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Este es un comienzo extraño, pero antes de entrar en cosas complicadas, quiero hablar sobre algo cercano y querido para mi corazón. Érase una vez, el maíz que conocemos y amamos (al menos yo lo hago), solía ser algo llamado teosinte, una pequeña planta verde que no se ve tan apetitosa. Es difícil de creer, lo sé, pero sucedió algo muy interesante. En el área que ahora es México, se identificó que esta planta tenía potencial como cultivo alimentario, por lo que los agricultores comenzaron a cultivarla intencionalmente. Siendo buenos agricultores, pensaron que tal vez si guardaban las semillas de las más grandes y seguían sembrando esas, sacarían más alimento de ellas. Resulta que tenían razón. Después de diez mil años de sembrar solo los que producían los granos más grandes, terminamos con el maíz como lo conocemos hoy. Es extraño pero completamente cierto y sucedió a través de un proceso que llamamos selección artificial.

En la naturaleza, pueden ocurrir cambios muy extraños a las especies con el tiempo, dada la suficiente presión del entorno que las rodea. La biología evolutiva es esencialmente el estudio de cómo los organismos han cambiado con el tiempo para convertirse en nuevas especies. El tema es un poco polémico, como todos sabemos, pero también hay muchos conceptos erróneos comunes sobre cómo funciona exactamente este proceso. Pensar en ello como un todo es difícil, con muchos puntos en los que es fácil quedarse colgado y confundirse. Entonces, en lugar de mirar el panorama general y extraño, debemos comenzar con una mirada más cercana a las pequeñas partes que componen el concepto. A medida que avancemos en este artículo, recuerde que, en última instancia, todas las especies necesitan sobrevivir y reproducirse porque así es como las especies continúan existiendo. Dicho esto, ¡echemos un vistazo!

Crédito: Pixabay.

ponerse en forma

Consideremos dos individuos, Tom y Jack. Tom es de extremidades largas, atlético, liviano y no tiene mucho vello corporal. Jack es más bajo, tiene una buena cantidad de cabello y una constitución más grande y con más grasa. Si pones a estos dos hombres en un bosque, es probable que Tom tenga un poco de ventaja al atravesar, escalar, etcétera. Sin embargo, tome el mismo par y colóquelos en una tundra ventosa y es probable que a Jack le vaya mucho mejor en el clima severo.

Cada entorno plantea sus propios desafíos únicos. Si vives en un área que tiene mucha agua, te irá mucho mejor si sabes nadar. Si vive en un área que tiene muchas plantas y cobertura, es menos probable que los depredadores lo vean si es pequeño y verde. Estos factores contribuyen a algo que llamamos fitness, que es una medida de qué tan bien está construido para sobrevivir y qué tan probable es que se reproduzca. De alguna manera, es un poco como la aptitud física en los humanos. Y, de manera similar, este estado físico afecta más que solo su apariencia.

La genética juega un papel muy importante en esto, y sus genes (genotipo) se expresan a través de sus características externas, llamadas su fenotipo. Los pequeños lagartos marrones que viven en un bosque están mostrando (expresando) genes que les dan el fenotipo pequeño y marrón, y tal vez incluso más que decirles que les guste permanecer en superficies que coincidan con su color. Lo que nos lleva a la siguiente idea principal, un proceso llamado selección natural.

Sesgo de selección

La selección natural analiza las diferencias en la probabilidad de supervivencia y reproducción en función del fenotipo de una especie. En última instancia, en la naturaleza, las criaturas que tienen genes que resultan en fenotipos aptos sobrevivirán y se reproducirán. De este concepto es de donde proviene el término supervivencia del más apto. Los sobrevivientes viven para tener descendencia y, por lo tanto, los genes en esa población comenzarán a inclinarse hacia ese genotipo sobreviviente más apto. Usemos un ejemplo.

Imagine que en un pastizal hay una población de saltamontes verdes, en su mayoría grandes. Les está yendo bien aquí porque la naturaleza proporciona mucha cobertura. Esta temporada, sin embargo, no llueve mucho y los pastizales comienzan a ponerse marrones y escasos. Esto significa que los saltamontes más grandes y brillantes se vuelven mucho más fáciles de ver para los depredadores y muchos de ellos son comidos. Entonces, la próxima generación de saltamontes termina siendo en su mayoría más pequeña y quizás un poco menos verde, porque los que sobrevivieron mejor al cambio en los pastizales fueron los que eran más difíciles de ver.

