TEORIA DE LA EVOLUCION La evolución es el proceso por el que una especie cambia con el de las generaciones. Dado que se lleva a cabo de manera muy lenta han de sucederse muchas generaciones antes de que empiece a hacerse evidente alguna variación Antes del siglo XIX existieron diversas hipótesis que intentaban explicar el origen de la vida sobre la Tierra. Las teorías creacionistas hacían referencia a un hecho puntual de la creación divina; por otra parte, las teorías de la generación espontánea defendían que la aparición de los vivos se producía de manera natural, a partir de la materia inerte. Una primera aproximación científica sobre tema es el trabajo de (1924), El origen de la sobre la Tierra, donde el químico ruso propone una explicación, vigente aún hoy hoy de la manera natural natural en que de la materia surgieron las primeras formas prebiológicas y, posteriormente el resto de los seres vivos. En segundo aspecto de la generación espontánea de de la vida tiene una respuesta convincente desde mediados del siglo XIX. En primer lugar; los experimentos realizados por Pasteur, Pasteur, y, de manera fundamental, con los bajos del naturalista británico Charles Darwin (1859), que en su obra El origen de las especies
aporta una explicación científica sobre la evolución o «descendencia con
modificación», término utilizado por el científico para definir este fenómenos. A pesar de que Charles Darwin ostenta el honor de haber elaborado esta teoría de manera científica y rigurosa, existieron importantes antecedentes —puede mencionarse en este sentido la aportación del d el propio abuelo de Darwin, Erasmo Darwin— que establecieron las primeras pautas del interés científico por estos temas. Sin duda, hay que destacar los estudios de Jean Baptiste de Monet, caballero de Lamarck (1744-1829), que inauguraron una corriente de pensamiento precursora en el estudio de la evolución de los seres vivos. La tesis fundamental del lamarquismo es la transmisión de los caracteres adquiridos como origen de la evolución; la causa de las modificaciones de dichos caracteres se encuentra en el uso o no de los diversos órganos, tesis que se resume en la siguiente frase: «La función crea el órgano». Lamarck resume sus ideas en Filosofía zoológica (1809), el primer trabajo científico donde se expone de manera clara y razonada una teoría sobre la evolución.
A lo largo de cinco años —entre 1831 y 1836—, Charles Darwin, viajando a bordo del Beagle, recogió datos botánicos, zoológicos y geológicos que le Permitieron establecer un conjunto de hipótesis que q ue cuestionaban las ideas precedentes sobre la generación espontánea de la vida. Durante los veinte años siguientes intentó aplicar estos datos a la formulación de una explicación coherente sobre la diversidad observada. En 1858, Darwin se vio obligado a Presentar sus trabajos, cuando recibió el manuscrito de un joven naturalista, A. R. Wallace, Wallace, que había llegado de manera independiente a ¡as mismas conclusiones que él, es decir, decir, a la idea de ¡a evolución por medio de ¡a selección natural. Tanto Darwin como Wallace habían tomado como base la obra de Malthus sobre el crecimiento de la población, en la que se establece que, dicho factor tiende a ser muy elevado, se mantiene constante dado que la disponibilidad de alimento y espacio son limitados; a partir de esta premisa p remisa la idea de la competencia. Con esta base argumental se pueden establece dos aspectos fundamentales que sustentan la teoría de Darwin y Wallace. Ambos científicos dan por sentado que los seres vivos pueden presentar clones. Esta idea, junto con la noción de competencia establecida anterior por Malthus, les lleva a establecer que estas variaciones pueden ser ventajas o no en el marco de dicha competencia. Por otro lado, como resultado de la lucha tiene lugar una selección natural que favorece a los individuos con variaciones ventajosas y tiende a eliminar a los menos eficaces en la consecución de los recursos necesarios para la vida. Sin embargo, existe un punto de discrepancia entre ambos. Wallace nunca compartió la idea de la selección expresada por Darwin en su obra El origen del
