© Libro N° 13835. De Las
Bacterias Al Hombre: La Evolución. Piñero,
Daniel. Emancipación. Mayo 17 de 2025
Título Original: © De Las Bacterias Al Hombre: La
Evolución. Daniel Piñero
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Original: © De Las Bacterias Al
Hombre: La Evolución. Daniel Piñero
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Miranda
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DE LAS BACTERIAS AL HOMBRE:
La Evolución
Daniel Piñero
De Las
Bacterias Al Hombre:
La Evolución
Daniel Piñero
DE LAS BACTERIAS AL
HOMBRE:
LA EVOLUCIÓN
Autor: DANIEL
PIÑERO
INDICE
COMITÉ DE SELECCIÓN
EDICIONES
INTRODUCCIÓN
I. ¿CÓMO SABEMOS
QUE HA HABIDO EVOLUCIÓN BIOLÓGICA?
LAS ESPECIES DEL
PASADO Y LAS ACTUALES NO SON LAS MIS-MAS
II. LAS ESPECIES ESTÁN
ADAPTADAS AL LUGAR DONDE VIVEN III.LA FORMA COMO LAS ESPECIES APARECEN Y
DESAPARECEN IV. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL HOMBRE
˜™
Daniel Piñero
estudió biología en la Facultad de Ciencias de la UNAM y se doctoró en la
Universidad de California en Davis, especializándose en genética de poblaciones
y evolución. Actual-mente colabora en programas de investigación y de formación
de
personal en la
UNAM.
2
la ciencia
/25 desde méxico
Primera edición
1987
Cuarta reimpresion
1996
La Ciencia desde
México es proyecto y propiedad del Fondo de Cultura Económica, al que
pertenecen también sus derechos. Se publica con los auspicios de la
Subsecretaría de Educación Supe-rior e Investigación Científica de la SEP y del
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.
D.R. © 1987, FONDO
DE CULTURA ECONÓMICA, S.A. DE C.V.
D.R. © 1995, FONDO
DE CULTURA ECONóMICA
Carretera
Picacho-Ajusco 227; 14200 México D.F.
ISBN 968-16-2540-4
Impreso en México
3
A los quince años
descubrí que existe una clara homología entre las extremidades de los caballos
y las nuestras. Que modificando nues-tra estructura ósea se puede obtener la de
un perro y que sin hacer gran cosa se obtendría la de un simio. La idea de transformación,
de evolución quedó sembrada en mí y desde entonces he tratado de entenderla. En
el proceso he aprendido mucho del mecanismo de la evolución, la historia de sus
conceptos, sus teóricos principales y sus fenómenos más importantes. Para ello
he trabajado en diversos aspectos de la biología. La bioquímica, la ecología y
la genética han sido las herramientas que he usado para entender la evolución.
Todos los aspectos esenciales de ese aprendizaje están plasmados en este libro
en el que quise exponer cómo es entendida en la ac-tualidad la teoría de la
evolución.
Debo disculparme
con aquellos lectores que necesiten saber no sólo de la fortaleza de la teoría,
que es de lo que trata este libro, sino también de sus debilidades. Eso lo dejo
a su motivación y a la lectura de otros libros más técnicos que enfrentan en particular
los aspectos más controvertidos de la teoría. Quisiera dejar en el ánimo del
lector ambas impresiones: por un lado, que la teoría de la evo-lución es sólida
y por otro, que muchos de sus aspectos deben ser mejor entendidos todavía.
Asimismo, quisiera
mencionar que dejé fuera toda la teoría ma-temática en la que se apoya la
genética de poblaciones, objeto de análisis de la adaptación biológica y parte
central de la evolución, aspecto sobre el que se podrá avanzar en otras
lecturas.
Muchos han sido mis
maestros en mis años de formación aca-démica en el campo de los estudios
evolutivos, pero quisiera men-cionar a algunos en particular: el Dr. A.
Rodríguez-Casus quien en
4
1967 me enseño el
fenómeno de la transcripción y abrió mi mente a la biología molecular; el Dr.
Rafael Palacios siempre ha comparti-do conmigo muchas inquietudes que, aunque
no involucren a la hormiga y al elefante, inciden en los principios básicos de
biología. Su concepto de la investigación fue sin duda determinante en mi
formación; el Dr. Sarukhan me enseñó que hay descripción y expe-rimentación así
como la diferencia entere una hoja simple y una compuesta, también me enseñó el
darwinismo más puro. Su con-cepción de la importancia del ambiente en los
estudios evolutivos han guiado gran parte de mi trabajo de investigación. Los
doctores L. D. Gottlieb, T. Prout y M. Turelli me transformaron en lo que
formalmente se llama un genetista de poblaciones; doy gracias a todos ellos. En
la Universidad Nacional Autónoma de México fui proveído de mi formación en
licenciatura y maestri}ía y se me apoyó par obtener un formación crítica en el
área de genética de la evolución. Agradezco que se haya impulsado dentro de ella
la for-mación de un grupo de trabajo dedicado a la biología evolutiva.
El presente libro
lo redacté con la ayuda constante de Ana Ba-rahona y Luis Eguiarte con los que
discutí muhas de las ideas y ejemplos que contiene. Valeria Souza y Felipe
Villegas eleboraron las figuras. Aprecio su dedicación. Quisiera agradecer
también al Fondo de Cultura Económica, a la Secretaría de Educación Pública y
al Consejo de Ciencia y Tecnología su idea y su apoyo a los cien-tíficos
mexicanos, de modo que podamos exponer, para su divulga-ción, los conocimientos
que ocupan nuestra vida.
México, D.F.,
noviembre de 1986.
5
HISTORIA DE LA VIDA EN LA TIERRA
CUANDO en la escuela
nos enseñan historia lo que hacen es enseñarnos la historia de la civilización.
El hombre ha vi-vido en diferentes sociedades organizadas por aproxima-
damente 10 000
años, con una civilización basada en la cultura. Pero la historia que nos
enseñan sólo cubre una parte de ese perio-do, esto es, los últimos 2 000 años.
Para la historia de la vida en la Tierra este lapso es muy pequeño, puesto que
ésta tiene 400 000 "historias" de nuestra civilización. Así pues, lo
que aprendemos no es más que el último acto de una historia que incluye la
historia de la Tierra, o en forma más general, la del Universo. A veces un
nú-mero no refleja la idea que quisiéramos transmitir. Para imaginar-nos el
periodo de tiempo que incluye la historia de la vida se ha comparado la
historia del hombre con el último minuto y medio de un día de 24 horas, o con
la última página de un libro de 4 000 ho-jas. Esto es, hemos leído una página
de un relato del cual descono-cemos 3999 de ellas. Un sentimiento de
insignificancia recorre entonces nuestro cuerpo. No parece que seamos el evento
más co-mún de la historia de la vida en la Tierra.
Nos gustaría
conocer pues algunos aspectos de esta historia. En principio quisiéramos saber
¿cuándo? y ¿quiénes? Para responder estas preguntas el hombre ha tenido que
entender dos fenómenos. El primero es el llamado proceso de fosilización y el
segundo el decaimiento de material radiactivo. La fosilización es un fenómeno
que induye tanto la preservación de las partes duras de los orga-nismos
(conchas, huesos, etc.), como la de moldes o huellas de éstos. Vemos así que
los organismos que han existido en el pasado han dejado huellas que se han
preservado como tales por miles y hasta por millones de años. Los fósiles son,
de hecho, el único tes-
6
timonio biológico
de lo ocurrido en la Tierra en el pasado. Una vez que se encuentra un fósil es
necesario localizarlo en el tiempo. ¿De cuándo es? Para ello se usan métodos de
fechado utilizando ele-mentos radiactivos. Estos elementos tienen la
característica de emi-tir partículas en una proporción constante que depende
del elemen-to de que se trate. Por ejemplo, el carbono-14 (isótopo radiactivo
del carbono-12 que es el carbono más común) tiene una vida media de 5 730 años.
Es decir, que si partimos de una roca en donde, di-gamos, que había 100 gramos
de carbono-l4, en 5 730 años habrá 50 gramos de carbono-14 (o sea 50 gramos de
carbono-12). Así, al medir la cantidad de estos elementos se puede saber la
edad apro-ximada de la roca y por tanto la de los fósiles que se hallan en
ella. Otros elementos como el potasio-40 y el uranio-235 tienen una vida media
mucho mayor (de 1 300 y 713 millones de años respec-tivamente), por lo que son
usados para fechar rocas mucho más antiguas.
La presencia de
fósiles y la capacidad que se tiene para fechar la época en la que existieron
facilita enormemente el trabajo del pa-leontólogo (el biólogo que se dedica a
estudiar los fenómenos que han ocurrido en el pasado geológico). Se puede ir
entonces recons-truyendo lo que ha ocurrido sobre la Tierra. Los resultados de
estas investigaciones han sido sorprendentes. En primer lugar se ha en-contrado
que la historia de la vida en la Tierra es muy larga (apro-ximadamente 3 800
millones de años) y casi tan antigua como las rocas más viejas encontradas en
ella (4 800 millones de años). Po-cas otras evidencias tenemos entre los 3 800
millones de años y los 2 000 millones que no sean algunos fósiles. Los más
viejos que se han encontrado son microscópicos, algunos redondeados y otros
alargados. Sin duda durante ese periodo se originó la vida. Desde el punto de
vista paleontológico esa época es una caja dentro de la que no podemos
asomarnos.
7
LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL EXISTE DESDE HACE 2 000 MILLONES DE AÑOS
Hace alrededor de 2
000 millones de años ocurrió una revolu-ción ambiental en nuestro planeta: la
composición de la atmósfera que contenía una gran cantidad de hidrógeno y otros
compuestos ricos en este elemento (metano, ácido cianhídrico, ácido sulfúrico)
comenzó, como ocurre en algunos planetas actuales, a tener con-centraciones muy
altas de oxígeno. Como se sabe el oxígeno es un gas importante para la vida por
dos razones opuestas: la primera porque funciona como un recurso importante
para organismos que, como el nuestro, no pueden utilizar la energía ambiental
(por ejem-plo la del Sol) directamente, y la segunda porque al ser muy tóxico
es muy reactivo. Las concentraciones de oxígeno en una atmósfera reductora (con
altas concentraciones de compuestos de hidrógeno) son menores del 1%. En
nuestra atmósfera actual la concentración es del 21%.¿De dónde viene este
oxígeno? ¿Quién lo produjo?
De hecho la
concentración de oxígeno en el Universo es de al-rededor de 0.005%. Sólo el
fenómeno fotosintético mediante el cual los organismos como las plantas unen
moléculas de bióxido de carbono fueron poco a poco "contaminando" la
atmósfera con oxí-geno. No fue sino hasta entonces cuando la concentración de
oxí-geno fue suficientemente grande, que otros organismos que requie-ren de
oxígeno para vivir (como nosotros) pudieron desarrollarse. Este fenómeno en el
que un grupo de organismos viven en un am-biente particular y lo modifican de
tal manera que otros organismos con características diferentes pueden ahora
crecer allí se llama, en otra escala, sucesión ecológica y es una versión
académica del di-cho "nadie sabe para quien trabaja". Además demuestra
que la evo-lución es un proceso muy dinámico que involucra tanto
modifica-ciones ambientales como los organismos.
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¿QUÉ SON LOS PRIMEROS FÓSILES?
Los fósiles más
antiguos de los que se tiene evidencia fueron encontrados en Fig Tree Chart,
África. Tienen una edad aproxima-damente de 3 300 millones de años. Son restos
de la pared (estruc-tura que envuelve la membrana de una célula) de organismos
uni-celulares difíciles de interpretar. ¿Qué apariencia tenía la Tierra
entonces? Si sólo había organismos formados por una sola célula no había
árboles ni hierbas ni ranas. Muchos de estos organismos primigenios vivían en
comunidades acuáticas formadas por varios cientos de especies diferentes. Estas
comunidades, llamadas estro-matolitos, eran mundos en sí mismos. Había entonces
una gran diversidad de especies y una gran complejidad en estos ecosistemas
microscópicos. En la actualidad, en algunas partes del mundo, co-mo Australia,
todavía pueden encontrarse comunidades de estroma-tolitos que nos ofrecen una
ventana para asomarnos a lo que ocu-rría en el pasado. Por su forma
característica de crecimiento los estromatolitos forman columnas que van
aumentando en diámetro y en altura a una velocidad que depende de la vida que
tiene una célula. En cada generación la comunidad se incrementa por la
acumulación de los restos de las células que mueren.
Ésta fue entonces
una Tierra completamente diferente a la ac-tual. Las especies que la poblaban
eran muy diferentes de las que existen hoy en día; el paisaje no contenía ni
llanuras ni montañas verdes. La Tierra era del dominio de la Tierra, no de la
vida. Las aguas en cambio contenían todas las especies existentes. De hecho, la
atmósfera de entonces no hubiera permitido la existencia de la mayoría de las
especies que viven en la actualidad. Éstas, como ya sabemos, viven en
condiciones oxigénicas (altas concentraciones de oxígeno). Aun así, las
especies de hace 3 300 millones de años y las actuales tienen algunas
características en común, siendo la más importante el que aquéllas son
ancestros de las actuales. El estudio
9
del fenómeno
evolutivo es entonces la descripción del cambio de unas especies en otras y de
los mecanismos involucrados en el pro-ceso.
La historia de la
vida en la Tierra está llena de eventos que han modificado el desarrollo
posterior de los organismos. Un primer ejemplo de este tipo de eventos lo
representa el incremento en la concentración de oxígeno en la atmósfera. Veamos
otros eventos tan importantes como éste.
HIJOS IGUALES A LOS
PADRES
Sin duda la
aparición de la vida es en sí el evento que más ha modi-ficado la historia de
nuestro planeta. La vida, un fenómeno difícil de caracterizar, pero de todos
entendido, tiene como una de sus características más importantes la
autorreplicación. Las células se dividen y tienen células hijas de la misma
manera como el hombre se reproduce y tiene hijos. Tanto las células hijas como
nuestros hijos se parecen a los padres porque la molécula encargada de la
herencia, el ácido desoxirribonucleico (ADN), se autorreplica en una molécula
idéntica que garantiza que las características se here-dan de padres a hijos.
Este fenómeno que
se expresa en nuestra apariencia exterior pe-ro que tiene su origen en la
exacta duplicación de esta molécula parece ser uno de los atributos más
importantes de la caracteriza-ción de la vida. Pero la complejidad del ADN no
se detiene en la forma como se replica. Esta molécula funciona como el director
de las funciones de la célula, las cuales consisten en utilizar energía externa
para producir nuevas células y mantenerse vivas.
10
La célula obtiene
la energía del medio ambiente por medio del metabolismo. En la actualidad hay
dos tipos principales de metabo-lismo en nuestro planeta: el primero de ellos
consiste en obtener la energía en forma de compuestos químicos; generalmente
los orga-nismos que la consiguen de esta manera, la obtienen de otros
orga-nismos. El segundo de ellos consiste en adquirir la energía en for-ma de
ondas físicas, o lo que es lo mismo, los organismos que lo hacen así se llaman
fotosintéticos y llevan a cabo una reacción que es central en la Tierra. La
vida en nuestro planeta depende preci-samente de esta reacción. Es más,
aquellos organismos que utilizan la energía en forma de sustancias obtenidas de
otros organismos (heterótrofos) dependen directamente de la existencia de
aquellos que fijan la energía obtenida del Sol (fotosintéticos). Así, la fuente
de energía del Sol mantiene la vida sobre la Tierra. La actividad de los
organismos fotosintéticos es también la responsable de la alta concentración de
oxígeno en nuestra atmósfera desde hace aproxi-madamente 2 000 millones de
años. Si la vida tiene entonces 3 300 millones de años sobre la Tierra y sólo
hace 2 000 millones que tenemos este escenario con autótrofos y heterótrofos,
¿cómo era antes? La presencia de una atmósfera reductora impedía la existen-cia
de organismos heterótrofos como los conocemos ahora. Exis-tían entonces y en
grandes cantidades organismos quimiosintéticos que, aunque usaban energía
química, lo hacían de manera distinta de como lo hacen los actuales
heterótrofos; esto es, dependían de la fotosíntesis para su existencia. La
aparición de la fotosíntesis fue entonces uno de los eventos más importantes de
la historia de la vida en la Tierra.
11
AMIGOS, MUY AMIGOS, AMIGUÍSIMOS
Las bacterias y
algas primitivas (algas verdeazules) son células sin una gran complejidad
estructural. Están constituidas por una membrana y una pared celulares que son
las estructuras que llevan a cabo la síntesis de proteínas (ribosomas), y por
una molécula de ácido desoxirribonucleico. Nuestras células en cambio son
bastante más complejas. Entre las características más importantes que las
distinguen de las bacterias se encuentra la presencia de un núcleo donde está
localizado el ácido desoxirribonucleico, el cual está organizado a su vez en
estructuras llamadas cromosomas en las que el ADN se asocia a moléculas de
proteína.
Otra característica
es la presencia de estructuras especiales para llevar a cabo la respiración
(Figura 1); estas estructuras llamadas mitocondrias tienen características muy
curiosas ya que cuentan con su propio sistema de síntesis de proteínas y su propia
molécula de ADN que está organizada en un círculo como ocurre en las
bac-terias. Parecen ser entonces células dentro de células. De hecho se ha
encontrado una gran cantidad de pruebas que sugieren que las mitocondrias son
descendientes de bacterias que hace mucho tiem-po (aproximadamente 1 500
millones de años) establecieron una relación simbiótica, especializándose en
funciones particulares.
El mismo fenómeno
parece haber ocurrido en el caso de otras estructuras, los cloroplastos, que en
las plantas verdes llevan a cabo la fotosíntesis. Éstas también tienen su
propia maquinaria de sínte-sis de proteínas y su propia molécula circular de
ADN. Es decir, las dos funciones metabólicas que en la actualidad son las más
impor-tantes para la vida, la respiración y la fotosíntesis, se han
"encarga-do" a células que se han asociado con otras.
12
Figura 1. Una de
las revolucio-nes más importantes a lo largo de la historia de la vida en la
Tierra fue la aparición de la cé-lula con un núcleo verdadero (eucarionte).
Aquí se compara la complejidad de una célula con núcleo con la de una bacteria
(procarionte) sin núcleo.
El resultado
de tan impor-
tante fenómeno fue
una nueva
célula (que
seguramente como ya dijimos apareció hace 1 500 mi-llones de años) con
estructuras descendientes de simbiosis con va-rios tipos de células. La célula
eucarionte (con un núcleo verdade-ro) había nacido y conviviría por lo menos
durante los siguientes 1 500 millones de años con la célula procarionte (sin
núcleo verdade-ro). Pocos cambios han sido tan importantes durante la historia
de la vida en la Tierra. En la actualidad se estima que hay un millón y medio
de especies de las que el 80% son células eucariontes. Este es un buen ejemplo
de cómo un cambio en la organización de los organismos genera lo que se ha
llamado radiación adaptativa, esto es, una explosión de especies nuevas después
de un cambio estruc-tural que facilita la adaptación de los organismos en
ambientes diferentes. Sin duda, la aparición de la célula eucarionte fue una
modificación de tal magnitud que determinó el camino que tomaría la evolución
de las especies.
13
La mayoría de las
plantas y de los animales que vemos todos los días no están compuestos por una
sola célula. Se llaman organis-mos multicelulares. Son organismos que tienen un
nivel de comple-jidad mayor que el de los organismos de una sola célula. Estos
se-res, formados por la "cooperación" de muchas células, se
origina-ron hace aproximadamente 1 000 millones de años y representan otra gran
revolución de la vida sobre la Tierra. Células de un mis-mo organismo se
especializaron en diferentes funciones. Unas en la reproducción, otras en la
respiración y otras más en diferentes as-pectos del metabolismo y la estructura
de los organismos. La for-mación de tejidos y órganos había comenzado.
Figura 2. Entre los
organismos mul-ticelulares más sencillos se encuen-tra la esponja. Cuenta con
células con cilios que mueven el agua don-de se encuentra el alimento, así
co-mo células que lo absorben. La divi-sión del trabajo fue sin duda una de las
revoluciones más importantes en la historia de la vida en la Tierra.
Las esponjas
marinas son de los animales multicelulares más sencillos, ya que sólo están
formadas por tres tipos de células. És-tas están organizadas de tal manera que
cada una de de ellas lleva a cabo funciones de absorción del alimento, su
metabolismo y la
14
excreción del
material residual. Su forma de comer consiste sim-plemente en hacer circular
agua por un conducto central (Figura 2), siendo las células que están en
contacto con el conducto las absor-bentes, las intermedias las que metabolizan
y las más externas al conducto las excretoras. Ésta es una forma muy sencilla
de aumen-tar la complejidad incrementando la eficiencia con la que se utili-zan
los recursos del medio ambiente.
Recordemos que para
cuando aparecieron los primeros seres multicelulares (hace aproximadamente 1000
millones de años) la vida ya llevaba alrededor de 2 500 millones de años de
existencia en la Tierra. Durante estos años predominaron solamente los orga-nismos
unicelulares (tanto procariontes como eucariontes). La Tie-rra fue entonces
propiedad exclusiva de los organismos durante el 71% de la historia de la vida.