Esto es selección natural. Aquellos creados para sobrevivir en un entorno vivirán lo suficiente para tener descendencia, cambiando la variedad de genes en la próxima generación. El mismo proceso ocurre con plantas, hongos y microorganismos. Sin embargo, una cosa importante a tener en cuenta aquí es que esto solo es posible porque una población saludable tiene una amplia gama de genes para elegir. No todos los organismos de una especie serán del mismo tamaño o del mismo color o tendrán las mismas características.

Charles Darwin es considerado el padre de la biología evolutiva moderna. Desarrolló su teoría de la selección natural observando las variaciones entre las especies de las Islas Galápagos. Era más conocido por su estudio de las aves, todas las cuales ocupaban diferentes nichos en estas islas lejanas pero tenían semejanzas obvias con las especies del continente. Créditos de la imagen: John Gould.

Durante un largo período de tiempo y bajo mucha presión, una población de organismos puede cambiar de manera significativa. La razón por la que ahora estamos teniendo una crisis de antibióticos es que, después de muchos años de exponer a las bacterias a productos químicos diseñados para matarlas, las que tenían las peculiaridades genéticas que les permitían sobrevivir son las que pudieron multiplicarse. Así que ahora tenemos que lidiar con una gran cantidad de bacterias resistentes a los antibióticos que tienen secciones enteras de ADN que existen solo para contrarrestar estos medicamentos, pero eso, por supuesto, plantea una pregunta. Si antes no tenían estos genes, ¿por qué los tienen ahora?

Poder mutante

Crédito: Pixabay.

La mutación es un factor importante que influye en el proceso de evolución. De vez en cuando, cuando las células se están dividiendo, los mecanismos que copian fragmentos de datos genéticos cometen un error. Si bien a menudo puede causar problemas, a veces crea justo lo que un organismo necesita para sobrevivir. Una de las razones por las que el VIH ha sido tan difícil de curar es que su proceso de reproducción es inestable y propenso a errores genéticos. Lo que esto significa es que el medicamento funcionará con la mayoría de las partículas virales, pero no con todas. El virus está, por tanto, en constante evolución y el error, formas mutantes que le ayudan a sobrevivir para persistir debido a la selección natural.

Algunas mutaciones son abiertamente dañinas, como las mutaciones en los genes de la hemoglobina que causan la enfermedad de células falciformes, donde los glóbulos rojos se curvan en forma de hoz. La mutación hace que las células sean portadoras de oxígeno menos eficientes y más frágiles, y en ocasiones causan obstrucciones dolorosas y daños en los órganos. Sin embargo, estas mutaciones persisten porque si una persona es solo portadora, habiendo recibido el gen variante de un solo padre, tiene un efecto protector contra la malaria, una enfermedad común en las partes de África donde la anemia falciforme es más frecuente. La fragilidad de la célula debido a la estructura de la hemoglobina significa que la célula a menudo se romperá antes de que el parásito pueda reproducirse. Pero, dado que el resto de su hemoglobina es normal, no experimentan la mayoría de los efectos graves que se observan en personas con la forma completa de la enfermedad. El fenotipo portador es, por tanto, apto. La selección natural es un proceso realmente extraño.

Así que hemos analizado la mutación, la selección natural y la aptitud. Hemos analizado las bacterias y los virus y cómo estos factores los han hecho sobrevivir y evolucionar en una escala más pequeña y rápida. Ahora, ¿cómo se traduce eso en cosas más grandes y complejas?