hombre (1871). Según Darwin algunos caracteres son preservados sólo porque permiten a los macho mayor eficacia en esta relación con las hembras. Desarrollo de la teoría de la evolución A finales del siglo XIX, el llamado neodarvinismo primitivo, que se basa en el principio de la selección natural como base de la evolución, encuentra en el biólogo alemán A. Weismann uno de sus principales exponentes. Esta hipótesis admite que las variaciones sobre las que actúa la selección se transmiten según las teorías de de la herencia enunciadas por Mendel, elemento que no pudo ser resuelto Darwin, pues en su época aún no se conocían las ideas del religioso austriaco. Durante el siglo XX, desde 1930 a 1950, se desarrolla la teoría neodarwinista moderna o teoría sintética,: denominada así porque surge a partir de la fusión de tres disciplinas diferentes: la genética, la sistemática y la paleontología. La creación de esta corriente viene marcada por la aparición de tres obras. La primera, relativa a los aspectos genéticos de la herencia, here ncia, es Genetics and the origin of species (1937). Su autor, T. H. Dobzhansky, plantea que las variaciones genéticas implicadas en la evolución son esencialmente mínimas y heredables, de acuerdo con las teorías de Mendel. El cambio que se introduce, y que coincide posteriormente con las aportaciones de otras disciplinas científicas, es a consideración de los seres vivos no como formas aisladas, sino como partícipes de una población. Esto implica entender los cambios como frecuencia génica de los alelos que determinan un carácter concreto. Si esta frecuencia es muy alta en lo que se refiere a la población, esto puede suponer la creación de una nueva especie. Más adelante, E. Mayr desarrollará en sus obras Systematics and the origin of the species (1942) y Animal species evolution (1963) dos conceptos muy importantes: por un lado, el concepto biológico de especie; por otra parte, Mayr plantea que la variación geográfica y las condiciones ambientales pueden llevar a la formación de nuevas especies. De este modo, se pueden originar dos especies distintas como consecuencia del aislamiento geográfico, o lo que es lo mismo, dando lugar, lugar, cuando intentamos el cruzamiento de dos individuos de cada una de estas poblaciones, a un descendiente no fértil. Atendiendo a las condiciones ambientales, en consonancia con las ideas de Dobzhansky. Dobzhansky., la selección actuaría conservando los alelos mejor adaptados a estas condiciones y eliminando los menos adaptados. En 1944 el paleontólogo G. G. Simpson publica la tercera obra clave para poder
comprender esta corriente de pensamiento: en Tempo and mode in evolution establece la unión entre la paleontología y la genética de poblaciones. Durante la segunda mitad del siglo XX se han planteado dos tendencias fundamentales, la denominada innovadora y el darvinismo conservador. conservador. La primera de ellas, cuyo máximo exponente es M. Kimura, propone una teoría llamada neutralista, que resta importancia al papel de la selección natural en la evolución, dejando paso al azar. azar. Por su parte, el neodarvinismo conservador, conservador, representado por E. O. Wilson, R. Dawkins y R. L Trivers, queda sustentada en el concepto de «gen egoísta»; según esta hipótesis, todo ocurre en la evolución como si cada gen tuviera por finalidad propagarse en la población. Por tanto, la competición no se produce entre individuos, sino entre los aletos rivales. Así, los animales y las plantas serían simplemente estrategias de supervivencia para los genes. Pruebas de la evolución Son pruebas basadas en criterios de d e morfología y anatomía comparada. Los conceptos de homología y analogía adquieren especial relevancia para la comprensión de las pruebas anatómicas. Se entiende por estructuras homólogas aquellas que tienen un origen común pero no cumplen necesariamente una misma función; por el contrario, las estructuras que pueden cumplir una misión similar pero poseen origen diferente, serían análogas. De esta manera, las alas de los insectos y las aves serían estructuras análogas, mientras que las extremidades anteriores de los mamíferos, que presentan un mismo origen pero que llevan a cabo funciones diversas —locomotora, natatoria, etc. —, constituirían estructuras homólogas. En relación a las pruebas embriológicas, hay que distinguir entre ontogenia —las distintas fases del desarrollo embrionario— y filogenia, concepto que hace referencia a las distintas formas evolutivas por las que han pasado p asado los antecesores de un individuo, es decir, decir, su desarrollo evolutivo. En los vertebrados, cuanto más cerca de la fase inicial se sitúan los embriones, más parecidos son; posteriormente, se van diferenciando progresivamente cuanto más cerca de la fase de adulto Terminal se encuentran. Otra de las pruebas clásicas es el estudio de los fósiles. El análisis de los distintos estratos geológicos demuestra la presencia de fósiles de invertebrados en los más antiguos; gradualmente, van apareciendo en los más recientes peces primitivos, y, y, finalmente, los fósiles correspondientes a los mamíferos y las aves.