El mundo que hoy vemos es desde luego muy diferente de aquel reino, durante
esos 3000 millones de años nuestro planeta adquirió una nueva fisionomía, con
organis-mos muy diferentes de los que hasta entonces habían poblado nues-tro
planeta: una nueva radiación adaptativa se había iniciado.
LA ÉPOCA QUE MEJOR
CONOCEMOS DE LA HISTORIA DE LA VIDA EN LA TIERRA
De los eventos que
hemos estado analizando hasta ahora, que com-prenden el periodo anterior a los
550 millones de años, tenemos un registro fósil muy incompleto. Esta época que
ocupa alrededor de 3 000 millones de años, es realmente muy poco conocida. Las
con-clusiones sobre ella se basan generalmente en hechos indirectos. Por
ejemplo, el incremento en la concentración de oxígeno lo infe-rimos por la
presencia de estratos rocosos oxidados de hace 2 000 millones de años.
15
Todo ese largo
periodo es conocido como Precámbrico. Cuando el Precámbrico terminó se inició
el Fanerozoico, que es la época que mejor conocemos de la historia en la
Tierra. El registro fósil de esta época es completo: tenemos huellas de
organismos, registros de sus partes duras (huesos, conchas, etc.), moldes en
roca y en algunos casos hasta huellas de sus partes blandas.
Figura 3. La
configuración de las masas terrestres hace aproximadamente 150 mi-llones de
años.
Había dos grandes
masas, Laurasia y Gondwana que empezaban a dividirse.
La época
Fanerozoica está dividida en cuatro eras. La parte final del Precámbrico
(periodo Ediacárico), la era Paleozoica que ocupa aproximadamente 300 millones
de años. La Mesozoica, 150 millo-nes de años, y la Cenozoica, 60 millones de
años (Cuadro 1). A grandes rasgos la primera era se caracteriza por la
aparición de organismos de cuerpo blando con forma de gusanos. Durante el
Paleozoico aparecen los primeros animales con esqueleto. Es en ese entonces
cuando el paisaje de la Tierra está dominado por hele-chos arborescentes,
cuando los peces óseos alcanzan su mayor di-
16
versificación y
cuando aparecen los primeros anfibios y reptiles. La Era Mesozoica se
caracterizó por la dominación de los dinosaurios, apareciendo también los
primeros mamíferos y las primeras aves. Hacia el final de esta era aparecen las
primeras plantas con flores (hace aproximadamente 100 millones de años), por
último, en la era Cenozoica nos encontramos con la diversificación (hace entre
100 000 y 200 000 años), con la aparición del hombre.
En estos últimos
550 millones de años han sido, pues, en los que se ha originado la mayor parte
de los animales que conocemos aho-ra. Pero si pudiéramos dar una vuelta en el
tiempo encontraríamos que la Tierra tal y como la conocemos ahora es muy
reciente. Los dinosaurios conocieron sólo las plantas más primitivas y cuando
se originaron los anfibios no había ni una planta con flores como la que nos
enseñan en la escuela. Esto refuerza la idea de que la histo-ria de la vida en
la Tierra, aun en este periodo, ha sido muy cam-biante. Los organismos han
estado sujetos a cambios ambientales que no sólo incluyen cambios en la
temperatura y la humedad del ambiente, sino que también se refieren a cambios
en su medio am-biente biótico (las especies animales y vegetales que los
rodean) que incluyen competidores, depredadores y presas.
LA HISTORIA DE UNA
RANITA
Nací hace
aproximadamente 350 millones de años. Algunos di-cen que soy un poco vieja. Yo
me siento joven. Eso sí, he visto mucho mundo. Cuando nací mis padres se
mudaron a otra parte. El mundo de entonces no tenía muchos continentes, solo
uno. Toda la tierra estaba unida en un solo continente (la Pangea). Nosotros via-jábamos
de lago en lago aunque en algunos casos eran más bien charcos. Así fuimos del
África Central a la América del Sur actual donde vivían unos familiares (Figura
3).
17
He visto selva
donde ahora hay desierto. Donde había mar, la tierra emergió. Recuerdo que
durante una época, todo nuestro alre-dedor eran enormes animales. Algunos con
largos cuellos, otros con los pies tan grandes que hasta los de mi papá
parecían peque-ños. Unos volaban y otros vivían en los mares. Los dinosaurios
ponían huevos para tener dinosaurios. Algunos comían hojas y otros sólo a otros
dinosaurios. Todos comían mucho. Los árboles
18
de entonces eran
grandes helechos que no tenían flores. Poco a poco fueron apareciendo plantas
con flores. Las magnolias fueron de las primeras.
Nuestra comida, en
cambio, no ha variado. Hemos comido in-sectos por muchos años. Algunos de los
cambios del clima sí han afectado directamente a varios de mis parientes. Mi
primo fue per-diendo su lago poco a poco. Un día el agua no fue suficiente para
todos. Algunos se fueron y otros, al no resistirlo, murieron. Mi primo encontró
otro lago y ahora vive allí, sin acordarse de aquello. Hace como 65 millones de
años los dinosaurios dejaron de existir, así, sin decir nada. Será porque no
pudieron resistir los cambios en "su lago". También un día ya no
pudimos regresar al África. Los continentes se habían ido separando y el Océano
Atlántico se ha hecho cada vez más difícil de cruzar. Muchas montañas y
cordille-ras han surgido en estos años. El Himalaya, por ejemplo, emergió
después de que India, que era una isla alejada de Asia, chocó y se unió a ese
continente. Esa época estuvo llena de terremotos y tem-blores. La Tierra era
peligrosa por entonces.
¡Y SE MUEVE!
Nuestra rana nos ha
estado hablando de un fenómeno que se ha considerado muy importante durante la
historia de la vida en la Tierra desde hace aproximadamente 250 millones de
años. Este fenómeno ha sido llamado deriva continental y consiste en el mo-vimiento,
sumamente lento, que han tenido los continentes. Este movimiento ha generado la
separación de las distintas masas de tierra hasta la localización que tienen en
la actualidad. Las especies vegetales y animales deben parte de su situación
actual precisa-mente a ese movimiento. De hecho, las primeras evidencias que
sugirieron que los continentes se han movido provinieron de la
19
distribución actual
de algunas especies relacionadas. Por ejemplo, la fauna de la parte sur de
América, África y Australia es muy pa-recida.
Figura 4.
Antes de la
formación del puente de Panamá hace aproximadamente 2 millones de años, las
faunas de América del Norte y Sudamérica tenían orígenes diferentes, pero
ocupaban luga-res similares en la naturaleza. El camello que conocemos
corresponde al que aparece en América del Norte. El de América del Sur ya se
extinguió.
Este tipo de
dinámica geológica muy probablemente no ha sido única durante la historia de la
vida en la Tierra, pero en el periodo anterior a los 500 millones de años es
muy difícil reconstruir los eventos. De cualquier manera podemos suponer que
debe haber habido una dinámica continental muy activa en 3 300 millones de
años.
¿QUÉ NOS DICE LA
HISTORIA DE LA VIDA EN LA TIERRA?
Esta sección nos ha
llevado a las siguientes conclusiones:
La historia de la
vida en la Tierra ha sido muy dinámica; sólo una cierta proporción de las
especies que han existido se encuentra viviendo en la actualidad.
20
La historia de la
vida en la Tierra ha estado salpicada de eventos muy importantes que incluyen
tanto cambios en el ambiente físico como modificaciones profundas en la
organización y estructura de los organismos.
De las
modificaciones al medio ambiente físico podemos citar como particularmente
importantes el cambio en la composición de la atmósfera por la actividad de los
primeros organismos fotosinté-ticos, hace aproximadamente 2 000 millones de
años; la modifica-ción de la distribución de los continentes en los últimos 250
millo-nes de años que afectaron la distribución de las especies y por últi-mo,
la modificación local de los ambientes, como las elevaciones del Istmo de
Panamá o las diferentes glaciaciones. Estas modifica-ciones han afectado
también la distribución de la fauna y las flores actuales.
De entre las
modificaciones a la organización y la estructura de los organismos se pueden
mencionar todas las relacionadas con la integración de las funciones básicas de
una célula: mantenimiento, crecimiento y reproducción. Otras, también muy
importantes, in-cluyen el origen de los organelos de la célula eucarionte
(mitocon-drias, cloroplastos, etc.) como el resultado de la simbiosis de
célu-las individuales y el origen de los organismos multicelulares por la
colaboración de células especializadas en diversas funciones.
Otra generalización
que podemos hacer es que ha habido grupos que han existido por mucho tiempo
(por ejemplo, los tiburones), mientras que otros han sobrevivido por tiempos
comparativamente más breves.
Durante la historia
de la vida en la Tierra ha habido cambios en la composición de la biota de
nuestro planeta así como en la abun-dancia de cada una de las especies que la
pueblan. La conclusión que podemos hacer es, entonces, que deben de haber
existido even-
21
tos en el pasado
que transformaron unas especies en otras. Que la historia de la vida en la
Tierra es en sí un proceso de transforma-ción de especies. A ese proceso se le
llama evolución y el registro fósil, en su dinámica, nos muestra la evidencia
de que este fenó-meno ha existido
LAS ESPECIES SE
PARECEN UNAS A OTRAS PORQUE ESTÁN EMPARENTADAS
¿Quién no se ha
fijado en que las personas que están relacionadas por su ascendencia se parecen
entre sí? La idea de que la similitud significa origen común es característica
de nuestra cultura. Este argumento es el que se usa para demostrar la existencia
de un fe-nómeno dinámico de generación de las especies. ¿Quién negaría que el
cráneo de un perro o de un orangután es más parecido al cráneo de un ser humano
que al de un pez? ¿O que todas las espe-cies anteriores se asemejan más entre
sí que lo que lo hacen a un insecto que ni siquiera tiene cráneo? Aristóteles
dividió al mundo orgánico en plantas y animales. La presencia de partes verdes
agrupa en forma natural a las plantas y las separa de los animales que
requieren de sustancias orgánicas ya sintetizadas para su ali-mentación. Al
mismo tiempo que existe esta diversidad de formas, hay características que le
dan a la materia viva una clara unidad. El hecho más importante que demuestra
esta unidad lo da la existencia de un código genético universal. Los organismos
usan un código de cuatro letras (las moléculas adenina, guanina, citosina y
timina) para transmitir sus caracteres genéticos a su descendencia y para
dirigir su metabolismo, su crecimiento y su reproducción. Estas cuatro
moléculas están organizadas en una larguísima macromolé-cula de ácido
desoxirribonucleico. La síntesis de las proteínas de los organismos está
dirigida por la secuencia de estas cuatro molé-culas en el ADN. El código
genético funciona con grupos de tres
22
moléculas para
determinar la presencia de un aminoácido específi-co en una molécula de
proteína. Así, el triplete AAA (tres adeni-nas) determina la síntesis del
aminoácido lisina en una molécula de una proteína.
Todos los
organismos utilizan el mismo código genético, el mismo lenguaje molecular. Este
hecho demuestra que, además de que la vida tiene como característica principal
la unidad, su origen seguramente es común.
Pero al mismo
tiempo la vida es un fenómeno diverso. Algunas especies están organizadas en
tejidos y órganos, mientras que otras son unicelulares. Algunas tienen un
esqueleto interno como el hombre, mientras que otras lo tienen externo como los
escarabajos. Aun así, la vida de todas estas especies está unida por la lengua
en la que se comunican bioquímicamente.
Usando los
caracteres que definen a las especies, los biólogos las clasifican. Esto supone
que muchos de los caracteres que dos especies comparten se originaron en un
ancestro común del cual derivaron ambas. La similitud entre ellas nos puede
entonces in-formar acerca de su origen. Veamos cómo es que se puede
recons-truir el pasado de especies que se parecen.
23
Figura 5.
Un ejemplo de la
reconstrucción de la historia de las especies.
LA RECONSTRUCCIÓN
DE LA HISTORIA DE LAS ESPECIES
Si hiciéramos una
lista de las características que tres especies tienen en común (digamos un
perro, un pollo y un hombre) po-dríamos hacer una lista como la siguiente:
|
|
¿Pelo? |
¿Ladra? |
¿Alas? |
¿Habla? |
¿Nace de un huevo? |
|
Perro |
Sí |
Sí |
No |
No |
No |
|
Pollo |
No |
No |
Sí |
No |
Sí |
|
Hombre |
Sí |
No |
No |
Sí |
No |
|
|
|
|
|
|
|
24
Ahora podemos
describir qué tanto se parecen dos especies en-tre sí observando que mientras
el hombre y el perro tienen tres de las cinco características en común (ambos
tienen pelo, no tienen alas y no nacen de un huevo) el parecido entre el pollo
y cualquiera de los otros dos se reduce a una sola característica (el pollo y
el hombre no ladran mientras que el pollo y el perro no hablan). Si el perro y
el hombre se parecen más entre sí que lo que se parecen al pollo, la figura 5
podría ser una buena representación de estas rela-ciones. Como ya hemos visto,
ni el perro ni el pollo ni el hombre han existido siempre. Por tanto, si
pusiéramos un eje de tiempo en nuestra clasificación obtendríamos el esquema
que se presenta en la figura 5(b). De esta concepción temporal del parecido
entre las especies se origina un concepto en la evolución: las especies se
transforman unas en otras. Si antes ya vimos que las especies ac-tuales no
siempre han existido y que la mayoría de las que existie-ron en el pasado ya no
existen en la actualidad, ahora propondre-mos: ¿cómo es que esto puede ser
descrito? La figura 5(b) muestra una primera aproximación a este problema. La
idea central en ella es que las especies que más se parecen en la actualidad
son aque-llas que se originaron de un ancestro más reciente (A2 en la figura 5
b), mientras que las que se parecen menos son aquellas que se originaron de un
ancestro más antiguo (A1 en la figura 5 a).
Un análisis más
detallado de este concepto nos ayudará a com-prender mejor el mecanismo
propuesto. Según nuestra información acerca de las características de las
especies consideradas, en la ra-ma que va de A2 al perro se desarrolló la
capacidad de ladrar. La rama que va del ancestro A1 al A2 es quizá la más interesante.
En ella se desarrolló la capacidad de no nacer de un huevo (ser vivípa-ro),
tener pelo y poseer un método de locomoción terrestre sin alas. Por último, en
la que va de A1 al pollo se originó la capacidad de volar y de tener plumas en
el cuerpo.
25
Si quisiéramos
clasificar al murciélago en la reconstrucción de la vida de estas pocas
especies, analizaríamos cuáles de las caracte-rísticas que usamos las tiene un
murciélago. No tiene plumas ni nace de un huevo, y aunque sí tiene pelo, posee
un método de lo-comoción con alas. Nuestro murciélago podría entonces quedar
como se presenta en la figura 5(c). A pesar de que los eventos que ocurrieron
entre el ancestro Al y el A2 son iguales, ahora sabemos que la característica
"volar" en nuestro esquema se ha desarrollado independientemente en
la rama que va de Al al pollo y en la que va de A3 al murciélago.
Al aumentar una
especie más en nuestro esquema se detalla nuestro conocimiento de la historia
de las especies y de las caracte-rísticas que les son propias. El entendimiento
de esta estructura depende, en principio, de la suposición de que las especies,
tal co-mo las conocemos hoy en día, tienen un origen común, el cual será más
reciente cuanto más se parezcan las especies entre sí. La idea de que el árbol
de la vida es la constante ramificación de ellas es central dentro del
pensamiento evolutivo. Es a partir de todo esto que es posible proponer que la
evolución ha ocurrido realmente.
LAS ESPECIES PUEDEN
PARECERSE
PORQUE VIVEN EN
AMBIENTES SEMEJANTES
A veces la
naturaleza ha hecho experimentos que nos ayudan a entender algunos aspectos de
la evolución. Quisiera hablar de dos en particular. América no siempre ha sido
un continente físicamen-te unido.
26
Originalmente
América del Norte y América del Sur estaban se-parados. En ese entonces los
mamíferos no eran tan abundantes como lo son ahora. De hecho eran los
marsupiales (parientes de los canguros) los animales que más abundaban. Cuando
los mamíferos empezaron a colonizar diferentes ambientes, entre ellos América
del Sur, fueron desplazando poco a poco a los marsupiales, después de competir
con ellos por los mismos recursos.
En otro lugar de la
Tierra un fenómeno parecido estaba ocu-rriendo. Por la misma época en la que
las dos Américas estaban separadas, Australia lo estaba de Asia. También allí
predominaban los marsupiales. Cuando los mamíferos comenzaron a colonizar Asia,
Australia se mantuvo separada de ella, lo que provocó que estos dos grupos de
organismos nunca se pusieran en contacto co-mo ocurrió en América. Es por eso
que en la actualidad los marsu-piales aún predominan en Australia. Ahora bien,
cuando se compa-ran las faunas actuales de América del Sur (esencialmente
mamífe-ros) y las de Australia (esencialmente marsupiales) encontramos un
parecido extraordinario entre ellas. Esto se debe a que grupos dis-tintos que
utilizan recursos semejantes establecen parejas de espe-cies que se parecen
entre sí, ya que desempeñan actividades ecoló-gicas muy parecidas (Figura 6).
Figura 6.
Convergencia entre
las ardillas marsu-pial (a) y placentaria (b).
________________________________
27
Si reconstruyéramos
la historia de estas especies con las caracte-rísticas que las hacen parecerse
por vivir en ambientes semejantes obtendríamos probablemente lo representado en
la figura 7(a): las parejas de especies que se parecen entre sí incluyen a un
marsupial y a un mamífero en cada caso. Pero sabemos que la verdadera his-toria
debe ser como la que se presenta en la figura 7(b). Este ejem-plo muestra cómo
a veces las especies se parecen no porque tengan un origen común muy cercano
sino porque ocupan el mismo lugar en la naturaleza, o lo que es lo mismo son
semejantes porque desa-rrollan las mismas actividades. Por ejemplo, la ardilla
arborícola (Glaucomys) y su similar marsupial (Petaurus; Figura 6) se parecen
porque sus hábitos arborícolas las hacen tener un aspecto muy se-mejante. A
este fenómeno se le ha llamado convergencia morfoló-gica e implica que dos
líneas filogenéticas pueden converger en su aspecto por vivir en ambientes muy
parecidos. Es entonces impor-tante distinguir que características de las
especies son usadas para reconstruir su historia: aquellas que se parecen
porque provienen de un aspecto común son las que nos interesan y son llamadas
ho-mólogas, mientras que aquellas que son semejantes porque llevan a cabo la
misma función pero tienen orígenes diferentes se llaman análogas y no pueden
ser usadas para reconstruir la historia de la especies ya que producen
filogenias falsas como la de la figura
7(b).
_________________________________
Figura 7.
La convergencia
entre grupos de organismos puede conducir a filogenias falsas como la expresada
en (a) que agruparía a las especies marsupiales (marcadas con apóstrofos) y
pla-centarias de los mamíferos. En (b) se describe la filogenia correcta.
28
Hay características
que se distinguen fácilmente como análogas. Tal es el caso de las alas de los
insectos y las de las aves La estruc-tura de ambas tiene orígenes completamente
diferentes. Una filo-genia que usara la presencia de alas y se agrupara como
parecidos a los insectos y a las aves sería una filogenia falsa. En otros
casos, aun cuando las características no se parecen, son homólogas. Ejemplo de
este fenómeno son las aletas de las ballenas y los delfi-nes con respecto a
nuestras piernas: aquéllas tienen el mismo ori-gen que éstas aunque las
primeras están modificadas para nadar (Figura 8). El mismo caso lo representan
las alas de las aves y las patas de los caballos: son las mismas estructuras
básicas pero mo-dificadas para cumplir funciones distintas como son volar y
correr.
___________________________________________________
Figura 8.
Las alas de un ave
y un murciélago tienen origen común, las del insecto no.
_________________________________________________________
Las especies pueden
entonces parecerse por tener ancestros comu-nes recientes, o por vivir en
lugares parecidos y tener estructuras que desempeñan funciones similares. El
estudioso de la evolución ha de ser cuidadoso, pues, en distinguir aquellas
estructuras que se parecen porque son homólogas, y usarlas como base de una
clasifi-
29
cación de las
especies que dependa del origen de las mismas y no de su función.
HAY DIFERENCIAS
ENTRE INDIVIDUOS DE LA MISMA ESPECIE
¿Quién no se ha
fijado que si observamos detenidamente a dos individuos de la misma especie, de
inmediato encontramos que, aunque lo parezca de primera impresión, no son
idénticos? Todos los individuos de la especie humana son diferentes entre sí.
En algunos casos las diferencias incluyen muchas características (altu-ra,
color de la piel, complexión), en cambio en otros muy pocos detalles.
Para la teoría de
la evolución, tal como fue concebida por Dar-win, el hecho de que existan
diferencias entre los individuos de la misma especie constituye uno de los
argumentos más importantes. Si una especie de plantas tiene, digamos, flores
rojas, el hecho de que existan algunas plantas con flores amarillas o blancas
va a te-ner enormes consecuencias en el destino de la población.