Dándole sentido a todo

Imagina que hay una especie de mamífero terrestre que vive en un bosque. Muchos de ellos compiten por las mismas fuentes de alimento. Algunos de ellos han comenzado a escalar con la esperanza de encontrar otra fuente de alimento. Llega una mutación que hace que las garras de uno de los descendientes se curven un poco más, lo que hace que ese individuo sea mejor escalando. Sobrevive para reproducirse. Algunas generaciones más adelante, todos sus descendientes pueden tener estas garras curvas. En algún momento a lo largo de la línea, un descendiente nace con extremidades inusualmente largas que lo hacen mejor tanto para escalar como para saltar, esta descendencia individual puede hacerlo mejor que otros y así sucesivamente. Estos cambios menores pueden acumularse con el tiempo, al igual que los granos de teosinte más grandes que se plantan intencionalmente. En la naturaleza, sin embargo, se necesita mucho más que diez mil años para producir algo tan diferente como el maíz.

Deje que este grupo de mamíferos se adapte durante muchos miles de años con la selección natural que favorece los hábitos de trepar y cazar en los árboles. Al final de ese tiempo, si tomaras una de estas criaturas adaptadas a la escalada y las pusieras junto a los habitantes de la tierra, se verían muy diferentes. Pueden tener una forma corporal diferente, emitir sonidos diferentes, tener ojos adaptados para ver a distancia, etc. Y, debido a la cantidad de mutaciones y cambios genéticos que los llevaron a este punto, cualquier descendencia nacida de una mezcla de estas dos criaturas sería estéril como un ligre o una mula. Así, ahora tienes dos especies diferentes. Esto también habla de un concepto erróneo común, la idea de que si un organismo avanzó de otro, el primero debería desaparecer. Simplemente no es así como funciona el proceso.

En la naturaleza, las criaturas coexistirán, ya que un grupo permanece igual y otros experimentan cambios debido a la presión ambiental. Es extraño y difícil de apreciar por completo, pero tenemos algunas pruebas que pueden seguir el rastro. Piense incluso en el ligre que acabo de mencionar, el mero hecho de que un león y un tigre, dos especies distintas de dos regiones diferentes, puedan producir descendencia significa que sus genotipos deben ser lo suficientemente similares para que un embrión sea viable. Interpretamos que esto significa que estos grandes felinos deben tener alguna ascendencia en común.

¿Qué sabemos?

Aunque ocurre durante un período de tiempo muy largo en criaturas que tardan más en reproducirse que las bacterias o los virus, hay algunas formas en que podemos observar que la evolución es un proceso de actuación. Si un organismo ha avanzado de una forma a otra, es lógico que haya habido algunas formas intermedias. Bueno, aunque no siempre tenemos todas las piezas del rompecabezas, los fósiles que encontramos a menudo nos ayudan a llenar estos vacíos. Por ejemplo, entre los dinosaurios y las aves hemos encontrado especies de dinosaurios emplumados y alados como el Archaeopteryx .

También hay varios casos extraños en la naturaleza de organismos que desarrollan partes que no necesitan. Algunas especies de serpientes y lagartijas sin patas retienen una cintura pélvica sin una función real, los embriones de delfines en desarrollo todavía comienzan a desarrollar brotes en las extremidades traseras que se retraen después de un tiempo, y muchas especies que habitan en cuevas o madrigueras conservan ojos que no funcionan. El hecho de que exista la maquinaria genética requerida para hacer que estas estructuras sucedan, se presenta como evidencia de que estos genes tuvieron un propósito en algún momento de la historia de los organismos.

Hay otros factores a considerar también. La evidencia genética muestra con frecuencia diferencias bastante pequeñas entre una especie y otra de un tipo similar que no pueden reproducirse entre sí. De hecho, la evidencia genética muestra que una gran variedad de organismos tienen una cantidad sorprendente de genes en ballenas comunes, humanos, murciélagos y gatos, todos tienen los mismos huesos que forman sus extremidades anteriores. Pero, esto se mete en una discusión muy compleja y aguas turbias. Este artículo realmente solo sirve para dar un trasfondo de un concepto. Tome la información aquí, interprétela y piense en ella como quiera y, por supuesto, existen muchas otras excelentes fuentes de información sobre el tema. Ya sea que la evolución a mayor escala tenga sentido para usted o no, con suerte podemos al menos estar de acuerdo en que estos procesos de cambio más pequeños son cosas que podemos observar. A estas alturas, espero, la idea de qué es la evolución y cómo funciona es al menos un poco más clara.

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