones alternativas. Algunas ramas se convierten en muñones, se mueren y se extinguen. Otras pueden crecer mucho y durar por generaciones, miles de años, decenas de miles de años y más. Ninguna de las ramas de un árbol es mejor o peor que otras; ninguna es superior o inferior. Son simplemente diferentes. Es crucial el hecho que todas las ramas de un árbol están interconectadas. Se puede ir a sus orígenes, desde su extemo a la rama matriz de donde crecieron, así como se puede rastrear las raíces de perros, gatos o pájaros fringílidos de las islas Galápagos en sus especies originarias ancestrales.
El diagrama en forma de árbol del Origen ilustra cómo un modelo de evolución en forma de ramas, puede producir, durante cierto tiempo, un mayor número de especies de las que había al principio. Muestra cómo algunas líneas de especies, o linajes, se dividen con más frecuencia que otras. Muestra como la extinción es una propiedad básica de la descendencia: muchas poblaciones se quedan en el camino, no porque no puedan llegar a la parte superior, sino porque se mueren.
Inventar este modelo en forma de árbol del proceso y modelo evolutivo no fue fácil. En realidad, los cuadernos personales de Darwin revelan como su comprensión se desarrolló con los años. En un cuaderno que empezó a escribir al poco tiempo de volver de la expedición Beagle, dibujó un simple diagrama de líneas para mostrar que muchas especies podían evolucionar de una especie ancestral ya que, de alguna manera, se separaban. Este es uno de los primeros gráficos (que se puede ver en la imágen anterior) y parece una combinación de un árbol y una ramificación. Parecería como si Darwin estuviera tratando de formarse una idea de cómo la gran diversidad de las especies pueden desarrollarse naturalmente desde un origen único, en vez de que cada especie haya sido creada especialmente una sóla vez. Es una imágen plana, como si estuviese dibujando la diversidad de los fringílidos en el mapa de las islas Galápagos. En realidad esto fue clave para que Darwin concluyese que la evolución había ocurrido en las islas Galápagos, o sea, logró deducir cómo los pájaros habían evolucionado a través del espacio. Pero su dibujo de 1859, claramente y por primera vez, ofrecía la huella de la evolución a través del tiempo. Ilustraba su noción de descendencia con modificación, cómo la selección natural había producido cambios y también un linaje de conexiones entre las especies que muestra de dónde provienen historicamente, es decir, filogenéticamente.
Para entender mejor la única ilustración que Darwin incluyó en el Origen, es útil visualizar los pájaros fringílidos que Darwin estudió en las islas Galápagos. ¿Cómo sería este diagrama si lo hubiese ilustrado con especies de pájaros fringílidos? En la parte inferior de la figura veríamos pájaros fringílidos ancestrales. A medida que las líneas divergen y las ramas se esparcen en las partes superiores del diagrama, nuevas especies de pájaros fringílidos aparecerían, terminando en la serie de pájaros modernos en la parte superior de la figura. Para mejor ilustrar esta idea, recorra la animación interactiva, “Los Pájaros Fringílidos de Darwin” en el siguiente enlace. Información adicional sobre la descendencia con modificación evolutiva puede encontrarse en el enlace de PBS, An Origin of Species en la sección ¡Experimente! a la derecha de este módulo.
Los Pájaros Fringílidos de Darwin en una animación interactiva
(Se necesita Flash, 515KB)
Con el árbol de la vida como una metáfora de la evolución, Darwin cambió la manera de cómo los científicos y el público percibían el orígen de las especies. No habría más necesidad de interpretar la biodiversidad de la naturaleza como una escala, con algunas especies mejores o peores que otras por detalles como su tamaño, piel, o dientes, o por criterios de inteligencia o descendencia. Todas las especies se adaptan a su ambiente específico, aunque algunas no sobrevivan. Y todas, a algún nivel, comparten una fuente de origen común.
fuente visionlearning.com
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