LOS DOS CASOS DE LA
FLOR BLANCA
En muchas plantas,
el color de la flor tiene una gran importancia para que se pueda llevar a cabo
la fertilización del óvulo por un grano de polen. Muchas plantas dependen para
ello de la presencia de un agente que lleve el polen de una flor a otra. El viento
y los animales son los agentes polinizadores más comúnmente mencio-nados, pero
otros, como el agua, pueden ser tan importantes como aquéllos en este proceso.
¿Cómo? nos preguntaremos, ¿es que un grano de polen puede encontrar a un óvulo
si es arrastrado sin di-rección por el agua? La naturaleza tiene a veces
caminos enredados
30
para enfrentar
exitosamente este tipo de obstáculos y convertirlos en cómplices de la forma en
que los animales y las plantas están en armonía con su ambiente.
Muchas plantas
requieren para su sobrevivencia de este tipo de agentes polinizadores, ya que
sin ellos no podrían tener hijos. Con-sideremos en particular el caso en el que
las flores dependen de colibríes para que su polen sea acarreado. Estos
animales visitan las flores para obtener néctar (una mezcla de gran valor
alimenticio para ellos). Tienen picos delgados y largos con los cuales colectan
el néctar. Al hacerlo, el polen de la flor se adhiere al pico que en otra flor
se quedará en el estigma, la parte femenina de la flor, y lo fertilizará. Los
colibríes tienen una clara preferencia por las flores de color rojo. Si
encontramos una flor de, digamos, entre 2 y 15 cm de longitud, tubular o
alargada, de color rojo y con néctar, podemos estar casi seguros que es una
flor que es visitada y seguramente polinizada por colibríes. Otros aspectos nos
pueden ayudar a com-pletar esta información: la flor debe producir néctar de
día, ya que los colibríes son animales diurnos. Si esto sucede así, casi
podemos asegurar que nuestra suposición es correcta.
Consideremos ahora
que, si el color rojo lo determina un pig-mento llamado antocianina, podría
ocurrir que alguna flor de las muchas que hay en una población no lo produzca
por efecto de un cambio en la forma de hacerlo, y que por tanto la flor fuese
blanca o albina (algo muy semejante ocurre en los hombres en los que algunos no
tienen la capacidad de hacer melanina y son albinos). En nuestra flor el
resultado de este cambio sería muy claro. Los colibríes no visitarían esta
flor; no sería atractiva para ellos. Esta flor blanca no tendría descendencia
ni como padre productor de polen ni como madre productora de óvulos. Las flores
blancas, cuando existieran, no podrían tener descendencia y desaparecerían
31
de la población
hasta que por otro accidente de la naturaleza se produjera otra flor blanca
cuyo destino sería el mismo.
Imaginemos ahora
otro orden de cosas. La flor blanca produce néctar no de día sino de noche. Hay
dos grandes grupos de anima-les que visitan y a veces polinizan flores blancas
o color crema. Estos son los murciélagos y las palomillas. Ambos visitan las flores
de noche. Supongamos en este caso que son palomillas las que visitan y
polinizan nuestras raras flores blancas. Pensemos además que las palomillas
acarrean el polen en forma más eficiente que los colibríes. En esta situación,
si esperamos varias generaciones en-contraremos que las flores blancas no sólo
no desaparecen de la población, sino que contrariamente a lo que uno esperaría
aumen-tan su densidad.
¿Qué tienen en
común estas dos historias? En ambas existe una variante en una población: la
flor blanca. La diferencia entre ambas historias consiste en que en un caso la
presencia de la variante no cambia la estructura de la población que sigue
teniendo sólo flores rojas. En el otro la población sí cambia, ya que al paso
del tiempo habrá tanto flores blancas polinizadas por palomillas como flores
rojas polinizadas por colibríes. Podemos, eso sí, asegurar que si la variante
en este segundo caso no hubiera aparecido, la población seguro no habría
cambiado.
El mensaje de esta
historia consiste en que la presencia de indi-viduos diferentes en una
población precede a cualquier fenomeno que modifique la estructura de ésta, es
decir, las cantidades relati-vas de las diferentes variantes en ella. Es
entonces un requisito sin el cual las especies nunca cambiarían, serían
inmutables.
Darwin consideró
este aspecto del desarrollo de su teoría en el primer capítulo de su El
origen de las especies. Él comprendió claramente la importancia de
mostrar la existencia de variabilidad
32
dentro de las
especies para su argumento contra la inmutabilidad de éstas. Es por ello que la
evidencia primaria que eligió fue ésta.
¿CÓMO Y EN QUÉ
VARÍAN LAS ESPECIES?
Desde que Darwin
habló de variación hace más de un siglo y cuarto, muchos estudiosos de la
naturaleza han dedicado sus es-fuerzos a demostrar que existe variabilidad
entre los individuos de una especie. Darwin se circunscribió a catalogar la
variabilidad en especies que en una forma u otra son domesticadas, como fue el
caso de las palomas que usó como ejemplo para describir la varia-ción en el
capítulo primero de El origen de las especies. En años
posteriores se han estudiado una gran cantidad de especies silves-tres en las
que también se ha encontrado una gran cantidad de va-riación.
¿CONTAR O MEDIR?
Es muy fácil decir
que un individuo es diferente de otro, que dos individuos no se parecen, pero
no lo es tanto señalar en qué. ¿Có-mo se mide entonces la similitud o la
diferencia? Como veremos más adelante las características pueden ser contadas o
medidas.
SI CONTAMOS
Cuando hablamos de
similitud entre las especies construimos una tabla en la que preguntábamos si
una especie tenía o no cierta característica. Los individuos pueden ser
diferentes unos de otros usando este mismo criterio. ¿Tiene o no tiene?. Se
dice entonces que empleamos caracteres discretos. En algunas especies existe
variación entre los individuos precisamente en lo que se refiere a la
33
presencia o la
ausencia de caracteres determinados. Tal es el caso de la palomilla Biston
betularia que tiene dos variantes: grisáceo oscuro y blanquecino. En
diferentes lugares el porcentaje de palo-millas grisáceas es distinto. Hay
lugares en Inglaterra donde hay muy pocas, mientras que en otros hay muchas.
SI MEDIMOS
La variación que
debemos medir es sin duda la más común que podamos encontrar. La altura y en
general el tamaño de los indivi-duos es una característica que varía en
cualquier especie que consi-deremos. En las plantas, por ejemplo, el tamaño de
la hoja varía claramente de un individuo a otro. ¿Quién no ha notado que las
plantas que crecen en ambientes más umbríos tienen en general hojas más grandes
que aquellas de la misma especie que crecen en lugares donde hay más luz? Este
fenómeno lo encontraremos tanto si comparamos el tamaño, como si lo hacemos con
la forma o el color.
¿AMBIENTE O
NATURALEZA?
"Es de
naturaleza humilde", se dice de algunas personas. El mensa-je que se
quiere transmitir se refiere a que, sin importar lo que ocu-rra a su alrededor,
la humildad de la persona en cuestión prevalece-rá, es algo que lleva por
dentro. En biología a esta naturaleza se le llama genotipo del individuo. Son
las características que hereda-mos de nuestros padres y que expresamos
independientemente del ambiente en el que crezcamos. Por tanto "tiene el
genotipo de ojos azules" quiere decir exactamente lo mismo que la frase
anterior, más popular, y significa que, con independencia del país en el que
crezca o de lo que coma, esa persona tendrá los ojos azules.
34
No todos los
caracteres son iguales. Muchos dependen para su expresión del fenotipo y del
ambiente. Por ejemplo, se ha visto que la producción de leche en las vacas
depende de un 80% de lo que la vaca come. Si lo hace en abundancia producirá
mucha leche, si lo hace mal dará poca. De la misma manera la cantidad de frutos
que un árbol produce depende en parte de la fertilidad de la tierra, de la
cantidad de agua que tenga disponible y de la temperatura a la que crezca.
Estos pensamientos
tienen un impacto directo en la idea de que existe variabilidad entre los
individuos de una misma especie. ¿Son entonces las diferencias que encontramos
debidas a la naturaleza (el genotipo) de los individuos o al ambiente en el que
viven?
REGRESEMOS A LA
FLOR ROJA
Supongamos, para
hacer evidente la importancia de que la va-riación descrita por Darwin deba
tener una base genotípica, que aquella flor blanca que producía néctar por la
noche y que sería polinizada más eficientemente por una palomilla es un
producto del ambiente y no del genotipo. La polinización por una palomilla
po-drá ser más eficientemente que aquella que los colibríes llevan a cabo en
flores rojas, pero todas las semillas producidas por la flor blanca serán ...
¡rojas! La estructura de la población no cambió porque la variante que apareció
en ella no hereda el carácter a su descendencia. Es entonces necesario no
solamente que exista va-riación, sino que ésta sea genética.
DOS EXPERIMENTOS EN
GENÉTICA
¿Cómo se puede
demostrar que la variación que podemos ver en una población tiene una base
genética? En párrafos anteriores vi-
35
mos que puede haber
dos tipos de caracteres: aquellos que medi-mos y aquellos que contamos.
______________________________________________
Figura 9.
Las leyes de Mendel
predicen la forma en la que las características se heredan de una generación a
la siguiente.
________________________________________________________
Por regla general
los caracteres que contamos, o discretos, se comportan, en cuanto a la manera
como se heredan, como caracte-res mendelianos (Figura 9); esto es que su
herencia puede ser e x-plicada por medio del modelo que Mendel usó para
explicar la he-rencia de los caracteres en los chícharos.
Por otro lado, los
caracteres que medimos, o cuantitativos, tie-nen un comportamiento que
generalmente no puede explicarse con el modelo usado por Mendel. La razón de
ello es que mientras los caracteres mendelianos están determinados por la
acción de un solo
36
gene, los
cuantitativos son causados por la acción conjunta de va-rios genes. En este
caso el experimento que hizo Mendel no daría los mismos resultados.
¿Cómo se puede
saber entonces si un carácter cuantitativo tiene un componente genético?
Supongamos que en diferentes familias medimos cierto carácter, digamos altura,
tanto de los hijos como de los padres. Para cada una de las familias podemos
tener el prome-dio de altura de los padres (Xp+Xm)/2, donde Xp es
la altura del padre y Xm es la de la madre, y el promedio de
las alturas de los hijos (X1+X2)/2, donde X1 y X2 son
las alturas del primero y se-gundo hijos. Si ahora colocamos en una gráfica
(Figura 10) estos valores, para cada familia existe la posibilidad de encontrar
tres resultados diferentes.
El primero es que
existe una asociación positiva entre la altura promedio de los padres y la de
los hijos: padres altos tendrán hijos altos y viceversa. El segundo podría ser
que la asociación sea nega-tiva, de tal forma que padres altos tengan hijos chaparros
y vicever-sa. Por último y tercero, que la altura de los hijos no tenga
relación con la de los padres: padres altos podrían tener hijos a veces altos y
a veces chaparros.
Mientras que en los
dos primeros casos los padres serían deter-minantes en la altura de los hijos,
y por tanto la altura tendrá un componente genético, en el último caso los
padres no determina-rían la altura de los hijos, por lo que un factor
ambiental, como podría ser la alimentación, debe de ser la causa determinante.
Así, analizando la
relación que hay entre las características de los padres y de los hijos podemos
tener una idea de la importancia relativa que el ambiente y el genotipo tienen
en la determinación de los caracteres cuantitativos.
37
Figura 10.
La altura en el
hombre es una característica que se hereda en parte, como lo muestra esta
gráfica. Los datos originales fueron obtenidos en 1889 por Fran-cis Galton,
quien era primo de Charles Darwin.
__________________________________________________________
ENTONCES ¿CÓMO
SABEMOS QUE HA HABIDO EVOLUCIÓN?
En esta primera
parte hemos revisado los hechos que sugieren y apoyan la existencia de un
fenómeno que modifica a las especies y que llamamos evolución biológica. Estos
hechos se pueden dividir en dos: aquellos de naturaleza histórica y aquellos
que observamos en las especies que viven en la actualidad. Dentro de lo que nos
informan las especies que han vivido en nuestro planeta no han sido siempre las
mismas, que han cambiado y que aquella naturale-
38
za que nosotros
conocemos en la actualidad incluye una proporción muy pequeña de todas las
especies que han existido. El no haber conocido un solo dinosaurio vivo apoya
esta información si consi-deramos que este grupo dominó la Tierra durante
decenas de mi-llones de años. Dentro de los hechos que obtenemos de estudiar
las especies actuales se incluyen aquellos que se basan en la compara-ción del
aspecto y el desarrollo de las especies, y aquellos que tie-nen su base en la
variación genética inherente a los sistemas bioló-gicos. Estimamos que el
parecido entre las especies puede ser o bien porque viven en ambientes
similares, o bien porque están em-parentadas y por tanto tienen un origen
común.
Por último
consideramos que una de las condiciones para que las especies cambien consiste
en que exista variación y que ésta tenga un componente genético.
Estas tres rutas de
hechos son las que apoyan con más fuerza la consideración de que las especies
se generan unas de otras y que la adaptación al ambiente es una parte integral
de este fenómeno.
LAS PARTES DE LA
EVOLUCIÓN
Para entender un
proceso, el científico normalmente lo divide en diferentes partes. Quisiera
entonces dividir la evolución biológica en dos. El primer aspecto se refiere a
la modificación que sufre la estructura de una población porque los individuos
se adaptan al medio en el que viven. El segundo aspecto consiste en aquellos
mecanismos que producen especies nuevas, diferentes de las ante-riores.
Las siguientes dos
partes de este libro analizarán cada uno de los aspectos mencionados: la
adaptación y la especiación. Existen diferentes concepciones acerca de cómo se
relacionan estos dos
39
procesos entre sí.
Darwin, por ejemplo, consideró que la evolución es un fenómeno de adaptación al
medio (Figura 11), es decir, su concepción no incluía mecanismos de generación
de nuevas espe-cies más que como una extensión del fenómeno de la adaptación.
La adaptación a medios diferentes haría que con el tiempo dos po-blaciones se
hicieran cada vez más distintas hasta formar even-tualmente dos especies. Esta
concepción puramente adaptativa de la evolución fue transformada en lo que se
ha llamado durante este siglo el neodarwinismo. Esto es, la inclusión del
mecanismo men-deliano de herencia transformó al darwinismo en neodarwinismo.
Como veremos en el
siguiente capítulo el neodarwinismo tam-bién incluye mecanismos que, como una
extensión de la adapta-ción, genera especies diferentes (Figura 11(e)). Una
visión alterna-tiva de estos conceptos podría ser que ambos aspectos de la
evolu-ción son independientes uno del otro, que la forma en la que las plantas
y los animales se adaptan a su ambiente no está relacionada con aquella que
determina si aparecen o no especies nuevas (Figura 11(c)). Otras concepciones
posibles consisten en alternativas que no ha seguido hasta ahora ninguna
escuela de investigación e in-cluyen las que conciben a la evolución como un
fenómeno de gene-ración de especies que no están adaptadas a su ambiente
(Figura 11(b)) y aquellas que conciben a la especiación como un fenómeno previo
a la adaptación, es decir, que las especies una vez originadas se adaptan a su
ambiente (Figura 11(d)).
Y... ¿POR DÓNDE
EMPEZAMOS?
Para entender la
adaptación y la especiación podríamos seguir cualquiera de las concepciones
mencionadas. Podríamos estudiar primero la especiación y luego la adaptación o
viceversa o estudiar-las juntas. Pero quizá la manera más útil de hacerlo sea
aquella que
40
sigue la forma como
se ha generado el conocimiento, esto es, reha-ciendo históricamente los
descubrimientos. En el caso de la evolu-ción, el mecanismo propuesto por
Darwin, que plantea que los or-ganismos se adaptan a su ambiente por medio de
la selección natu-ral, fue el primer gran cambio en la concepción del proceso
evolu-tivo. Por lo tanto estudiaremos primero el fenómeno y los meca-nismos de
adaptación y posteriormente los relacionados con el fe-nómeno de la
especiación.
____________________________________________________
Figura 11.
La evolución puede
ser con-cebida de varias maneras. Para Darwin era resultado de la adaptación
(a) y en la actuali-dad se considera que la espe-ciación es un producto de la
adaptación (b). Otra alternati-va propone que la adaptación y la especiación
son fenóme-nos desacoplados (c).
________________________________________________________
ADAPTACIÓN
El concepto de
adaptación puede tener varios significados. En este libro lo definiremos como
el acoplamiento de un organismo a su medio ambiente.
41
No hay mejor prueba
de que las especies están adaptadas a su ambiente que el hecho de que siempre
que pensamos en algún or-ganismo lo relacionamos a un ambiente en particular.
Así, por ejemplo, a las ballenas las asociamos al mar, a los nopales al de-sierto,
a los pingüinos a ambientes muy fríos y a las esponjas al fondo del mar.
Sabemos, por otra
parte, que las abejas colectan polen en estruc-turas especiales que tienen en
sus patas, que el ojo es un sensor ambiental muy especializado que se atrofia
en animales que viven en ambientes sin luz, como le sucedió a los topos.
También tene-mos claro que las alas son estructuras que se usan para volar y
que las aletas controlan el movimiento de los peces en el agua. La rela-ción de
estas estructuras con respecto a la función que desempeñan es una prueba de que
los organismos están adaptados al lugar en el que viven.
UNA TEORÍA, CINCO HISTORIAS
ADAPTATIVAS Y OTRA TEORÍA
La primera teoría. El estudio de
la adaptación ha consistido en entender ejemplos específicos de cómo los
organismos sobreviven en su medio natural. Existe sin embargo una condición sin
la cual el concepto de adaptación no tiene ningún significado. Esta es la idea
de que las poblaciones se reproducen a una velocidad mayor que los recursos
alimenticios de los que dependen. Darwin tomó esta idea de los trabajos de T.
Malthus acerca de la población hu-mana. Malthus argumentaba que mientras la
población humana crecía en una proporción geométrica (por ejemplo de dos
indivi-duos se producen cuatro, luego de éstos, ocho de ellos, dieciséis y así
sucesivamente) los alimentos sólo crecen en progresión aritmé-tica (la
producción en generaciones sucesivas es 2, 3, 4, etc.). Esto significa que
irremediablemente llegará un día que existirá escasez
42
de recursos y por
tanto una alta mortandad de aquellos individuos que no alcancen a obtenerlos en
suficiente cantidad. Darwin razonó que si este fenómeno (la sobreproducción) es
universal y se aplica a todas las especies, no todos los individuos que nacen
sobrevivi-rían. Darwin propuso, además, que los individuos que murieran serían
aquellos que por sus características estuvieran en desventaja respecto de otros
de la misma especie (por ejemplo, las águilas que son más lentas para obtener
una presa morirían más frecuentemente que aquellas que lo hacen con mayor
eficiencia). Este principio que combina la idea de la mortalidad por escasez de
recursos y la que propone que sólo los individuos mejor adaptados sobrevivirán
se llama selección natural y es el mecanismo que propuso Darwin para explicar
la adaptación de los organismos a su ambiente. Es, sin duda, el concepto más
importante de la teoría de Darwin.
LA HISTORIA DE LA
MALARIA Y LA ANEMIA
El primer ejemplo
que voy a usar para ayudarlos a comprender la adaptación por selección natural
es ya un ejemplo clásico en los estudios de la evolución y consiste en lo
siguiente:
Una de las tribus
bantú de África vivió por mucho tiempo en la parte este del continente. Hace
tiempo, esta tribu emigró hacia las grandes planicies del centro de África.
Como ocurre en la mayoría de los casos, la migración de una población de un
lugar en el que está adaptada a otro distinto trae como consecuencia que los
indi-viduos se enfrenten a un medio al que no están tan bien adaptados. Para
los bantú no fue diferente. Encontraron que en su nuevo am-biente había
malaria, enfermedad desconocida en el lugar del que venían.
Es seguro que la
mortalidad por malaria (en la que un parásito de los glóbulos rojos de nuestra
sangre produce la muerte) fue muy
43
alta en las
primeras generaciones, pero curiosamente un día alguien empezó a notar que
algunos individuos eran resistentes a la enfer-medad. Al mismo tiempo que esto
sucedía apareció otra caracterís-tica en la población: un tipo de anemia que
también producía la muerte y que ahora se llama anemia falciforme. En esta
enferme-dad los glóbulos rojos de la sangre en vez de ser redondeados tie-nen
forma de media luna, y por tanto fijan oxígeno con menor efi-ciencia que lo que
lo hacen los glóbulos normales redondeados. A causa de esto el metabolismo y la
energía disponibles para el orga-nismo son menores que lo normal y el
individuo, despues de sufrir por un tiempo la anemia, muere. El porcentaje de
individuos con esta enfermedad que llega a reproducirse es tan sólo del 20 por
ciento.
¿QUÉ HACE A UN
INDIVIDUO ANÉMICO?
El análisis de los
hijos del 20% de los individuos anémicos que sí se reproducen nos enseñó la
forma en la que esta enfermedad se hereda. En un grupo de familias se observó
que todos los hijos de un matrimonio eran anémicos además de serlo, por
supuesto, am-bos cónyuges. Cuando sólo uno de los cónyuges era anémico y el
otro no, había dos tipos de familias: aquellas en las que ningún hijo era
anémico y aquellas en las que la mitad de los hijos lo era y la otra mitad no.