ORIGEN DEL UNIVERSO Durante casi todo el transcurso de la historia de la Física y de la Astronomía modernas no hubo fundamentos adecuados, de observación y teóricos, sobre los cuales construir una historia del Universo primitivo. Desde mediados de la década del ‘60, todo esto ha cambiado. Se ha difundido la aceptación de una teoría sobre el Universo primitivo que los astrónomos suelen llamar “el modelo corriente”. Es muy similar a lo que a veces se denomina la teoría del Big Bang o “Gran explosión”, explosión”, pero complementada con indicaciones mucho más específicas sobre el contenido del Universo. Si escuchamos el silbato de un tren que se aleja rápidamente, su silbido nos parecerá más grave que si el tren estuviera quieto. El sonido parece tener una mayor longitud de onda cuando el tren se aleja. Esta situación corresponde al fenóme fenómeno no señala señalado do primera primeramen mente te por Johann Johann Dopple Dopplerr en 1842. 1842. De la misma misma manera, la luz de una fuente que se aleja es percibida como si tuviese una longitud mayor: si el color original fuera naranja, la luz se percibiría más rojiza. Esto se llama “corrimiento hacia el rojo” y es una manifestación del efecto Doppler en las ondas luminosas. Ciertos análisis de la luz proveniente de estrellas y galaxias muestran que, en la inmensa mayoría de los casos, hay un corrimiento hacia el rojo. Esto puede explicarse suponiendo un Universo en expansión en el que cada galaxia se aleja de las otras; como si fuese el resultado de algún género de explosión. A mediados de los años ‘60, A. Penzias y R. Wilson detectaron ondas de radio de longitudes longitudes cercanas cercanas a los 10 cm. (microondas), (microondas), procedentes procedentes del espacio espacio exterior exterior con una partic particula ularid ridad ad singul singular ar.. La intens intensida idad d de estas estas señale señaless era la misma misma independientemente de la dirección en que se situara la antena. Por lo tanto, no podían ser adjudicadas a ninguna estrella, galaxia o cuerpo estelar en particular. Estas microondas microondas parecían llenar todo el espacio y ser equivalentes equivalentes a la radiación radiación emitida por un cuerpo negro a 3K. Los astrofísicos teóricos comprendieron que esta “radiación cósmica de fondo de microondas” era compatible con la suposición de que en el pasado el Universo era muy denso y caliente. En el comienzo comienzo hubo una explosión. explosión. No como las que conocemos conocemos en la Tierra, que parten de un centro definido y se expanden expanden hasta abarcar abarcar una parte más o menos grande del aire circundante, sino una explosión que se produjo simultáneamente en
todas partes, llenando desde el comienzo todo el espacio y en la que cada partícula de materia se alejó rápidamente de toda otra partícula. “Todo el espacio”, en este contexto, puede significar, significar, o bien la totalidad de un Universo infinito, o
bien la
totalidad de un Universo finito que se curva sobre sí mismo como la superficie de una esfera. Ninguna de estas posibilidades es fácil de comprender, pero esto no debe ser un obstáculo; en el Universo primitivo, importa poco que el espacio sea finito o infinito.
Representación ilustrada del Big Bang.
Telescopio espacial Hubble (NASA). El corrimiento hacia el rojo en la composición espectral de la luz estelar puede ser interpretado suponiendo suponiendo que el Universo está en expansión.