Estos resultados muestran un mecanismo mende-liano de herencia con un gene, el
que produce la anemia, que no se expresa en presencia del gene normal. Se dice
entonces que el gene de la anemia es recesivo. Si llamamos al gene de la anemia
S y al normal A, los individuos con anemia que recibieron el de su papá y de su
mamá serán SS. Los que no la tienen podrían ser AS, en don-de el gene S no se
expresa porque es recesivo, o AA, que no tienen el gene de la anemia. Este
mecanismo de herencia explica los resul-tados que se observaron en los distintos
matrimonios ya que si por
44
ejemplo un anémico
SS se casa con un sano AS la mitad de los hijos tendrán anemia y la otra mitad
no, dado que serán AS. Si por otro lado el anémico se casa con un sano AA
ninguno de los hijos tendrá puesto que todos serán AS.
¿POR QUÉ ES BUENO
EN ÁFRICA SER ANÉMICO?
Pero... ¿qué
relación hay entre la anemia y la malaria? Ya vimos que aquellos individuos que
tienen los dos genes SS tendrán anemia y muy probablemente morirán. Sin
embargo, aquellos que logran sobrevivir son resistentes a la malaria: el
parásito no puede invadir los glóbulos rojos que no son redondeados. Por otro
lado, los individuos que tienen ambos genes A no son anémicos, pero son
sensibles al parásito de la malaria. Imaginemos ahora que en una población hay
cinco individuos anémicos (SS) y cinco indivi-duos normales (AA). De los cinco
anémicos sólo uno sobrevivirá y formará una familia con un individuo normal
(AA). Consecuente-mente todos los hijos de este matrimonio serán AS. Si los
demás individuos normales se casan entre sí, todos sus hijos serán AA también.
Supongamos además que cada pareja tiene dos hijos. La población en la siguiente
generación estará compuesta por dos in-dividuos AS y ocho AA. Si hay malaria en
el área, estos últimos morirán por la enfermedad y la población quedará
reducida a aque-llos individuos resistentes a la malaria y sin anemia. Estos
son los que tienen los genes AS, ya que por un lado no tienen anemia por-que no
son SS y por otro no tienen los glóbulos rojos redondeados y por ello son
resistentes al parásito de la malaria. La siguiente generación estará formada
por tanto por una pareja AS-AS que si tienen cuatro hijos dos serán AS, uno AA
y el otro SS muy proba-blemente. Otra vez los individuos AA morirán de malaria
y el indi-viduo SS lo más seguro es que muera de anemia y quedarán otra vez
sólo individuos AS.
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¿Qué podemos sacar
en conclusión de este análisis? Primera-mente que la adaptación de un individuo
depende a veces tanto de sus genes como del ambiente en el que vive: un
individuo normal
(AA) sobrevive
perfectamente en ambientes donde no hay malaria. La segunda conclusión es que
en otros casos la adaptación no de-pende del ambiente: los individuos anémicos
(SS) estarán enfermos en cualquier ambiente. Por último, en un ambiente donde
hay mala-ria, la población tendrá una "carga" de individuos poco
adaptados (AA y SS) que serán producto de los matrimonios entre los mejor
adaptados (AS). Es decir, curiosamente nunca se eliminará de la población a los
individuos menos adaptados mientras la malaria no sea eliminada. Por supuesto,
no siempre una población estará com-puesta solamente por individuos adaptados,
a veces la misma es-tructura de la población y el ambiente en el que vive
permite la existencia de individuos menos adaptados.
LA HISTORIA DE LA
PALOMILLA
El segundo ejemplo
que les quiero narrar se refiere a la historia de cómo una palomilla
(técnicamente llamada Biston betularia) se adaptó a un ambiente
contaminado. Durante la revolución indus-trial de hace poco más de cien años
ocurrió otra gran revolución en el medio ambiente: las fábricas empezaron a
llenar el aire de humo y poco a poco se fueron depositando por todas partes.
Generalmen-te la palomilla que nos ocupa (de hábitos nocturnos) pasa el día
inmóvil sobre los troncos de los árboles (especialmente en los del abedul).
Estos troncos, que eran blancos antes de la revolución industrial, se
contaminaron y oscurecieron. Asimismo las palomi-llas más comunes antes de la
revolución industrial eran claras pero, sorprendentemente, con el paso del
tiempo las palomillas oscuras se convirtieron en las más abundantes; ¿qué
ocurrió?
46
Para entender la
dinámica de una población es necesario cono-cer su historia natural. Es decir,
es importante entender como nacen los individuos, quiénes son sus enemigos
naturales (parásitos, de-predadores y competidores) y qué interacciones tienen
con otras especies para su sobrevivencia (el caso de la polinización del que ya
hablamos es un ejemplo de esto). En el caso de la palomilla, la comprensión de
su historia natural ayudó a entender el proceso de cambio en la composición de
su población. Hay varias especies de aves que de día depredan a las palomillas
que están en los troncos de los árboles. Lo que había estado ocurriendo era que
con la con-taminación los troncos de los árboles se habían oscurecido y las
palomillas claras, que antes se confundían con el tronco claro, aho-ra eran muy
visibles a las aves que las depredan y por ello morían con mayor frecuencia que
aquellas que al ser oscuras se confundían con los troncos contaminados y eran
difíciles de ver.
El proceso de
contaminación no afectó a todos los ambientes donde vivían las palomillas, de
tal manera que mientras en las zo-nas industrializadas predominaban las
palomillas oscuras, en las no industrializadas aún predominaban las claras.
Este hecho nos ense-ña que si encontramos diferencias en la estructura de la
población en distintos lugares geográficos, esto se puede deber a que, siendo
diferentes los climas y en general el ambiente, los organismos están adaptados
a cada uno de ellos en particular. Es por esto que la pre-sencia de variación
entre poblaciones que vivan en diferentes luga-res se usa como evidencia de que
la evolución existe.
Como ya vimos, no
es suficiente con mostrar que las diferentes variantes tienen una distinta
probabilidad de reproducirse y/o mo-rir. Tenemos también que demostrar que
existe un componente genético en la variación observada, es decir que el color
de la pa-lomilla se hereda de padres a hijos. En el caso de Biston
betularia se han llevado a cabo cruzamientos entre palomillas claras y
oscu-
47
ras y se ha visto
que el color claro lo confiere el gene D, mientras que el oscuro lo da la
combinación de dos genes R. Como en el ejemplo anterior, el gene R no se
expresa en presencia del D, de tal manera que los individuos que heredan un
gene D de su padre y uno R de su madre son claros. El gene R es recesivo y el D
domi-nante.
Así pudimos
demostrar que la población de palomillas se adapta a su ambiente y que el
mecanismo por el cual lo hace (selección natural por contribución diferencial)
hace que la estructura de la población cambie de una generación a la otra, ya
que hay un com-ponente genético en la característica que varía. Esto es en
esencia la teoría de la selección natural tal y como es propuesta en la
actua-lidad. Darwin la concibió en forma parecida pero sin conocer el mecanismo
de herencia de los caracteres que son seleccionados.
El fenómeno que
acabamos de describir es un fenómeno general al menos en las Islas Británicas
donde de un total de 800 especies de polillas que hay, 100 estuvieron sujetas a
la selección llevada a cabo por la contaminación ambiental.
LA HISTORIA DE LOS
CONEJOS EUROPEOS EN AUSTRALIA
Como ya vimos en la
primera parte, Australia, por estar separa-da de Asia y haberlo estado por
mucho tiempo tiene animales muy diferentes de los que, por ejemplo, tiene
América del Sur, a pesar de que ambas tengan el mismo origen geológico.
Mientras en Aus-tralia predominan los canguros y sus parientes los marsupiales,
en América sobresalen nuestros parientes los mamíferos.
Ahora bien en
Australia no había conejos; el hombre europeo hace algunos años, introdujo
algunas parejas. De esta migración inicial la población de conejos empezó a
crecer hasta que finalmen-
48
te se convirtió en
una peste. Una historia similar puede contarse de muchas de las llamadas
"malas hierbas" en todas partes del mundo. Muchas plantas, que son
malas hierbas en México, son traídas de otros lugares en donde no son
consideradas como tales. Darwin tomó de Malthus la idea de que las poblaciones
están reguladas o controladas en su crecimiento por diversos factores. Se
conoce que muchas poblaciones de insectos son controladas por aspectos
cli-máticos, como la temperatura o la cantidad de lluvia, mientras que otras
son reguladas por sus enemigos naturales. Si, por ejemplo, una población de
insectos crece demasiado a causa del clima, las ranas que comen mosquitos la
mantendrán en densidades bajas consumiéndolos.
Regresando ahora a
nuestro ejemplo de los conejos, podemos explicar el aumento desmedido de ellos
en Australia: al haber sido llevados a un lugar donde ya no existían los
factores que los con-trolaban, se reprodujeron desproporcionadamente. Pero,
¿están entonces los conejos adaptados en ambos ambientes? Definitiva-mente sí.
Los conejos están adaptados tanto en Australia, donde crecieron mucho, como en
su tierra natal, donde su densidad es siempre más baja. De este ejemplo podemos
concluir que el estar adaptado no quiere decir que la población tenga el mayor
número posible de individuos, sino en contender con el ambiente de tal manera
que la población no se extinga de ese particular medio am-biente. Los conejos
están adaptados a sus enemigos naturales y de esa adaptación depende su
densidad.
Pero... ¿quiénes
son los enemigos naturales de los conejos? Son varios. Uno de los más
importantes es el virus de la mixomatosis. Este virus normalmente mata a los
conejos que ataca. Así, después de que los conejos se hicieron una peste en
Australia, se introdujo una cepa virulenta del virus que inmediatamente empezó
a causar una gran mortandad entre ellos. Aun así, éstos no desaparecieron
49
de Australia,
aunque la población se mantuvo en densidades muy bajas.
Estos hechos
refuerzan nuestra conclusión de que los conejos están adaptados al virus,
puesto que aunque la enfermedad causa mucha mortalidad no extingue
completamente a la población. Des-de el punto de vista de los virus el problema
también es muy in-teresante: aquellos muy virulentos se reproducían menos que
los que lo eran en menor proporción. Esto se debía a que mataban muy
rápidamente a los conejos y dejaban menos descendencia: eran transmitidos por
los mosquitos con menor frecuencia. Por tanto, de la población de virus se
seleccionó a aquellos que a la larga no extinguían a la poblacion de conejos, o
lo que es lo mismo, a los menos virulentos. De hecho todos los depredadores y
los parásitos están enfrentados en su adaptación al ambiente a dos alternativas:
por un lado deben de adaptarse en su eficiencia para atacar o explo-tar a su
presa u hospedero, puesto que ellos son su recurso de so-brevivencia, y por
otro, a no especializarse demasiado, ya que si son muy eficientes en su
depredación o infección acabarán por extinguirlo.
Esta concepción de
adaptación al medio no es exactamente la "sobrevivencia del más apto"
como diría Darwin, sino la sobrevi-vencia del "suficientemente apto"
que no acaba con su recurso. Así pues, y como conclusión, el más apto en nuestro
ejemplo no será jamás el que atrape más eficientemente a las presas.
EL ARTE DE
PARECERSE A OTROS: EL MIMETISMO
¿Quién no ha
conocido a una persona que cambia su personalidad estando con otros? Ésta se
parece a sus interlocutores en su forma de pensar y actuar en pocos minutos. La
utilidad de esta conducta puede ser muy debatida entre los seres humanos, pero
en la natura-
50
leza este fenómeno
es uno de los ejemplos más bellos de cómo los organismos se adaptan a su
ambiente. (Figura 12).
¿Qué ventaja puede
tener el parecerse a otros? Existen especies de mariposas que se parecen entre
sí de tal manera que llegan a ser casi indistinguibles. Este fenómeno ya lo
describimos cuando men-cionamos que las especies emparentadas se parecen.
La diferencia entre
parecerse por tener ancestros comunes re-cientes y el mimetismo es que en éste
las especies no están tan em-parentadas, es decir que pertenecen a grupos
diferentes. Hay varias razones por las que es ventajoso parecerse a otra
especie. El mime-tismo, en el cual la ventaja parece ser más clara, incluye dos
espe-cies: una que actúa como modelo y otra como mimético. El sistema mejor
conocido de mimetismo es el que se presenta entre dos espe-cies de mariposas:
una de ellas, el modelo, es tóxica para las aves que podrían depredarlas; la
otra, el mimético, no lo es, pero al pa-recerse a la primera los depredadores
ya no la atacan porque la confunden con la especie que es tóxica. La ventaja de
este tipo de adaptación es entonces que la mariposa mimética, que normalmen-te
sería comida por los depredadores, en un ambiente donde los modelos son más
comunes es mucho menos depredada.
Puede también ser
ventajoso parecerse a otra especie no sólo porque ésta sea tóxica sino por
presentar otro tipo de peligrosidad. Por ejemplo, hay moscas que se parecen a
las avispas, a pesar de pertenecer a grupos de insectos muy diferentes. Otro
ejemplo de mimetismo que ha maravillado al hombre es aquel que involucra el
parecerse a otra especie para parasitarla. Este fenómeno es más o menos común
en los pájaros cucos o cuclillos que ponen huevos que se parecen mucho (aunque
son un poco más grandes normal-mente) a otros puestos por otras especies de
aves.
51
Este fenómeno
facilita el comportamiento de los cucos estos ponen huevos en los nidos de
otras especies de tal manera que la crianza de sus polluelos sea realizada por
una madre de un especie ¡completamente diferente! El ejemplo más ilustrativo de
este fe-nómeno lo muestra la especie africana de cuco Chrysococcyx
ca-prius, que tiene poblaciones que ponen huevos muy parecidos al gorrión Eupletes
oryx de color azul-verdoso. Estos cucos en otras poblaciones, los
ponen muy parecidos a los de otro gorrión el Plo-ceus velatos: moteados
sobre fondo blanco. En este caso, como en los que vimos antes, la
adaptación depende del ambiente en el que vive el organismo: los huevos de
color azul-verdoso no serían adaptativos en lugares donde existe el gorrión con
huevos motea-dos.
_____________________
Figura 12.
El mimetismo es un
meca-nismo de adaptación muy frecuente. La serpiente Geophys semi
oliata que no es venenosa, es casi indistinguible de una
cora-lillo (Micrurus limbatus)
(b).
_____________________
52
El parasitismo de
los cucos es todavía más dramático cuando los polluelos eclosionan. Por
ejemplo, en el cuclillo Cuculus canorus el polluelo eclosiona
aproximadamente dos días antes que los de sus padres "adoptivos". Así
el pequeño cuclillo durante los cuatro primeros días se dedica a echar del nido
los huevos de la especie hospedera en una forma de lo más grosera. Una vez
solo, el intruso recibe toda la comida que sus padres adoptivos traen al nido.
Si el polluelo no tuviera esta actitud tan mal educada, probablemente la comida
no alcanzaría, ya que, cuando este llega a adulto es incluso más grande que sus
padres adoptivos.
¿Qué ventajas les
representa a los padres del cuclillo el ir dejan-do a sus pequeños por todos
lados? Ya vimos que el cuidado de ellos está asegurado por su conducta con los
otros huevos del nido, que son expulsados. Los padres se "liberan"
así del compromiso y el gasto que representa el cuidado de sus polluelos
aumentando la cantidad de hijos que una pareja puede tener y por lo tanto su
adap-tación. Este tipo de mimetismo es uno de los ejemplos más bellos de
adaptación de los organismos al medio ambiente.
A VECES LA
ADAPTACIÓN PUEDE NO SER TAN APARENTE
Cuando vemos dos
palomillas, una clara y otra oscura, o cuando comparamos los huevos del
cuclillo con los de su hospedero, el fenómeno de adaptación es muy claro. Sin
embargo los organismos tienen adaptaciones que involucran caracteres que no
siempre po-demos ver a simple vista. Ejemplo de ellos son las plantas que se
adaptan a condiciones de poca iluminación en ambientes como el suelo de un
bosque o una selva, o aquellos que lo hacen a lugares con mucha luz. En muchos
de estos casos la apariencia de la hoja es muy similar, pero no es
necesariamente la forma o el tamaño de éstas lo que los hace estar adaptados a
diferentes niveles de luz,
53
sino los mecanismos
fisiológicos encargados de llevar a cabo la fotosíntesis
Este último ejemplo
se refiere a la adaptación fisiológica que tienen que hacer algunas plantas a
diferentes niveles de contamina-ción del ambiente. En estos casos el aspecto de
las hojas, las flores y las raíces no difiere entre aquellos individuos adaptados
a condi-ciones contaminadas y aquellos que no lo están. Aun así, cuando se
colocan diferentes individuos en tierra con diversos grados de con-taminación
se puede ver que el crecimiento de plantas que provie-nen de lugares
contaminados es mayor en tierras con metales pesa-dos que el de plantas que
provienen de lugares no contaminados. Esto nos indica claramente que aquellas
ya han logrado adaptarse fisiológicainente al ambiente son capaces de soportar
la toxicidad de los metales pesados, de crecer y reproducirse.
Este fenómeno se ha
descrito en una gran cantidad de especies de plantas, la mayoría de ellas del
grupo de los pastos (gramíneas). Los biólogos empezaron a darse cuenta de él al
observar que en algunos lugares donde se empezaba a trabajar una mina y que por
tanto había por ejemplo, una alta concentración de zinc o cobre sólo algunas
especies podían crecer. Analizando plantas de la mis-ma especie que crecían en
áreas no contaminadas observaron que su crecimiento se veía disminuido si las
transplantaban a áreas con altas concentraciones de metales pesados. De hecho
el fenómeno de adaptación al medio puede llegar a ser muy rápido: el cambio
casi completo de palomillas claras a oscuras no llevó más de 100 años, y el de
las plantas que acabamos de ver unos 50.
LA ADAPTACIÓN BAJO
UNA LUPA
En los ejemplo que
hemos visto hasta ahora la adaptación es un fenómeno muy bien definido. La
existencia de un carácter en una
54
población (el color
de la palomilla o la resistencia a altas concen-traciones de metales pesados en
pastos) puede ser explicado por razones ambientales. La tendencia natural
después de encontrar un fenómeno consiste en generalizar. Pensar en por qué
existen perso-nas con el pelo oscuro o los ojos claros, o por qué los árboles
son de una manera o de otra. Muchas personas se han preguntado, por ejemplo,
¿para qué sirve el lóbulo de la oreja? ¿Me sirve para so-brevivir o adaptarme
mejor? La respuesta en este caso parece ser un rotundo no. No lo es ni siquiera
porque allí se cuelguen los are-tes.
Así pues de las
diferentes características que existen en los or-ganismos algunas son
claramente adaptaciones al ambiente, mien-tras que otras, como el lóbulo de la
oreja, parecen existir por razo-nes más oscuras. Hay todavía un tercer grupo de
características que a primera vista no es obvio que lo sean como tampoco que no
lo sean. ¿Por qué hay rosas de tantos colores?, ¿están adaptadas a ambientes
diferentes como las palomillas? ¿Por qué hay chiles lar-gos, anchos,
chiquititos? ¿Son adaptaciones? ¿Cómo hacer enton-ces para entender qué tan
generalizado está este fenómeno?
LA CIENCIA AVANZA
PASO A PASITO
Cuando descubrimos
un fenómeno, como en nuestro caso la adaptación, quisiéramos entenderlo lo
mejor posible en todas sus facetas. Un científico entiende a la naturaleza
basándose en apro-ximaciones a la realidad. La observación de que la frecuencia
de palomillas oscuras aumentaba llevó a la sugerencia de que si éstas descansan
de día en el tronco de los árboles, debe de haber un fac-tor que mata más
frecuentemente a las oscuras que a las claras en un tronco claro. La existencia
de aves, depredadores diurnos, llevó
55
entonces a
contabilizar la sobrevivencia de palomillas en ambientes contaminados y sin
contaminación.
Todo este proceso
se puede resumir en tres palabras: OBSER-VACIÓN- MODELO- EXPERIMENTO. Es
decir, de una observa-ción el científico se forma una idea de cómo puede ser la
realidad; a partir de ella crea un modelo y con él predice qué otros aspectos
debe de tener para llegar a ser un modelo lo más fiel posible. Para esto se
hacen posteriormente experimentos que ayuden a entender si esas son o no
ciertas. En caso que no lo sean puede suponerse que el modelo esté mal y por
tanto debe modificarse repitiendo una vez más el proceso de análisis. Para
entender más cosas acerca de la adaptación vamos a seguir este procedimiento.
Regresemos una vez más a nuestro ejemplo de melanismo industrial con la
polilla Biston betularia. Recordemos que la observación original
consistió en que las polillas de color oscuro aumentaban en
relación a las claras. ¿Qué fenómenos pueden estar produciendo este efecto?
Existen cinco cuando menos. Veamos.
LAS PALOMILLAS
INTRUSAS
Muchas veces la
frecuencia de una variante en una población se debe a que hay inmigración de
individuos de una donde predomina un tipo de individuo a otra donde predomina
uno distinto.
En poblaciones
humanas estos eventos han existido y existen, de hecho, en todos los países. La
influencia en Europa de las cultu-ras asiáticas se observa muy claramente si
analizamos el parecido entre europeos de diferentes áreas y asiáticos: los
europeos orienta-les son mucho más parecidos a los asiáticos que los
occidentales, no solamente en el aspecto físico sino también en el tipo de
sangre: la frecuencia del tipo de sangre B en Europa oriental es más pare-
56
cida a la que
existe en Asia que a la que encontramos en Europa Occidental.
Así una migración
de palomillas oscuras de otras poblaciones podría explicar el aumento en la
frecuencia de ellas. Lo más proba-ble entonces es que encontremos en zonas
cercanas poblaciones con una alta frecuencia de palomillas oscuras.
ME GUSTAS PORQUE
ERES COMO YO
Ya vimos que el
gene que determina el color claro de las palo-millas domina sobre aquél que
determina el color oscuro. Es nece-sario recibir el gene oscuro de ambos padres
para expresar el color oscuro. Supongamos ahora que existen diez palomillas en
una po-blación. De ellas dos son oscuras (RR) y ocho son claras con un gene
claro y uno oscuro (DR). Si en esta población la formación de parejas depende
del aspecto, las palomillas oscuras buscarán a las oscuras y las claras se
aparearán sólo con claras. Después de una generación en la que cada pareja
tiene dos palomillas la estructura de la población será como sigue: de la cruza
de las dos palomillas oscuras se producirán dos oscuras, y de las cuatro cruzas
entre dos palomillas claras se producirán dos claras con dos genes claros (DD),
cuatro claras con un gene claro y otro oscuro (DR) y dos oscuras (RR). En esta
generación entonces ya no hay dos palomi-llas oscuras como en la primera
generación sino que habrá ¡cuatro! De hecho si continuamos este proceso en el
que las palomillas os-curas se cruzan con oscuras y las claras con claras, en
algunas ge-neraciones (aproximadamente de seis a ocho) habrá seis palomillas
oscuras y cuatro claras. Por tanto, la proporción de palomillas oscu-ras puede
aumentar no sólo porque estén inmigrando de otras par-tes o porque estén
muriendo menos que las claras sino porque el patrón de apareamiento puede
cambiar y rearreglar los genes de los
57
individuos. Pero
¿Por qué suponemos que las palomillas oscuras se aparean sólo con las oscuras?
En principio podrían ser dos las ra-zones. La primera consiste en que
visualmente las palomillas pre-fieren a aquellas que se les parecen. La segunda
sería que las palo-millas se cruzan entre parientes: los hijos crecen cerca de
sus pa-dres o hermanos y entonces se cruzarían con las parecidas no por-que las
elijan sino porque están más cerca. Este fenómeno, el au-mento en la frecuencia
de un carácter determinado por genes que no son dominantes, ha ocurrido también
frecuentemente en fami-lias reales (que se casan entre parientes), lo que ha
provocado que enfermedades cuyos genes están "escondidos" en
individuos que tienen un gene que domina y otro que no, se expresen. Tal es el
caso de la hemofilia en la familia real inglesa, por ejemplo.
LA TORMENTA QUE NO
MATÓ A DOS PALOMILLAS OSCURAS.
En líneas
anteriores vimos cómo las aves que comen palomillas eligen a aquellas que son
más aparentes en el ambiente en el que viven. Podría claramente haber factores
que las maten que no dis-tingan entre si son claras u oscuras. Si en un árbol,
por ejemplo, están descansando diez palomillas, cinco claras y cinco oscuras, y
durante una fortísima tormenta cae un rayo, todas podrían morir o quizá
ninguna. Las palomillas estarían como jugando una ruleta rusa. Supongamos la
posibilidad de que sólo dos de las oscuras sobreviven al rayo (este hecho puede
ocurrir en una de cuatro oca-siones). Esto provocaría que en la siguiente
generación todas las palomillas fueran oscuras. La frecuencia de éstas por
tanto habrá aumentado como en el caso en el que había selección natural por las
aves, pero no porque un factor esté seleccionando a las palomi-llas oscuras
sino ¡sólo por suerte! Por supuesto este efecto cambia-rá dependiendo de si hay
más o menos palomillas: es más probable que sólo queden oscuras cuando mueren
más que cuando mueren
58
menos. Si, por
ejemplo, mueren nueve de cada diez y hay diez en un árbol, la probabilidad de
que quede una oscura es una en cinco. El número de palomillas que sobreviven
determina entonces la probabilidad de que un fenotipo se haga más frecuente por
factores de mortalidad que no son selectivos.
Por lo tanto podría
darse el caso que el aumento en la frecuencia de palomillas oscuras se deba, no
a una depredación selectiva por parte de las aves, sino a un factor de
mortalidad que es indepen-diente del color de la palomilla, el cual, por
razones de suerte, dejó sobrevivir solamente a las oscuras.
LO QUE ME HEREDÓ MI
PAPÁ NO ES LO QUE SOY
Por último
podríamos tener el caso de que una palomilla nació clara y algo del ambiente la
convirtió en oscura. Por ejemplo, se sabe que la contaminación ambiental
provoca en los individuos cambios genéticos que no fueron heredados de sus
padres. A estos cambios se les llama mutaciones. A partir de esto podríamos
per-fectamente proponer que los cambios en la población de palomillas fueron
producidos por un factor ambiental, esto es, por mutaciones genéticas que no
heredaron, que hizo que las que antes eran claras ahora se volvieran oscuras.
Esto también podría explicar el aumen-to observado de palomillas oscuras.
Y EN CONCLUSIÓN
Hay entonces cinco
maneras diferentes en las que la frecuencia de palomillas oscuras puede haber
aumentado. Ya vimos que una de ellas (aquélla en la que la coloración protege a
las palomillas de ser comidas por las aves) representa un fenómeno de adaptación
al
59
medio ambiente, y
que los demás, por razones no adaptativas y en algunos casos hasta
accidentales, podrían incrementar su frecuen-cia. Por tanto, las palomillas
están adaptadas a su ambiente, pero no todos los caracteres deben su presencia
en una población a fenó-menos de adaptación al medio.
Para distinguir
entre las diferentes alternativas se deben de lle-var a cabo tanto experimentos
en el campo, como observaciones en condiciones naturales. Podríamos por ejemplo
ver cuál es el patrón de apareamiento en la población de palomillas, o analizar
que tanta migración hay entre las poblaciones. De hecho cada una de las cau-sas
puede ser analizada para evaluar su importancia relativa en el aumento de las
palomillas oscuras en la población.
¿DE DÓNDE VINO LA
PRIMERA PALOMILLA OSCURA?
Regresemos
momentáneamente a un asunto crítico de nuestra historia para que las aves
pudieran elegir entre las palomillas ten-dría que haber habido claras y
oscuras. Antes de la revolución in-dustrial los troncos de los árboles eran
claros. ¿Cómo aparecieron entonces las primeras palomillas oscuras? La
contestacion más sencilla se le ocurrió hace 150 años a Jean B. Lamarck y
consiste en suponer que el cambio en el color de los troncos de los árboles
indujo de alguna manera la aparición de palomillas oscuras. Si pu-diéramos
resumir este mecanismo diríamos que el ambiente produ-jo una mutación que
transformó a una clara en una oscura; ésta fue posteriormente seleccionada en
troncos contaminados y así aumen-tó el número relativo de palomillas oscuras.
Cuando Darwin
elaboró su teoría acerca del origen de las espe-cies por medio de la selección
natural, él también pensaba como Lamarck que el ambiente había producido un
cambio genético en las palomillas.
60
Tuvo que pasar
medio siglo para que se descubriera la manera cómo habían aparecido las
primeras palomillas oscuras. Se encon-tró que independientemente del ambiente,
mutaciones genéticas las generan continuamente y con una frecuencia muy baja
(entre una en 10 mil y una en 100 mil).
_________________________________________________
Figura 13. La forma
con que las frecuencias de las mariposas de distintos colores puede cambiar
son, por (a) mutuación o deriva genética (b), sistemas de apareamiento y (c)
selección y migración.
61
No existe entonces
un propósito de la mutación: hace 300 años cuando todavía no había
contaminación ambiental las palomillas oscuras aparecían con la misma
frecuencia que hace 100 años cuando los troncos de los árboles empezaron a
oscurecerse.
Así pues en todos
los organismos se están generando continua-mente individuos diferentes por
medio de mutaciones genéticas. Este fenómeno produce una gran cantidad de
variantes sobre las que el medio ambiente selecciona las mejor adaptadas, las
cuales dejarán más hijos y aumentarán su frecuencia en la población. Al-gunas
otras pueden aumentar su frecuencia en la población, por la forma como se
aparean los individuos, porque provienen de otra población, por mero accidente
en la manera en que mueren los in-dividuos o porque la mutación genética los
está produciendo conti-nuamente (Figura 13).
Ahora que ya
revisamos cómo es que las poblaciones pueden ir cambiando en el tiempo quisiera
entrar al aspecto central de la preocupación de Darwin: ¿cómo es que se origina
una nueva espe-cie a partir de especies preexistentes? En el capítulo III
trataremos de analizar este problema.
¿QUÉ ES UNA
ESPECIE?
El mundo en el que
vivimos es la casa de aproximadamente un millón y medio de especies diferentes.
El biólogo de ahora y el de antes se han dedicado a clasificar esa gran
cantidad de seres. Se reconocen en principio cinco grandes grupos de
organismos, los cuales incluyen a las plantas, animales, los hongos, las
bacterias, y los organismos con un núcleo verdadero y con una sola célula
(pro-tistas) . Dentro de éstos se reconocen otros que van agrupando a un
62
número cada vez
menor de especies. El nivel básico de esa clasifi-cación es la especie, que es
la que forma la unidad de identificación de todos los organismos. De la
agrupación de especies se obtiene el género, de la agrupación de géneros se
obtienen las familias y así sucesivamente hasta llegar a los cinco reinos
mencionados ante-riormente.
De esta necesidad
de clasificar a los organismos surgió la nece-sidad de distinguir las especies
entre sí. En un principio los natura-listas, como Aristóteles, no distinguían
unas de otras. Se hablaba de plantas y animales y se creía que la hibridización
entre organismos tan diferentes como el perro y el lobo era un fenómeno muy
co-mún, así como el que las semillas de una especie podían germinar llegando a
formar una especie diferente. El cristianismo, con su concepto de creación de
las especies, fue la primera corriente de pensamiento que distinguió entidades
claramente separadas unas de otras de tal manera que formaban como islas dentro
del océano. Así, una isla, como una especie, está separada de otra sin ninguna
posible comunicación. Dentro de este contexto, los biólogos carac-terizaron a
las especies como entidades separadas y para ello utili-zaron caracteres
morfológicos.
MI ABUELA, LA
HORMIGA Y EL ELEFANTE
Mi abuela era una
persona muy práctica. Veía las cosas sin re-covecos, sin complicaciones. El
concepto de especie que ella tenía era precisamente el morfológico que se
inició con el cristianismo y que cristalizó dentro de la biología con Linneo en
el siglo XVIII. No le era difícil a mi abuelita decir que las especies están
separadas claramente entre sí y que un ejemplo muy claro de ello son
preci-samente la hormiga y el elefante. ¿Quién dudaría que la hormiga y el
elefante son especies diferentes?, ¿o que un perro y un pájaro los
63
son también? Fue
durante el siglo pasado cuando se empezó a cambiar este concepto estático al
observarse que existe gran varia-ción en la morfología entre individuos de la
misma especie. La comprensión de cómo se transmiten las características de
padres a hijos con las leyes de Mendel lo modificó: las especies están
repro-ductivamente aisladas unas de otras; los perros y los pájaros no pueden
cruzarse pero los perros entre sí lo hacen aun cuando sean muy diferentes. La
especie es entonces definida como un grupo de individuos que pueden cruzarse
entre sí. Pero resultó que con esta definición era difícil a veces puntualizar
que es una especie, ya que pueden no producir híbridos fértiles. Tres pueden
ser las causas de esto. El primero lo ejemplifica la cruza entre un burro y una
yegua en la que se produce un mula, que es estéril. El segundo lo repre-senta
la hormiga y el elefante en el que dos especies no producen ni siquiera el
híbrido. El último ocurre generalmente entre especies muy cercanas entre sí: se
forman híbridos que son viables, pero en los que la segunda generación después
de la cruza (los nietos) está compuesta por individuos muy débiles que no
crecen o mueren rápidamente. Un ejemplo de esto lo representan dos especies de
algodón (Gossypium barbadense y Gossypium hirsutum) en las
cuales las semillas de los nietos o no germinan o mueren en el pe-riodo de
plántula (cuando la planta todavía depende de la semilla para crecer). Por otra
parte, existen tres maneras de cómo el híbrido entre dos especies puede no
formarse, dependiendo de las caracte-rísticas de la reproducción que lo
impidan.
NI NOS CONOCEMOS
Los individuos de
dos especies diferentes pueden no formar hí-bridos porque su época de
reproducción no coincida ni en el tiempo ni en el espacio. Tal es el caso de
algunas especies de árboles de la
64
familia del
colorín, la jacaranda y el frijol que se incluyen dentro del género Cassia.
Consiste en que dos
especies diferentes, que viven en los mis-mos lugares del estado de Veracruz
por ejemplo, son polinizadas por abejas, pero florecen en diferentes épocas del
año, lo que hace que no se puedan cruzar entre ellas.
Otro ejemplo es el
de las especies de sapos Bufo americanus y Bufo fowleri: su
época de reproducción tampoco coincide: en la primera se da durante
la primavera, y en la segunda más tarde. Pero en este caso particular existe
también otro impedimento: lo que se llama aislamiento ecológico: B.
americanus vive en áreas boscosas y B. fowleri vive
en pastizales. De hecho, entonces, los individuos reproductivos de ambas
especies ni siquiera se conocen y por tanto nunca forman híbridos.
TE CONOZCO Y ME
GUSTAS
La segunda manera
como dos especies se pueden mantener se-paradas reproductivamente sin formar
híbridos consiste en la forma en que en ambas se efectúa el cortejo. En los
mosquitos que trans-miten la malaria se sabe que la hembra elige a su pareja
después de haber sido cortejada: si el que corteja es de otra especie el
cortejo no es del agrado de la hembra y ésta no estará receptiva. En las ranas
el aspecto más importante lo constituyen las llamadas que los machos hacen. Si
una llamada de éstas se graba y reproduce con bocinas, las hembras acuden al
llamado. En la mosca Drosophila permisilis se han hecho
experimentos poniendo hembras con ma-chos de dos especies diferentes: la mitad
de la misma especie que son las hembras y la otra mitad de otra muy parecida.
Aunque se ha encontrado que la mayor cantidad de apareamiento ocurre entre
65
individuos de la
misma especie, existe una cierta proporción de cruzas que ocurren entre
diferentes. Tenemos entonces dos fenó-menos. Por un lado el hecho de que el
cortejo mantiene separadas a las especies, y por el otro el que éstas no son
entidades completa-mente aisladas unas de otras.
En las plantas el
dicho "te conozco y no me gustas" no tiene ningun significado, ya que
las plantas no tienen un comportamiento conductual como los animales. Nadie
diría que una planta "corteja" a otra. Aun así hay fenómenos que
aíslan entre sí a las especies de plantas y que pudieran compararse con lo que
ocurre con los mos-quitos y las ranas. Para entender mejor esto veamos la
historia de la orquídea y la abeja.
Las flores en
general dependen de factores externos para poner el polen (la parte masculina)
en contacto con el estigma (la parte femenina). Algunas, como las flores de los
pinos o el maíz, depen-den del viento para llevar el polen de una a otra. Otras
dependen de animales para su acarreo. Las abejas son las acarreadoras por
exce-lencia. Ellas llevan el polen entre las diferentes matas de nopales, por
ejemplo. Pero en estos casos las abejas no son muy específicas. En otros, en
cambio, el polinizador sólo visita una especie de flor y ésta sólo es visitada
por él. Tal es el caso de algunas orquídeas y abejas. Las especies de orquídeas
están así separadas unas de otras y el polen de una nunca se pone en contacto
con el estigma de otra. Este tipo de aislamiento entre especies es entonces muy
parecido al de los mosquitos, ya que el mecanismo que une a los dos sexos (en
un caso el cortejo y en el otro los polinizadores) mantiene a una separada de
la otra.
Un caso extremo de
"te conozco y no me gustas" lo representan muchas especies marinas en
las que la fertilización se lleva a cabo no dentro de la hembra sino en forma
externa: depositan los huevos (la parte femenina) y el esperma (la parte masculina)
en el suelo del
66
mar donde se lleva
a cabo la fertilización para la formación de in-dividuos nuevos. En muchas de
estas especies los huevos y el es-perma contienen sustancias que permiten el
reconocimiento de unos por el otro.
En los casos
anteriores hemos visto pues aquellos aspectos que mantienen separadas a las
especies porque no se lleva a cabo la fertilización: ya sea porque los
individuos están reproductivamente activos en diferentes tiempos o en distintos
ambientes ecológicos, porque los mecanismos de reproducción, ya sea de cortejo
o de polinización, son muy específicos para las diferentes especies, o porque
las células que llevan a cabo la fertilización (el huevo y el espermatozoide)
no se identifican entre sí por la ausencia de sus-tancias específicas.
TE CONOZCO, ME
GUSTAS, PERO NUESTROS HIJOS NO SON NORMALES
En algunos casos la
separación de dos especies en el aspecto re-productivo ocurre después de la
fertilización. Es decir, los indivi-duos de ambas especies son activos al mismo
tiempo y no hay ba-rreras en el ambiente para la fertilización, pero los mecanismos
de reproducción no son los mismos. En estos casos se forma un híbri-do El
aislamiento puede ocurrir entonces porque éste no es viable, o porque no puede
sobrevivir, o porque aunque lo hace normal-mente, no puede reproducirse.
Ejemplo de estos fenómenos los constituyen la cruza entre la cabra y el borrego
en la que el peque-ño embrión crece unos pocos centímetros y luego muere, y la
que se presenta entre el burro y la yegua que da como resultado la mu-la. Este
híbrido no sólo sobrevive sino que es mucho más vigoroso que cualquiera de su
padres. Aun así, es estéril, por lo que no puede reproducirse.
67
Los resultados de
las cruzas entre diferentes especies han sido siempre sorprendentes. En 1927 se
cruzó la col con el rábano con la esperanza de tener una planta que tuviera las
hojas de la col y la raíz del rabano. Esta planta sería comercialmente más atractiva
ya que toda sería aprovechable. Pero curiosamente se obtuvo un híbri-do que
tenía ¡las hojas del rábano y la raíz de la col!, que por su-puesto era
completamente inútil. Además, como en el caso de la mula, el híbrido también
resultó estéril, con lo que quedó demos-trado que aunque haya fertilización las
dos especies están repro-ductivamente aisladas.
¿Y LAS ESPECIES SIN
MACHOS Y HEMBRAS?
Hemos estado
hablando hasta ahora de especies que se reprodu-cen sexualmente, es decir, que
tienen dos sexos y que de la unión de las células de ambos se perpetúan. Pero
existen otras en las que este fenómeno no ocurre. Ejemplo de ello son muchas
especies de caracoles en las que en un mismo individuo se producen las células
hembra y macho y en él ocurre la fertilización. También a este gru-po
pertenecen muchos pastos en los que su polen fertiliza su propio estigma. El
ejemplo más extremo de este fenómeno ocurre en las bacterias como las que nos
causan la tifoidea. Éstas se reproducen no por un fenómeno sexual sino por la
simple división de una célu-la a la mitad. En estas especies que no se producen
sexualmente es difícil aplicar los conceptos acerca de los mecanismos que
separan a unas de otras. De hecho, en ningún tipo de bacteria se presenta jamás
la unión entre dos células, ni siquiera dentro de la misma especie. En estos
casos los biólogos comparan los diferentes carac-teres e identifican a las
especies como aquellos grupos que más se parecen entre sí. Por ejemplo, hay
algunas bacterias que se tiñen de un color cuando son expuestas a ciertas
sustancias mientras que
68
otras no. Otros
caracteres que se usan incluyen reacciones con otras sustancias. Finalmente se
construye una tabla, como la mostrada en el Cuadro II, en el que se listan
cuatro tipos de bacterias, en las que se busca la presencia o la ausencia de
cinco caracteres. Si sólo usá-ramos el carácter tres no podríamos distinguir
distintas especies, ya que todas las bacterias lo presentan. En cambio, cuando
usamos los cinco, las bacterias A y B se agrupan como diferentes de las C y D.
El aumento en el número de caracteres que se usan hace más fácil la distinción
entre especies. Es por ello que los estudiosos de las bacterias usan la mayor
cantidad posible.
LAS ESPECIES QUE
FUERON
Como ya vimos en el
capítulo I, la vida sobre la Tierra tiene aproximadamente 3 000 millones de
años. También tuvimos la oportunidad de ver cómo muchas especies que existieron
en el pa-sado ya no están con nosotros. De hecho, de cada 100 especies que han
vivido sobre la Tierra 99 ya no están con nosotros. ¡La mayoría ha
desaparecido! Sabemos de su existencia gracias a la observación de sus restos
fósiles. Por desgracia no todas han dejado restos fósi-les, otras sólo huellas.
Pero sea como sea, en todos estos casos las definiciones de especies que hemos
usado no se pueden aplicar. No podemos saber si dos fósiles podrían tener hijos
y menos aún si éstos serían fértiles. Tampoco podemos someter a estos fósiles
al análisis de su reacción con diversas sustancias. Sólo podemos en-tonces
depender del análisis de los caracteres relacionados con su apariencia o
morfología. De hecho, tamaño y forma se han conver-tido en las características
determinantes de estas especies. Por su-puesto, tamaño y forma solamente de las
partes que pueden fosili-zarse, y que en general son las partes duras de los
organismos. Huesos, esqueletos, semillas y conchas son las estructuras más
69
típicas. Los
biólogos que estudian los fósiles, los paleontólogos, tienen entonces una
caracterización de la especie diferente de la de aquellos biólogos que estudian
las existentes actualmente (los neontólogos).
Las definiciones de
especies que hemos revisado hasta ahora dependían del tipo de organismo que
estudiásemos: las barreras a la reproducción definían a las que tienen una
forma de reproducción sexual, con los sexos separados, y el conjunto de
características de los organismos a las asexuales. La caracterización global
del tama-ño y la forma nos ayudará ahora a formar grupos de especies de las que
sólo tenemos los restos fósiles como prueba de su existencia en el pasado. La
definición de especies dependerá pues, en esta oca-sión, del sistema que se
estudie y de sus limitaciones. El precio que se pagará en cada caso será la
capacidad que tengamos para sacar conclusiones. Si nuestra definición de
especie no es muy completa, como sucede en el caso de los fósiles, no vamos a
entender clara-mente los procesos involucrados en su formación y desaparición
(o extinción). Pero en cambio, si logramos que lo sea, nuestras con-clusiones
también lo serán.
¿CÓMO PUEDEN
FORMARSE ESPECIES NUEVAS?
El estudioso ha
encontrado varias maneras de explicarse la for-mación de especies nuevas. Dos
de ellas en particular han sido con-sideradas como las más importantes y por
ello las vamos a estudiar. Es cierto que además de éstas existen otras, pero,
en realidad, son, en mayor o menor medida, una mezcla de las anteriores. La
prime-ra consiste en el aislamiento geográfico de poblaciones de una misma
especie, que poco a poco se van separando entre sí, hasta desembocar en la
formación de dos especies diferentes, y la segun-da, en una separación
reproductiva más o menos súbita entre indi-
70
viduos de una misma
especie que con el tiempo formarán dos gru-pos diferentes.
LA SEPARACIÓN
GEOGRÁFICA: LOS PINZONES DE DARWIN
Dentro del primer
mecanismo vamos a revisar el ejemplo que se refiere a los llamados pinzones de
Darwin. Estos animales viven en el archipiélago de las Galápagos, frente a las
costas de Ecuador, y deben su nombre a que Darwin las estudió en el viaje que hizo
por las costas de América del Sur. El archipiélago está formado por varias
islas que están separadas entre sí por distancias de entre 5 y 400 km. Los
pinzones de estas islas provienen de aquellos que vi-vían en el continente. La
colonización de las islas se efectuó a par-tir de unos cuantos individuos que
al llegar se encontraron en un ambiente un poco diferente del que había en el
continente: no era igual la comida, en general no existían los enemigos
naturales...
Por tanto, los
pinzones inmigrantes se enfrentaron a un medio dis-tinto al cual se adaptaron
después de algunas generaciones. El ca-rácter que ha sido mejor estudiado es el
de la alimentación. Depen-diendo de su dieta existen en general dos tipos de
pinzones: los que comen insectos, y que por tanto tienen los picos alargados, y
los que comen frutos que los tienen más fuertes y achatados (Figura 14). Esta
característica es sólo una de las muchas que se modifica-ron en los pinzones
inmigrantes. Así pues, la adaptación a ambien-tes distintos fue haciendo que
las poblaciones de las islas fueran siendo cada vez más diferentes entre sí,
hasta que con el tiempo llegó a ser tan grande la diferencia que se generaron
especies dife-rentes.
71
LA SEPARACIÓN A VECES ES OBLIGADA, NO ELEGIDA: EL CA-SO DE LAS
GLACIACIONES
El segundo ejemplo
que vamos a analizar se refiere al caso en el que la separación entre las
poblaciones se lleva a cabo no por una migración de un grupo de individuos a
otro lado, como lo fue el de los pinzones, sino al efecto directo de una
barrera que de pronto las separa. Tal fue el caso del aislamiento que sufrieron
las poblacio-nes oriental y occidental de muchos vertebrados en América y
Eu-ropa durante los periodos de glaciación en el Pleistoceno,(esto es, hace
entre 10 000 y 40 000 años). Durante estos periodos los cas-quetes polares
aumentaron su tamaño y la temperatura, en general, bajó muchísimo. En donde
había cordilleras, éstas estaban siempre cubiertas de nieve y hielo, lo que las
convertía en barreras infran-queables. De esta manera poblaciones de osos en
Europa y de ser-pientes de cascabel en América quedaron a cada uno de los
lados. Después de un largo periodo de aislamiento estas poblaciones se fueron
adaptando a los distintos medios que les tocó vivir hasta que se generaron dos
especies diferentes. Por ejemplo, en el caso de los osos europeos este
mecanismo parece haber dado origen al oso de las cavernas (Ursus spelaeus, especie
ya desaparecida) y al oso más común llamado Ursus arctos. Sucede
a veces que la barrera que originalmente separaba las dos poblaciones
desaparece y per-mite de nuevo el contacto entre las que ahora son dos especies
dis-tintas, pero curiosamente ya no pueden cruzarse entre sí, lo que permite
que se mantengan en su nueva forma. Este fenómeno cris-taliza entonces la separación
de dos poblaciones y la formación de dos especies nuevas.
72
______________________________________________________
Figura 14. Las
diferentes especies de pinzones tienen picos que les permiten aprovechar
distintos recursos alimenticios.
___________________________________________________________
AUNQUE TODAVÍA
SEPARADAS, SE PARECEN
En algunos casos el
proceso de especiación que hemos descrito no se llega a completar. Esto puede
ocurrir porque el tiempo nece-sario para que las dos poblaciones se hagan dos
especies diferentes no ha sido suficiente. Entonces pueden pasar dos cosas: primero,
que la barrera que las separaba efectivamente desaparezca (podría ser que un
glacial que existía entre ellas se evaporase al aumentar nuevamente la
temperatura después de una glaciación). En este caso las dos poblaciones pueden
volverse a poner en contacto y, si
73
todavía no son
especies diferentes, los mecanismos que podrían impedir que los individuos de
ambas se cruzaran y tuvieran hijos y nietos fértiles no habrán llegado a su
culminación. Este fenómeno actuaría como aquel que se daría al poner en
contacto agua de dos tanques, una teñida de rojo y otra al natural: al
mezclarse nos pro-duciría agua color de rosa, lo que provocaría que ya no
tuviéramos dos aguas diferentes sino nada más una. Lo mismo ocurriría con
poblaciones que se hubieran hecho un poco diferentes cuando la barrera los
separaba; al quitarla y cruzarse de nuevo entre sí, se logra que haya no dos
poblaciones distintas sino una sola, homogé-nea: el entrecruzamiento elimina
las diferencias entre ellas.
_________________________________________________
Figura 15.
Variación
geográfica del género de caracoles Cerionen la península de Banes,
Cuba
_____________________________________________________________
Puede ocurrir
también que aunque la barrera que separa a las poblaciones no desaparezca,
éstas no sean lo suficientemente dife-rentes como para ser consideradas
especies distintas. En este caso se dice que una especie es politípica y que
consiste de diferentes
74
subespecies o razas
geográficas. Un ejemplo de este fenómeno lo constituye el caracol que vive en
las aguas salobres de la costa este de Cuba y que está formado por seis
diferentes grupos (Figura 15). Las diferencias en la forma y el tamaño de la
concha así como en la coloración son muy nítidas pero siempre que se ponen en
contacto dos de las poblaciones se forman híbridos perfectamente fértiles.
Un ejemplo de la
existencia de subespecies que aún no han completado el proceso de especiación
lo constituyen las aves "car-boneros" o "herrerillos" (Parus
major) que viven en Europa y en diferentes partes de Asia: la
subespecie major vive en Europa y en la parte norte de Asia;
la subespecie bokharensis vive en el centro de Asia; la
subespecie minor vive en el este de China, mientras que la
subespecie cinereus vive en India. Estas subespecies, aunque
diferentes, no son lo suficientemente distintas como para ser consi-deradas
especies (Figura 16).
____________________________________________________
Figura 16.
Patrones de
distribución de
las subespecies de Parus
major, el carbonero.
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75
UN REPASO DE
REPRODUCCIÓN SEXUAL.
La reproducción
sexual es la unión de dos gametos de diferente sexo. El fenómeno celular que
permite que esto se lleve a cabo se llama meiosis. En él la cantidad de
material genético de un orga-nismo se reduce a la mitad. Así, tenemos la mitad
de la informa-ción de nuestra mamá y la otra mitad de nuestro papá. Durante la
meiosis se elige uno de cada dos de nuestros cromosomas, ya sea el que
heredamos de nuestro papá o de nuestra mamá.Esta elección se lleva a cabo
porque los cromosomas que se parecen se juntan en la meiosis y al dividirse la
célula uno se va a una célula hija y el otro a la otra (Figura 17). El misterio
de la reproducción sexual depende entonces de la capacidad para poder unir dos
células diferentes durante la fertilización y luego separar la información en
partes que contengan la mitad de ella en la meiosis.
No siempre una
célula tiene la misma cantidad de cromosomas. Algunas tienen el doble del
número normal. Por ejemplo, si una célula tiene normalmente dos cromosomas, uno
del padre y uno de la madre, en algunos casos se tienen dos del padre y dos de
la ma-dre, repetidos. En este caso los gametos involucrados en la
fertili-zación tendrían no un cromosoma sino dos. Hasta este punto todo es
posible y de hecho existen muchas plantas y algunos animales que tienen
repetida la cantidad de cromosomas hasta varias decenas de veces y sin embargo
tienen hijos normales. El problema se pre-senta cuando un gameto tiene dos
cromosomas y el otro solamente uno. El número total en este caso ya no sería
dos, que es el normal, o cuatro, que no hace estéril al individuo, sino tres.
76
Figura 17.
La base celular de
las leyes de Mendel ocurre durante la formación de los gametos (meiosis) en la
que las alternativas de un carácter (a y A) se segregan y se unen al azar con
alternativas de otro carácter (b y B).
_____________________________________________________
UNA ESPECIE
INSTANTÁNEA
¿Qué fenómeno
estamos tratando de describir? Aquél en el que en una población, parte de los
individuos tienen dos cromosomas y la otra tiene cuatro. Los hijos de la cruza
entre ellos tendrían tres y no serían fértiles. Si en una población el número
de cromosomas se duplica en algunos individuos, éstos quedan instantáneamente
ais-lados de los demás y pueden entonces formar una especie difirente. Este
mecanismo ha acompañado la formación de nuevas especies de plantas en
aproximadamente una tercera parte de las existentes en la actualidad. Lo que lo
distingue de un fenómeno de especia-ción asociado a una separación geográfica
es que es muy rápido y
77
que las barreras a
la reproducción entre las especies ocurren sin separación física entre ellas.
Ejemplos de este tipo de fenómeno lo constituyen varias de las plantas que
cultiva el hombre: el trigo por ejemplo tiene repetidos sus cromosomas seis
veces a diferencia del tabaco que tiene cuatro.
Se ha visto que en
muchos casos la repetición de los cromoso-mas hace a las plantas más vigorosas.
Por ejemplo, en la fresa, que puede llegarlos a tener varias veces repetidos,
se ha visto que el tamaño de la planta, de la hoja y de la fruta es mayor cuanto
más grande es su número. De esta manera es como se ha explicado el éxito que
las plantas con cromosomas repetidos han tenido en la naturaleza.
Los modelos que
hemos visto son los que los biólogos usan co-múnmente para describir cómo es
que se generan nuevas especies. El primero es un fenómeno gradual en el que la
separación geográ-fica precede al aislamiento reproductivo. El segundo, en
cambio, es súbito y en él, el aislamiento reproductivo es previo a la
divergen-cia entre las poblaciones.
EL ASPECTO
EXPLOSIVO DE LA ESPECIACION
Según hemos
descrito la especiación, el origen de nuevas espe-cies se lleva a cabo por la
acumulación continua de diferencias entre poblaciones que se adaptan a
ambientes distintos, o a la apa-rición súbita de barreras a la cruza entre
ellas. En ninguno de estos casos describimos cómo se pueden generar estructuras
que revolu-cionen el patrón morfológico de una especie. ¿Cómo es, por ejem-plo,
que aparecen estructuras como la pluma de un ave, los pulmo-nes de los
vertebrados, o el aguijón en las abejas? Una vez que aparece un animal con
plumas, la capacidad que tiene de usar nue-
78
vos recursos se
amplía muchísimo. Este aspecto de la evolución ya lo hemos hecho notar en la
primera parte. Vimos, por ejemplo, que había algunas características que una
vez que aparecieron revolu-cionaron el curso del proceso evolutivo. Cuando las
células apren-dieron a trabajar juntas formando organismos con muchas de ellas,
la división de funciones permitió que las diferentes actividades de un
organismo fueran hechas por células especializadas para ello. La presencia de
una placenta (que alimenta la sangre de los críos con la de la madre) en los
vertebrados permitió que la manutención de una cría se hiciera en forma más
efectiva dentro del cuerpo de la madre en donde sería más protegida.
LA LAGARTIJA CON
PLUMAS
Uno de los casos en
los que la evolución ha sido explosiva ocu-rrió cuando se originaron las aves
hace aproximadamente 136 mi-llones de años. En muy poco casos tenemos fósiles
que den testi-monio de la evolución de formas novedosas, pero éste es uno de ellos.
El fósil Archeopterix lithographica aun cuando posee
carac-terísticas típicas de las aves, como grandes ojos y plumas, conserva
muchas de las de los reptiles, como la presencia de dientes. Este animal
representa pues un paso intermedio entre los reptiles y las aves.
NADIE SABE PARA
QUIÉN TRABAJA
La existencia de
grupos nuevos que revolucionan el camino de la evolución depende directamente
de la aparición de estructuras novedosas que mejoren la adaptación del
organismo a un medio ambiente particular. Si consideramos, por ejemplo, el
aguijón de
79
las abejas, los
pulmones de los vertebrados, o las espinas de los nopales, tendremos ejemplos
de estructuras que en el pasado tenían una función diferente a la actual. El
aguijón de las abejas era una estructura para poner los huevos que se modificó
para la defensa. De la misma manera, la vejiga natatoria (estructura que usan
cier-tos peces para controlar la profundidad a la que nadan) se originó de la
modificación de pulmones en peces primitivos. La vejiga natatoria, puede o no
llenarse de aire, de tal suerte que funciona como un globo. Por último las
espinas de los nopales son en reali-dad hojas que se transforman para solventar
la sequía del medio ambiente. Otra vez en este caso una estructura que
funcionaba para llevar a cabo la fotosíntesis, dando de comer a la planta, se
modifi-có para evitar que la planta perdiese agua, además de servirle, por
supuesto, como una defensa contra los animales que quieran co-mérsela.
La evolución de
novedades como las que hemos visto es enton-ces un proceso oportunista que se
aprovecha de las estructuras que pueden ser modificadas, cambiando su función y
aumentando la adaptación del organismo a su medios.
LAS ESPECIES
TAMBIÉN SE EXTINGUEN
Alrededor de 95 a
99 por ciento de las especies que han vivido en nuestro planeta ya no existen.
Desde luego que su aparición es un fenómeno importante, pero su extinción lo es
casi tanto. Hay dos maneras como una especie puede desaparecer: debido a la pre-sión
que ejercen los organismos entre sí, una epidemia o un depre-dador muy voraz
pueden ser ejemplos de este fenómeno, o a carac-terísticas del medio ambiente
físico que al modificarse abruptamen-te convierten un lugar dado en imposible
de habitar, cambios en las temperaturas o la cantidad de lluvia son algunos
ejemplos.
80
Para ver con mayor
claridad el primer caso relataremos la histo-ria de los mamíferos de Australia
y de América del Sur.
A LOS HIJOS DE LOS
DINOSAURIOS LES ENSEÑABAN QUE SÓ-LO HABÍA UN CONTINENTE
Poco sabemos acerca
de la distribución de los mares y los conti-nentes durante una gran parte de la
historia de la Tierra. De los 4 000 millones de años que tiene nuestro sistema
solar sólo de los últimos 250 millones tenemos evidencias de cómo era el aspecto
general de nuestro planeta. En este último periodo los continentes sufrieron
cambios muy grandes. Tan grandes que en las escuelas donde iban los hijos de
los dinosaurios se enseñaba que sólo había un continente (Pangea). Este gran
continente se dividió en dos hace aproximadamente 150 millones de años. Una de
estas partes, Lau-rasia, estaba hacia el norte e incluía lo que ahora conocemos
como América del Norte, Europa y Asia. El otro, Gondwana, al sur e incluía
América del Sur, África, India, Australia y la Antártida. El movimiento de los
continentes y su separación continuó durante los siguientes 100 millones de
años hasta que, hace aproximadamente 65 millones, su distribución fue tan
familiar como lo es en la actua-lidad (Figura 3). Para ese entonces fue cuando
se extinguieron los últimos dinosaurios, y los textos con los que estudiaban
tuvieron que ser modificados ya que al principio sólo había un continente y al
final ya había varios.
Los animales no han
sido ajenos a estos cambios, por supuesto. De hecho la aparición y desaparición
de especies puede estar en muchos casos relacionada con los cambios en la
geografía de nues-tro planeta. Uno de ellos ocurrió cuando América del Norte y
Amé-rica del Sur se unieron por un puente.
81
Como es lógico
suponer, dado que la mayor parte del tiempo América del Sur y América del Norte
estuvieron separadas, los animales de ambas zonas eran muy diferentes entre sí.
Por su ori-gen nórdico los animales de América del Norte se parecían a los de Europa
mientras que los de América del Sur lo hacían más a los de África y Australia.
Por otro lado, los mamíferos que son recientes en la Tierra se diversificaron
exactamente durante la época en la que los continentes se separaron. Es por
ello que hace aproxima-damente 10 millones de años los mamíferos que había en
América del Norte y América del Sur eran muy diferentes (Figura 18). Pa-rientes
de los canguros, los armadillos, los camellos, los caballos y los osos
dominaban los ambientes de América del Sur. En América del Norte, en cambio,
predominaban otros mamíferos mejor cono-cidos por nosotros. Hace unos tres
millones de años la comunica-ción entre una y otra América se estableció con un
puente que aho-ra conocemos como Centroamérica. Grupos de mamíferos de Amé-rica
del Norte, como cochinos salvajes y tapires, migraron hacia América del Sur y
desplazaron a los mamíferos típicos de esas tie-rras, especialmente a los
parientes de los armadillos. La competen-cia y la lucha por la existencia
extinguió algunos de los mamíferos sureños a los cuales ya sólo los podemos ver
por medio de recons-trucciones.
El proceso que he
descrito aquí para un pequeño grupo de ma-míferos se ha propuesto como la causa
de la extinción de otras es-pecies también. Con todo, el que se refiere a que
el ambiente se modifica y los animales y las plantas no se adaptan a las nuevas
condiciones parece ser el más común. Sea como sea uno de estos fenómenos
eliminó de la Tierra a los dinosaurios y junto con ellos una gran cantidad de
otros animales.
82
Hace 250 millones
de años aparecieron los primeros grandes reptiles (que incluyen a los
dinosaurios). Estos animales llegaron a ser muy diversos. Había en el mar
(mesosaurios), en el aire (ptero-saurios) y en la tierra (estegosaurios).
________________________________________________
Figura 18.
Reconstrucción
de algunos integran-
tes de la fauna de
los últimos 60 mi-
llones de años.
_______________________
Había especies que
comían plantas (brontosaurios) y también las que comían otros animales
(tiranosaurios). Entonces no había ni elefantes, ni leones.
El carácter
explosivo de la evolución se expresó una vez más, ya que llegó a haber una gran
cantidad de especies de dinosaurios. Hace aproximadamente 65 millones de años
se extinguieron las últimas especies de este grupo que colonizó la mayoría de
los am-bientes de nuestro planeta. Los dinosaurios desaparecieron de la
83
misma manera en la
que los mayas lo hicieron de los grandes cen-tros ceremoniales de Chichén-Itzá,
Tikal, Uxmal, etc.:sin dejar rastro de las posibles causas. Con todo, en ambos
casos se han dado diversas explicaciones acerca de esto. Veamos algunos hechos.
Quizá lo que explica mejor el caso de los mamíferos de América del Sur sea que
la extinción de los dinosaurios coincidió con la de muchos otros grupos de
animales. Muchas de las explicaciones que se han ofrecido se refieren a las
causas que afectaron solamente a los dinosaurios, diciendo que perdieron su
adaptabilidad al medio ambiente. Pero éstas no son muy válidas en la medida en
la que no ayudan a entender el por qué otros grupos se extinguieron al mismo
tiempo. Recientemente se han propuesto otras más convincentes para tratar de
explicarlo.
LA LLUVIA DE IRIDIO
Muy pocos lugares
de la Tierra exponen rocas que se hayan forma-do en la época de los
dinosaurios. Pero los paleontólogos y los geó-logos tienen que buscar
precisamente éstos para entender cuáles eran las condiciones de la Tierra
entonces. Uno de estos lugares está cerca del pueblo de Gubbio, en Italia. Allí
las encontraron y se dieron cuenta que estas rocas no eran comunes. En ellas
había una gran cantidad de fósiles de la época en la que vivieron los
dinosau-rios, y, como era de suponerse en la capa superior, mas reciente, ya no
había ninguno de ellos.
Este hecho es
común, sólo demuestra una vez más que hubo una gran cantidad de extinciones
cuando los dinosaurios desaparecie-ron. Pero, curiosamente, entre estas dos
capas había otra formada no de caliza sino de arcilla, no color crema sino roja
y que además contenía 30 veces más iridio que cualquier roca terrestre, excepto
84
las que se
encuentran en el centro de la Tierra. Esta capa era bas-tante ancha, lo que
quería decir que una gran cantidad de este mate-rial se había depositado entre
la presencia y la ausencia de nuestros amigos los dinosaurios. ¿De dónde vino
pues todo este iridio? Además de existir en el centro de la Tierra, estas
cantidades de iridio se han reportado en objetos extraterrestres, como
meteoritos, fragmentos de asteroides y en cometas. Por tanto, la conclusión a
la que se ha llegado es que el iridio proviene de los restos del impacto de un
objeto extraterrestre en la Tierra.
Pero, ¿qué tan
comunes son estos impactos? Ninguno de noso-tros recuerda la caída de un
meteorito durante su vida, y en la histo-ria de la civilización hay muy pocos
casos en los que este tipo de evento se haya registrado. Uno de ellos ocurrió
en Siberia en 1908. En esa ocasión se registró una explosión de 12 megatones
(240 veces la magnitud de la bomba lanzada en la ciudad de Hiroshima en 1945).
Según esto, pareciera que estos fenómenos son muy ra-ros, pero debemos recordar
que la vida en la Tierra es muy antigua, tan antigua que la especie humana
ocupa, un brevísimo periodo dentro de ella. Mas en este periodo de tiempo tan
largo, tan largo, el número de eventos como el ocurrido en Siberia debe de ser
muy alto. Digamos de varios centenares de miles. Se supone que mucho de los
grandes cráteres que hay en la Tierra deben su existencia a colisiones de
objetos como los meteoritos.
¿CUÁLES SON LOS
EFECTOS DE UNA COLISIÓN?
Las colisiones que
hemos descrito deben haber tenido un efecto devastador en la zona de impacto.
Todos los animales y plantas existentes en esa zona lo más probable es que
desaparecieran, pero este hecho no explicaría dos aspectos más: el primero es
que no todas las especies se han extinguido y el segundo es que una coli-
85
sión en una parte
de la Tierra no extinguiría a las que viven en otras partes. Como sabemos que
los dinosaurios desaparecieron de todo el planeta, debemos buscar un fenómeno
que afecte a toda la Tierra y que además no extinga completamente la vida. Hace
unos años se propuso una teoría en la que se planteaba que el impacto de un
objeto extraterrestre de gran tamaño había producido una nube de polvo de tal
magnitud que la Tierra se oscureció (bajando la tempe-ratura promedio varios
grados) por un largo tiempo. Sin luz las plantas no podrían llevar a cabo la
fotosíntesis y sin ellas los ani-males morirían. Entre ellos, los dinosaurios
serían de los más afec-tados. Se agrega a veces otro ingrediente a esta teoría:
se propone que varios impactos (como si hubiera habido una lluvia de
meteori-tos) causaron un efecto que, aunque global, no extinguió la vida sobre
la Tierra.
NOS VEMOS EN 15
MILLONES DE AÑOS
Las extinciones han
sido eventos muy comunes durante la histo-ria de la vida en la Tierra. Aquélla
en la que estuvieron involucra-dos los dinosaurios es sólo una de ellas, y ni
siquiera la más catas-trófica. Los paleontólogos se han preguntado si hay algún
evento que sea común a todas ellas y de este análisis ha resultado que
aproximadamente cada 26 millones de años ha ocurrido una gran extinción. Esta
teoría propone que un evento que afecta a los habi-tantes de la Tierra ocurre
aproximadamente cada 26 millones de años y que de alguna manera produce una
lluvia de meteoritos que a su vez provoca la extinción de una gran cantidad de
especies. La hipótesis predice que un planeta o cometa cuya órbita alrededor
del Sol dura 26 millones de años está causando este fenómeno. Asi-mismo se
propone que a su paso por una nube de cometas situada más allá de Neptuno los
desvía de su curso normal y hace que se
86
dirijan a otros
lugares, entre ellos la Tierra. Así se explicaría que hubiera eventos regulares
de extinción cada 26 millones de años. Por cierto, como la última gran
extinción ocurrió hace 11 millones de años, en aproximadamente 15 millones más
¡nuestros descen-dientes van a tener algunos problemas para sobrevivir!
USTED Y LA
EVOLUCIÓN
LA COMPRENSIÓN de los
patrones y los mecanismos de la evo-lución es el objeto central de este libro.
Sin duda uno de los capítu-los más interesantes de la evolución lo representa
para nosotros la relevancia que tienen esos principios en el conocimiento de
noso-tros mismos y de nuestros orígenes. En esta última parte trataremos
precisamente lo que sabemos acerca de la evolución del hombre. La estructura
que seguiremos será como la de las partes anteriores de este libro. Veremos las
evidencias que tenemos acerca de que el hombre forma parte del fenómeno
evolutivo, de las revoluciones adaptativas que representa el ser humano, así
como del aspecto de la generación de especies cercanas al hombre. Al final
tocaremos un aspecto que no hemos tocado hasta ahora. Nos referimos a las
implicaciones que para la evolución orgánica del hombre han teni-do la
civilización y la cultura, esto es, discutiremos los aspectos que ha producido
el nacimiento y desarrollo de otro tipo de evolu-ción en nuestra especie, la
evolución cultural. Este fenómeno, co-mo veremos, tiene sus raíces en la
capacidad que tenemos para entender y transmitir símbolos que forman la base de
nuestra cultu-ra.
Eso sí, en ningún
momento debemos olvidar que como seres humanos formamos parte del Universo como
cualquier otra espe-cie. Que si bien las adaptaciones actuales nos capacitan
para mane-jar nuestro ambiente en forma muy ingeniosa, ello no nos aleja más
87
de otros organismos
que la habilidad que tienen las abejas para encontrar áreas con flores y
transmitir esa información a sus con-géneres. Como ellas gozamos de ciertas
habilidades, pero final-mente ambas convivimos en esta tierra y por tanto no
somos distin-tos.
____________________
Figura 19.
Comparación entre
los huesos de un chimpancé y el primer homínido que caminó erguido hace
aproximadamente 3 millo-nes de años.
_________________________________________________________
Y HACE MILLONES DE
AÑOS...
El registro fósil
más antiguo de un homínido data de hace aproxi-madamente 12 millones de años.
Se encontró en las colinas de Siwalk, Pakistán. También se los ha encontrado en
partes de India, Turquía y África Oriental. Era un animal cercano a nosotros porque
de los restos se ha podido ver que las muelas son como las de un grupo que
incluye a los gorilas, los chimpancés, los gibones y los orangutanes. Estos son
los parientes vivientes más cercanos al hombre, y han sido nombrados en
conjunto como ramapitécidos.
88
Pero, ¿qué tan
cercanos son? Una característica que nos distingue de los chimpancés y los
gorilas es que mientras nosotros tenemos la cara plana, ellos tienen un hocico
(boca protuberante). De las reconstrucciones de las quijadas de los
ramapitécidos se ha podido concluir que su cara, aunque no tan plana como la
nuestra, no era tan prominente como la de los chimpancés y los gorilas (Figura
20). A partir de esto (que por cierto es el único elemento que po-demos
analizar porque no tenemos restos de otros huesos), pode-mos fácilmente decir
que los gorilas y los chimpancés están menos relacionados al hombre que los
ramapitécidos. Desgraciadamente no sabemos si estos animales andaban en dos
patas o en cuatro ya que no tenemos los restos de la pelvis y el fémur que nos
dirían cómo caminaban. Los ramapitécidos aparecen en el registro fósil de hace
aproximadamente 14 millones de años y desaparecieron hace aproximadamente ocho
millones. Quizá otros animales fueron los ancestros directos de la humanidad,
pero por ahora éstos son los candidatos más probables a ser los iniciadores de
nuestra historia.
CUANDO PUDIERON
PLATICAR Y COMER PINOLE
Como ya hemos dicho
podemos decir muy poco de la forma de vida de los ramapitécidos así como de sus
características porque tenemos muy pocos fósiles. En el lapso que va de los
ocho millo-nes de años (que fue cuando desaparecieron del registro fósil estos
animales) a los cinco millones el registro fósil de hominidos es muy escaso.
Hasta la fecha no se han encontrado restos que nos guíen respecto del destino
final de los ramapitécidos y por ello de nuestros ancestros de entonces. Pero a
partir de los fósiles de hace cinco millones de años comenzaron a aparecer
homínidos que te-nían la capacidad de caminar erguidos en sus patas. Éstos son
muy abundantes y se han descubierto en una gran cantidad de lugares en
89
África. De estos
animales hemos llegado a tener tantos fósiles, que no ha sido difícil tener una
idea de su forma de vida. De hecho, se han encontrado al menos dos tipos
generales. Uno de individuos mayores llamado Australopithecus robustus que
vivía en zonas boscosas y tenía una mandíbula muy poderosa que le ayudaba a
comer alimentos muy duros," y otro, más frágil en su complexión, que vivía
en praderas. A éste se le ha llamado Australopithecus gracilis. Ambos
eran más pequeños que el hombre actual, ya que llegaban a medir
hasta 1.20 m aproximadamente, o sea lo que mide en la actualidad un niño de
cinco a ocho años.
En ambos tipos de
australopitécidos se han descubierto los hue-sos necesarios para decir si estos
seres caminaban o no erguidos como nosotros. Por un lado se ha encontrado que
la unión que tiene el cráneo de estos animales y su columna vertebral es característica
de la posición erguida, ya que la inserción está en el centro del crá-neo. En
animales como el gorila, que camina en cuatro patas, la inserción de la columna
se encuentra en la parte posterior. Sin duda la forma de los huesos de la
cadera es uno de los hechos que más nos ayudan a comprobar que los
australopitécidos caminaban er-guidos, pero existen otros. Los huesos de la
cadera de los animales que caminan en cuatro patas son alargados y angostos.
Tal es el caso de los chimpancés y los gorilas. Los huesos de nuestra cadera
son, en cambio, cortos y anchos para sostener el peso del cuerpo. En los
australopitécidos el hueso de la cadera aunque no es exac-tamente humano,
tampoco es alargado como el de los monos. De estos dos hechos se concluye que
los australopitécidos desde hace entre tres y cuatro millones de años ya
caminaban erguidos en las patas traseras. Se ha descubierto, además, evidencia
más directa de que hace casi cuatro millones de años había homínidos que
cami-naban erguidos, esto es, la existencia de pisadas fosilizadas de tres
individuos. Junto con esas pisadas se encuentran huellas de otros animales
(rinocerontes, jirafas y elefantes). Se ha reconstruido lo
90
que debió de haber
ocurrido: hubo una erupción de un volcán y cuando las cenizas estaban todavía
calientes, en lo que ahora es Laetoli (Tanzania) llovió y el agua hizo una
mezcla lodosa; fue entonces que tres australopitécidos caminaron por allí. Se
sabe que son pisadas de animales que caminaban erectos por las huellas del dedo
gordo y el talón que son muy características. Dos de los indi-viduos caminaron
juntos mientras que el tercero (un niño) lo hizo por el mismo lugar pero no
junto a ellos ya que las pisadas están demasiado cerca unas de otras. Así pues
estas huellas, descubiertas en 1976 representan la evidencia más directa de que
hace 3 750 000 años tres homínidos ya caminaban erguidos como lo hacemos en la
actualidad.
Se ha escrito mucho
acerca de las ventajas que representa la po-sición erguida. En general se
considera que fueron muchas. Entre ellas se ha destacado el que con esa
posición se liberaron los brazos para llevar a cabo otras funciones, como el
manejo de armas y de herramientas. Asimismo se ha sugerido que mejora la visión
a larga distancia así como la recolección de frutos, semillas y otros recur-sos
alimenticios. También se ha propuesto que la resistencia para recorrer grandes
distancias es mucho mayor que en animales con una locomoción a cuatro patas. Es
seguro, de cualquier forma, que el caminar erguido significó una revolución
adaptativa para nues-tros parientes y para nosotros mismos.
CHIQUITOS PERO MUY
HÁBILES
Los
australopitécidos de hace tres y cuatro millones de años eran bastante pequeños
cuando llegaban a adultos. Medían no más de 1.20 m y no pesaban más de 40
kilos. Su cerebro era también pe-queño, alrededor de 400 cm3 (la manera como se
mide la capaci-dad del cráneo es calculando el volumen; esto puede hacerse bas-
91
tante fácilmente
con cráneos fósiles). Es decir, un australopitécido tenía alrededor de 10 cm3
de cerebro por kilogramo de peso.
Hace alrededor de
25 años se encontró en la barranca de Oldu-vai, en África Oriental un cráneo
fosilizado de hace aproximada-mente 1 750 000 años. Perteneció a un homínido
que caminaba erguido y que tenía un cerebro de 800 cm3 para sus ¡40 kilos de
peso! Esto significa que comparado con los australopitécidos este homínido
tenía dos veces más de capacidad craneana (el hombre actual tiene un cerebro
bastante mayor, de aproximadamente 1 350 cm3, que para los 60-70 kilos de peso
promedio es también el do-ble que el de los australopitécidos). Posteriormente,
en 1972 se descubrieron otros restos de estos homínidos en el lago Turkana,
África, y se comprobó en forma definitiva que el tamaño del cere-bro constituía
la mayor diferencia con los australopitécidos. Ade-más de restos de huesos, en
esos lugares también se han encontrado pedazos de las herramientas que
construyeron estos homínidos, que, aunque de tamaño pequeño, demuestran que
tenían un cerebro relativamente grande. Es por esto que se les ha llamado Homo
há-bilis, siendo, además, de los primeros homínidos que aparecieron en
el registro fósil a los que ya se les puede llamar hombres. Estos aparecieron
hace dos millones de años.
TIRE LA BASURA
Cuando los
arqueólogos buscan restos del pasado encuentran, ade-más de huesos, muchas
otras cosas que les hablan de la organiza-ción social y los hábitos de los
homínidos que vivieron entonces. En el lago Turkana, en África, se ha
descubierto uno de los sitios más interesantes en este aspecto. Del cuidadoso
análisis de la basu-ra dejada en un campamento usado por Homo hábilis se
ha podido entender el tipo de alimentación y la utilidad que las diferentes
92
herramientas tenían
para aquéllos. A partir de esta información se ha podido saber que sus
actividades incluían la recolección de fru-tos y la caza. El hombre entonces
cazaba en grupos y muy proba-blemente distribuía la comida que, unos cazando y
otros recolec-tando, diferentes miembros de la comunidad obtenían. Así pues, la
vida en comunidades donde se repartían las actividades ya existía hace dos
millones de años.
TE VAS A QUEMAR...
Entre hace dos
millones de años y un millón de años nuestro re-gistro de homínidos vuelve a
ser pobre. De no encontrar australopi-técidos se ha concluido que se
extinguieron en ese periodo de tiempo. Los únicos homínidos que quedaron desde
entonces perte-necen al género Homo. A su vez, el Homo
habilis también desapa-rece del registro fósil, pero de hace un millón
de años se han des-cubierto una gran cantidad de fósiles que pertenecían a
homínidos que usaban herramientas (por lo que se les considera del género Homo),
además de que ya conocían el fuego, puesto que en las cuevas que se
han excavado hay restos calcinados y quemados de huesos, piedras y pedazos de
madera.
El descubrimiento
de los primeros restos de estos homínidos, que son llamados Homo
erectus en la actualidad, lo llevó a cabo en Java un investigador
holandés llamado E. Dubois en 1891. En ese entonces se le llamó Pitecanthropus (hombre-mono) erectus y
muy pocas personas creyeron en la validez de ese descubrimiento. Se argumentaba
que seguramente los restos pertenecieron a un hombre enfermo y con
deformaciones.
En general los
restos de Homo erectus se han encontrado dentro de sedimentos de entre 800 000
y 300 000 años. Los lugares donde se les ha hallado incluyen sobre todo Asia
(China), África (Argelia,
93
Tanzania y
Sudáfrica) y Europa (Checoslovaquia y Hungría). De éstos sólo en Hungría y en
China se han encontrado restos que comprueban que ya usaba el fuego.
El tamaño del
cráneo de Homo erectus, aunque grande (aproxi-madamente 1 000
cm3) no es tan grande como el del hombre ac-tual. El uso del fuego le permitió
sobrevivir en zonas en las que antes no se podía vivir por las bajas
temperaturas. Esto amplió el área de distribución con respecto a la que tenían
los australopitéci-dos o a los Homo habilis.
LA CONCIENCIA DE
UNO MISMO
El registro fósil
vuelve de nuevo a ser muy escaso entre hace 250 y 100 000 años. En ese periodo
el Homo erectus desaparece del re-gistro fósil, pero aparece
otro Homo en varias zonas de Europa, el cercano Oriente y la Unión Soviética.
En Europa se incluyen el valle de Neander, Alemania y varios sitios en Francia.
En muchas de ellas se han encontrado restos que evidencian una cultura en donde
¡ya se enterraba a los muertos! Estos tienen una antigüedad de entre 100 y 40
000 años. Eran hombres de una estatura prome-dio de 1.63 m y tenían una
capacidad craneana aproximadamente 15% mayor que la del hombre moderno. Este
hombre ha sido lla-mado Homo neandertalensis o también Homo
sapiens neanderta-lensis. En el primer caso se le considera una
especie diferente a la del hombre (Homo sapiens) mientras
que en el segundo se le con-sidera sólo una subespecie de éste. Hasta donde
sabemos, lo único que lo distingue de aquél es su aparente incapacidad de
utilizar símbolos para comunicarse.
Un aspecto del ser
humano que está ausente en los animales es la conciencia que tenemos de nuestra
existencia como individuos. Esto mismo supone que tenemos conciencia de nuestra
muerte y de
94
lo que ella
implica. Es quizá esto lo que ha generado en la humani-dad la presencia de
rituales entre los que se incluye el de enterrar a nuestros muertos. El hombre
de Neandertal seguramente ya tenía una conciencia similar, ya que se han
hallado tumbas que incluyen, por ejemplo, hachas, huesos de otros animales,
semillas y flores con las que se hacía de los entierros rituales muy
particulares.
Por ejemplo, de la
caverna de Shanidar, en Iraq, de donde se han desenterrado varios restos neandertalensis, se
ha podido concluir que además de enterrar a sus muertos ponían flores dentro de
las tumbas. Esto se ha descifrado porque se han encontrado granos de polen de
varias especies de plantas en grandes cantidades dentro de ellas. Los hombres,
entonces, han honrado a sus muertos con flores desde hace aproximadamente 100
000 años.
El que el hombre
haga rituales mortuorios no solamente se ex-presa enterrando a sus muertos. Los
cadáveres pueden ser coloca-dos en lechos construidos de ramas y hojas en el
exterior o incluso cremados. Esto puede haber sucedido pero jamás lo sabremos,
puesto que de estas dos costumbres, por razones obvias, no quedan restos en la
actualidad.
Las costumbres del
hombre de Neandertal incluían para alimen-tarse la cacería y la recolección de
frutas, semillas, hojas y raíces. En algunos lugares del mundo y sobre todo
durante las glaciacio-nes, cuando los casquetes polares llegaban a lugares en
los que en la actualidad hay un clima templado, seguramente eran casi
única-mente carnívoros y dependían sólo de la cacería para su sobrevi-vencia.
Vivían en cuevas, aunque se ha propuesto que también construían viviendas con
pieles y ramas en campo abierto. Forma-ban grupos sociales de entre 20 y 30
individuos. Del conteo de restos en diversas partes del mundo se ha sugerido
que el número de hombres era mayor que el de mujeres. De este hecho se ha
su-puesto que probablemente practicaban el infanticidio de niñas. La
95
cacería, que se
practicaba un par de millones de años antes, era una actividad en la que el
hombre de Neandertal era experto. Aunque muchas de sus presas fueran más
rápidas que él, su ingenio y habi-lidad para acorralar a su presa lo hacían más
eficiente cazador, aun cuando se tratara del enorme oso de las cavernas (Ursus
spelaeus) que llegaba a tener 2.70 metros de altura.
La labor
detectivesca en la revisión de los restos fósiles ha ayu-dado a descifrar las
costumbres y forma de vida de los neanderta-lensis. Se ha encontrado, por
ejemplo, que en los incisivos de los esqueletos descubiertos existen cientos de
estrías que van desde la parte superior izquierda a la parte inferior derecha.
Esto ha hecho
pensar que comían la carne sujetándola con los dientes y cortándola con una
roca afilada con la ayuda de la mano derecha. Como se ve, ¡ya entonces los
hombres usaban más co-múnmente una mano que la otra!
¿HIJOS DE
NEANDERTAL?
El hombre moderno
apareció en el registro fósil de hace aproxima-damente 40 000 años. Durante
este periodo su aspecto no ha cam-biado en nada. Su capacidad craneana, aunque
un poco menor que la del hombre de Neandertal, es sin duda, una de las mayores,
rela-tivamente, que tiene cualquier mamífero o vertebrado. Como los
ramapitécidos no tiene hocico y como los australopitécidos la cade-ra permite
que camine erguido sobre sobre sus piernas. Así, como Homo habilis ha
conseguido controlar y manejar herramientas tan sofisticadas como
una grúa de construcción o una maquina de es-cribir. El manejo del fuego le
permite al Homo erectus y al hombre de Neandertal vivir en
lugares a los que anteriormente no se podía ni soñar en colonizar. Este fue
sólo el inicio del manejo del am-biente que hoy le ha permitido construir
viviendas habitables tanto
96
en las áreas con
climas más calientes como en aquéllas más frías. También, como los hombres de
Neandertal, lleva a cabo ceremo-nias que no sólo incluyen los entierros sino
tambien el matrimonio, el nacimiento de un niño y los cumpleaños, por solo
mencionar algunos. La gama de ceremonias en la actualidad, de hecho, sobre-pasa
al individuo, ya que las tiene en honor ya no sólo de personas sino de grupos o
ideales, como la nación o la bandera.
________________________________________________
Figura 20.
Características
generales de los cráneos de algunos homínidos:
(a)
Australopitécido,
(b) Homo
erectus,
(c) Hombre de
Neandertal y (d)Hombre actual.
__________________________________________________
Hay tres teorías
acerca de la manera como apareció el hombre moderno y su relación con el hombre
de Neandertal. La primera propone que el hombre de Neandertal se extinguió y de
otra línea de descendencia dentro del género Homo se originó
el Homo sa-piens. La segunda sugiere que el hombre de
Cro-Magnon (primer
97
fósil con las
características del hombre moderno) reemplazó al hombre de Neandertal porque
estaba más adaptado al medio am-biente. La tercera, que se considera en la
actualidad la más proba-ble, supone que la línea de descendencia del hombre de
Neandertal, que era muy diverso (Figura 20), evolucionó transformándolo en lo
que ahora es el hombre moderno.
LO QUE NOS HACE
COMO LOS AJOLOTES
Los ajolotes,
animales que son primos de las ranas, tienen una característica muy particular.
A diferencia de las ranas que se desa-rrollan en dos etapas, sólo tienen en su
desarrollo un tipo de apa-riencia. Las ranas viven la primera etapa en el agua
sin patas, y la segunda en la tierra con ellas. La causa de que ocurra esta
trans-formación es una hormona que dispara el desarrollo de la rana. En el
ajolote ésta no se produce por tanto nunca se transforma en "ra-na":
siempre permanece en el agua, nunca tiene patas y se reprodu-ce teniendo una
apariencia juvenil. De la comparación entre el crá-neo de un gorila y el de un
hombre se puede concluir que la dife-rencia entre ellos se puede explicar
suponiendo que la madurez sexual llega antes en el hombre que en el gorila, de
la misma mane-ra como ocurre en el ajolote. Es por ello que el humano adulto
mantiene rasgos juveniles de parientes como el gorila. Este patrón de
desarrollo, llamado neotenia, es común en la naturaleza, y se ha visto que en
general es un fenómeno que se puede considerar como una fuente de novedades que
se incorporan al universo de la evolu-ción orgánica. El cambio en los
parámetros del desarrollo en mu-chos casos ha acompañado al proceso de
especiación.
98
Ya vimos cómo el
ser humano se distingue de otros homínidos desde el punto de vista de su
aspecto. Pero hay otras características que no pueden concluirse de los restos
fósiles y que también lo distinguen de otros animales. La presencia de estas
características ha hecho que el hombre se libere de las presiones del ambiente
y por ello de la evolución biológica como la hemos descrito en este libro. La
primera de éstas es el uso de símbolos que ayudan al hombre a comunicarse con
sus semejantes, la que tiene mucha re-lación con la segunda: me refiero a la
capacidad que tenemos de imaginar situaciones que no han ocurrido, de pensar en
las diferen-tes alternativas de un fenómeno determinado, o en otras palabras,
de modificar nuestro destino. La tercera es una herencia de las cos-tumbres que
tenía el Homo habilis, o sea la aptitud que ha tenido nuestra
cultura de desarrollar tecnologías para modificar el ambien-te que la rodea: la
elaboración de medios de transporte, de máqui-nas para hacer bienes de consumo,
para transmitir y procesar in-formación, para cambiar la temperatura del
ambiente en el que se desarrolla el hombre etc. Ya no es sólo el producir
herramientas para mejorar la alimentación sino para aumentar el nivel de vida
en general. La última característica consiste en la capacidad de recor-dar y
sintetizar los sucesos que han ocurrido en el pasado para pla-near el futuro.
Esta capacidad de evaluación y planeación que ayu-dó tanto a los cazadores, se
usa en la actualidad para llevar a cabo una gran cantidad de actividades.
LA NOVEDAD EN
EVOLUCIÓN
Cuando revisamos la
primera parte la historia de la vida en la Tie-rra pudimos observar que algunas
características que aparecieron
99
en las especies
revolucionaron el curso de la evolución. Entre las que mencionamos se encuentra
la aparición de la multicelularidad en los organismos. Ésta, como todas las
novedades evolutivas, abrió una amplia gama de posibilidades para la adaptación
a dife-rentes, ambientes. La capacidad de los nuevos organismos multice-lulares
de destinar grupos de células para llevar a cabo funciones específicas es sin
duda una característica que abrió la puerta a la aparición de grupos de
organismos que podrían adaptarse al am-biente en formas no imaginadas
anteriormente. Este concepto de novedad evolutiva podría entonces ser definido
como la apariencia de una característica que no podía haber sido predicha de la
obser-vación de células unicelulares.
De la misma manera,
las características mencionadas como distin-tivas de la humanidad pueden ser
consideradas como novedades evolutivas, ya que de la observación de los
parientes cercanos al hombre no se podría predecir la existencia de dichas
características. Por ejemplo, de la observación de la capacidad de Homo
habilis para hacer herramientas no se podía haber predicho que el ser
hu-mano iba a construir una lavadora de ropa o una máquina para ha-cer
tornillos. Tampoco de la observación de nuestros parientes se podía haber
predicho que el ser humano iba a tener la capacidad de planear acciones con
base en la experiencia pasada. Esta habilidad es diferente de la forma
automática como ciertos animales prevén el futuro. Veamos como.
UN CUENTO MÁS, QUE
NO ES MÁS QUE UN CUENTO
¿Quién no conoce el
cuento de la cigarra y la hormiga? Se nos na-rra con la idea de infundir en
nosotros el concepto de pensar en el futuro, de considerar que el mundo y
nuestro derredor pueden cambiar en cualquier momento. Que si ahora estamos
satisfechos
100
con un ambiente
pródigo, que nos proporciona todo, en el futuro éste podría cambiar y
encontrarnos súbitamente sin nada.
Por eso la hormiga
durante el verano guarda para el invierno, mientras que la cigarra,
inconsciente y despreocupada, canta. Du-rante el invierno la cigarra pedirá
ayuda a la consciente hormiga. Pensemos ahora por qué hace esto la hormiga,
tratando de distin-guir dos posibilidades. La primera sería que la hormiga,
como dice el cuento, conscientemente planea para el futuro, ya que sabe que
cada año después del verano y el otoño viene el invierno para el que uno debe
de estar preparado. La segunda posibilidad sería que la hormiga lo hiciera
automáticamente sin tener conciencia de su acto. El experimento que nos
ayudaría a distinguir entre ambas alternativas consistiría en someter a la
hormiga a un ambiente en el que no hubiera invierno (por ejemplo en un área
tropical) durante varios años. Lo que encontraríamos es que la hormiga, que
provie-ne de un clima con invierno, guardaría comida cada año durante el
verano. En otras palabras, no tendría la capacidad para planear el futuro
considerando sus experiencias pasadas. Es por la falsedad del cuento de la
cigarra y la hormiga que podemos decir que esta característica es exclusiva del
ser humano.
LOS CABEZONES
El hombre moderno
es junto con el hombre de Neandertal el homínido que tiene el mayor tamaño de
cráneo. Esto no sólo en forma absoluta sino también en relación a nuestro
tamaño: somos más cabezones. Su aumento, de hecho, se ha venido dando desde
hace tres millones de años (Figura 21). Hay periodos de tiempo que, aunque
cortos, permitieron un aumento considerable del crá-neo. Por ejemplo, el Australopithecus
afarensis tenía alrededor de 350 cm3 de capacidad craneana, mientras
que entre el Homo erec-tus y el Homo sapiens (500
mil años) aumenta de 850 cm3 a 1 300-
101
1 500 cm3. Esto
significó que ciertas zonas del cerebro aumentaron su número de células
incrementando seguramente su capacidad para imaginar situaciones o unir eventos
que ocurrieron en distintos momentos, así como para planear acciones para el
futuro. ¿De qué manera entonces el aumento del cerebro amplió la adaptación de
estos homínidos? Hay muchas opiniones al respecto y quisiera mencionar aquí
cuatro de ellas.
________________________________________________
Figura 21.
Aumento de la
capacidad del
cráneo en los homínidos duran-te los últimos tres millo nes de años
________________________________________________
La primera consiste
en que implicó el hecho de comunicarse pa-ra planear la actividad de caza, ya
que, además de unir los esfuer-zos de varios individuos en un grupo, el tener
una estrategia basada en la habilidad de cada uno de hacer evaluaciones de otros
eventos de la cacería facilitaba la obtención de presas. La segunda ventaja
pudo haber tenido relevancia en cuanto a la capacidad para estar continuamente
alerta como grupo. El tener vigías durante la noche facilitó la defensa de
posibles enemigos. La tercera se supone que tuvo relación con la capacidad para
jugar con los pequeños y entre-narlos en técnicas para hacerlos mejores
cazadores. Estos dos fac-tores ciertamente no son únicos del hombre, de hecho
otros anima-
102
les también llevan
a cabo este tipo de actividades, pero lo que los hace diferentes es que estos
carecen del lenguaje que les da una dimensión distinta de su importancia. Más
aún, el poder entrenar a los pequeños usando el lenguaje facilita el aprendizaje
y amplía sus habilidades. Por último, facilitó el poder incrementar el tamaño
del grupo social, con la correspondiente obtención de recursos sufi-cientes
para todos. Mantener a un grupo social grande, de más de 30 individuos digamos,
requiere de una organización y una división del trabajo que va más allá de
conductas sociales sencillas: exige de la planeación y el análisis de diversas
estrategias que mantengan la cohesión del grupo.
Si se observa, todo
lo mencionado significa que de alguna ma-nera el aumento en el tamaño del
cerebro incrementó la adaptación de los grupos de homínidos al ambiente, pero
esto es una regla general. El hombre de Neandertal (Homo sapiens
neandertalensis) construyó herramientas mucho menos complejas que el de
Cro-Magnón (Homo sapiens sapiens) a pesar de tener una capacidad
craneana entre 10 y 20 por ciento mayor. Esto supone entonces que el aumento
físico del cráneo no es lo único que incrementa la adap-tación.
LA EVOLUCIÓN
CULTURAL
Hasta ahora hemos
visto cómo diferentes características del hom-bre y sus parientes los han
ayudado a adaptarse al medio ambiente. ¿Sigue ocurriendo esto en la actualidad?
Hoy en día el hombre ya no se adapta a su ambiente por medio de la evolución
biológica sino por medio de la llamada evolución cultural: para sobrevivir ya
no son importantes las características biológicas sino más bien las culturales.
Regresemos un momento al hombre de Cro-Magnón y a sus herramientas. Éstas
facilitaron sin duda su adaptación prove-
103
yéndole de formas
para explotar y utilizar mejor su ambiente. Pero como ya mencionamos, la
construcción de herramientas tan sofisti-cadas no significó un aumento en la
cantidad de neuronas. ¿Cómo fue entonces que adquirió esa habilidad? La
respuesta, aunque se puede resumir en una sola palabra, describe un fenómeno
extraor-dinariamente complejo: la cultura. Hemos concebido hasta ahora a la
evolución biológica como la modificación de la estructura gené-tica en las
especies: en la molécula de la herencia, el ácido desoxi-rribonucleico (DNA),
se acumulan todos los cambios que modifi-can una especie y la transforman en
otra. En la evolución cultural el proceso de acumulación de información no se
lleva a cabo en la molécula de DNA sino en todos aquellos aspectos que componen
la cultura: las artes, la ciencia y la tecnología. En ellas se acumula el
conocimiento y las experiencias que el hombre ha ido obteniendo a través del
tiempo. Así, esta cultura ya no se transmite de genera-ción en generación por
medio del código genético sino de libros, pinturas y todos aquellos medios de
acumulación de información que poseemos.
LA TRANSMISIÓN DE
LA CULTURA
Uno de los aspectos
más dolorosos de la muerte de un hombre lo constituye el hecho de que toda su
formación, sus ideas, su cultura, desaparecen con él. Sus hijos no heredan ese
acervo cultural como lo hacen con sus características físicas. Esto sin contar
que la he-rencia cultural es selectiva: El hijo de un gran músico no es,
gene-ralmente, ni siquiera un músico regular. En cambio, el hijo de un hombre
con ojos oscuros, muy probablemente también los tendrá oscuros. Pero eso no es
todo. La transmisión de la cultura no se parece a la de los genes en muchas
otras características. Por ejem-plo, por lo general, se transmite a individuos
que no están relacio-
104
nados por
parentesco. Las ideas se transmiten con la misma facili-dad entre parientes que
entre extraños. La cultura es, de hecho, un fenómeno tan complejo, que el
hombre ha instituido un proceso de aprendizaje de ella que lleva una veintena
de años y en ningún caso cubre todas sus áreas con profundidad. La cultura es,
pues, tan vas-ta en la actualidad, que una sola persona no puede acumular toda
esa información. De aquí que tengamos la necesidad de construir bibliotecas,
hemerotecas, etc.
¿Y la evolución
biológica? Hemos visto que la evolución cultu-ral es un evento omnipresente en
nuestra sociedad, pero esto no quiere decir que algunos aspectos de la
evolución biológica, los extremos, no existan. Por ejemplo, la existencia de
algunos genes que producen enfermedades muy graves, a veces hasta mortales, aún
no han podido ser eliminadas. Esto es, las personas que tienen esos genes,
mueren, de allí que sigamos estando sujetos a la selec-ción natural y, por
tanto, a una evolución biológica. En la actuali-dad la medicina ya está
logrando que en la mayor parte de los ca-sos, estas personas sobrevivan. Uno de
ellos es el de la diabetes: se las mantiene sanas gracias a la constante
inyección de una proteína, la insulina, cuya falta produce la enfermedad. Más
aún, se está in-tentando llevar esta violación de "las leyes de la
naturaleza" a nive-les extremos: hoy en día se investiga la posibilidad de
"injertar" el gene que produce la insulina normal en personas
enfermas, de tal manera que se pueda no solamente curarlas, sino hacer que
puedan transmitir el gene normal a sus hijos. Esto demuestra que si
proyec-táramos hacia el futuro la evolución humana, podríamos predecir que la
evolución cultural será sin duda de hoy en adelante la mane-ra más común como
la humanidad se adaptará a su medio ambien-te, convirtiendo a la evolución
biológica en una alternativa cada vez menos importante.
105
AUNQUE LAS COMPARACIONES NO SON BUENAS...
Dicen que toda
comparación es mala, pero para entender un poco más lo que representa la
evolución cultural me gustaría compararla con la evolución biológica.
El proceso de
evolución biológica requiere de la aparición de variantes (mutaciones) que en
condiciones específicas serán selec-cionadas. En la evolución cultural sucede
algo semejante: se consi-deran ideas que aparecen y que bajo ciertas
condiciones socioeco-nómicas, también incrementarán en frecuencia las personas
que las comparten En la evolución biológica hemos hablado de genes que aumentan
su frecuencia en el fenómeno de adaptación (capítulo III). En la evolución
cultural las ideas constituyen características que modifican el acervo cultural
de las sociedades. La aparición de las mutaciones es un fenómeno independiente
de su posible adap-tación. En un ambiente acuático con mucha sal, por ejemplo,
no aparecen más frecuentemente mutaciones que adapten a los orga-nismos a las
altas concentraciones de sal que en un ambiente con poca salinidad. En cambio,
cuando hablamos de la generación de ideas siempre se dice que ciertas ideas
surgen con más frecuencia en ciertas condiciones socioeconómicas e históricas.
El cálculo infinitesimal desarrollado independientemente por Newton y Leib-niz,
o el concepto de selección natural propuesto también indepen-dientemente por
Darwin y Wallace, son ejemplos de que la apari-ción de ideas corresponde a
condiciones específicas de la sociedad.
Si comparamos la
transmisión de los genes con la de las ideas encontraremos que en el primer
caso la transmisión es vertical (de padres a hijos) única y exclusivamente
mientras que en el segundo ocurre también entre individuos de la misma
generación (transmi-sión horizontal). Esto quiere decir que el incremento en la
frecuen-cia de una idea en una población puede ser mucho más rápido que el que
se presenta en un gene.
106
La selección
natural opera en forma muy similar a la selección cultural. Cuando algún
individuo tiene una habilidad cultural que lo beneficia (ya sea una herramienta
, una tecnología particular o has-ta una receta de cocina), aparte de que muy
probablemente tendrá más recursos, poco a poco sus ideas, tecnologías o recetas
serán más frecuentes en la sociedad, de forma similar a como ocurre en la
selección biológica. Existe, por otro lado, un aspecto de la evo-lución
cultural que es completamente diferente de la natural. Una idea puede hacerse
más frecuente porque existe un proceso militar de imposición en el que un grupo
de hombres obliga a que cierta cultura y ciertas ideas predominen.
Por último, la
mortalidad o fecundidad no selectiva que tratamos en el capítulo II, que se
presenta en poblaciones pequeñas con mu-cha frecuencia y que genera
diversificación de las poblaciones, tiene un fenómeno paralelo en la evolución
cultural. Éste predice que en poblaciones aisladas existirá una mayor
divergencia sim-plemente porque algunas ideas tenderán a fijarse más
rápidamente en poblaciones de pocos individuos aunque no sean adaptativas. Este
hecho explica en parte las diferentes tradiciones y culturas que tienen algunas
tribus. Ideas más irreales tienden a fijarse más en sociedades pequeñas.
™™
107
La Ciencia desde
México es coordinada editorialmente por
MARCO ANTONIO
PULIDO Y MARÍA DEL CARMEN FARÍAS.
La publicación en
1859 de El origen de las especies de Charles Darwin, tras veinte años de
estudios y reflexiones posteriores a su famoso viaje de cinco años en el barco
Beagle en calidad de natura-lista de a bordo, provocó una revolución en el
mundo de la ciencia cuyos ecos no se han apagado todavía y que da lugar, aun en
nues-tros días, a acerbas discusiones.
EI doctor Daniel
Piñero apunta en De las bacterias al hombre: la evolución, un
libro que nos da un panorama general de la evolu-ción tal como es entendida en
la actualidad que, "a los quince años descubrí que existe una clara
homología entre las extremidades de los caballos y las nuestras. Que
modificando nuestra estructura ósea se puede obtener la de un perro y casi sin
hacer nada más la de un simio. La idea de transformación, de evolución, estaba
sembra-da y desde entonces he tratado de entender este hecho. En el proce-so he
aprendido mucho del mecanismo de la evolución, la historia de sus conceptos,
sus teóricos principales y los fenómenos más importantes. Para ello he
trabajado diversos aspectos de la biología
. Y la bioquímica,
la ecología y la genética han sido las herramien-tas que he usado para entender
la evolución"
Así, con amplio
acopio de ejemplos y recurriendo a una exposi-ción de notable claridad, Piñero
conduce al lector a los orígenes de la vida en nuestra Tierra, con el fin de
llenar algunas líneas de esas 3999 páginas de un libro del cual sólo conocemos
vida la última —
108
venturosa
comparación de la historia de la vida en comparacion con la vida del hombre—, a
un mundo raadicalmente distinto del que conocemos, poblado por organismos
unicelulares que a veces formaban colonias llamadas estromatolitos.
A partir de estos
remotos orígenes, se va explicando como el surgimiento de la atmósfera actual,
saturada de oxígeno, constituyó la primera contaminación ambiental de la
historia y, ya instalada la vida en tal ambiente, algunas células aprendieron a
vivir en simbio-sis o se especializaron para formar organismos más complejos; y
cómo éstos aparecen y desaparecen, hasta llegar al hombre. El au-tor afirma que
la teoría de la evolución es sólida y trata de resumir en este libro la idea de
que todo el conocimiento biológico actual gira alrededor de ella.
Daniel Piñero
estudió biología en la Facultad de Ciencias de la UNAM y se doctoró en la
Universidad de California en Davis, especializándose en genética de poblaciones
y evolución. Actual-mente colabora en programas de investigación y de formación
de personal en la UNAM.
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