Al cabo de un centésimo de segundo aproximadamente, que es el momento más primitivo del que podemos hablar con cierta seguridad, la temperatura fue de unos
cien mil millones (1011) de grados centígrados. Se trata de un calor mucho mayor aún que el de la estrella más caliente, tan grande, en verdad, que no pueden mantenerse unidos los componentes de la materia ordinaria: moléculas, átomos, ni siquiera núcleos de átomos. En cambio, la materia separada en esta explosión consistía en diversos tipos de las llamadas partículas elementales, que son el objeto de estudio de la moderna Física nuclear de altas energías.
Las microondas que se detectan con igual intensidad en cualquier dirección en que se apunte la antena, no pueden provenir de un cuerpo celeste en particular. Son propias del conjunto del Universo y hacen suponer que en el pasado éste era denso y caliente.
Un tipo de partícula presente en gran cantidad era el electrón, partícula con carga negativa que fluye por los cables transportadores de corriente eléctrica y constituye las partes exteriores de todos los átomos y moléculas del Universo actual. Otro tipo de partículas que abundaban en tiempos primitivos era el positrón, partícula de carga positiva que tiene la misma masa que el electrón. En el Universo actual, sólo se encuentran positrones en los laboratorios de altas energías, en algunas especies de radiac radiactiv tivida idad d y en los fenóme fenómenos nos astron astronómi ómicos cos violen violentos tos,, como como los rayos rayos cósmicos y las supernovas; pero en el Universo primitivo el número de positrones era casi exactamente igual al número de electrones. Además de los electrones y los positrones, había cantidades similares de diversas clases de neutrinos, fantasmales
partículas que carecen de masa y carga eléctrica. Finalmente, el Universo estaba lleno de fotones de luz. Estas partículas eran eran generadas continuamente a partir de la energía pura, y después de una corta vida, eran aniquiladas nuevamente. Su número, parlo tanto,
no estaba prefijado, sino que lo determinaba el balance
entre entre los proces procesos os de
creaci creación ón y de aniqui aniquilam lamien iento. to. De
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este este balanc balance, e,
inferir inferir que la densidad densidad de esta “sopa “sopa cósmica” cósmica”,, a una temperatura temperatura de
cien mil millones millones de grados, grados, era cuatro cuatro mil
millones millones (4. 10 a la 9) de veces
mayo mayorr que que la del del agua agua.. Hubo Hubo tamb tambié ién n una una pequ pequeñ eñaa conta ontami mina naci ción ón de partículas más pesadas, protones y neutrones, que en el mundo actual son los constituyentes de los núcleos atómicas. Las proporciones eran más o menos de un protón y un
neutrón por cada mil millones de electrones, positrones, neutrinos
o fotones. A medida que la explosión continuaba, la temperatura fue disminuyendo, hasta llegar a los treinta mil millones (3. 10 a la 10) de grados centígrados después de undécimo de segundo, diez mil millones de grados después de un segundo y tres mil millones de grados después de unos catorce segundos. Esta temperatura era suficientemente baja como para que los electrones y positrones comenzaran a aniquilarse más rápidamente de lo que podían ser recreados a partir de fotones y los neutrinos. La energía liberada en este aniquilamiento de materia hizo disminuir temporalmente la velocidad a la que se enfriaba el Universo, pero la temperatura continuo disminuyendo, para llegar a los 1000 millones de grados al final de los tres primeros minutos. Esta temperatura fue entonces suficiente para que los protones y neutrones empezaran a formar núcleos complejos, comenzando con el núcleo del hidr hidróge ógeno no pesa pesado do (o deut deuteri erio) o),, que que cons consis iste te en un prot protón ón y un neut neutró rón. n. La densidad era aún bastante elevada (un poco menor que la del agua), de modo que estos núcleos ligeros pudieron unirse rápidamente en el núcleo más estable del helio, que consiste en dos protones y dos neutrones. Al final de los tres primeros minutos, el Universo contenía principalmente luz, neutrinos y antineutrinos. Había también una pequeña cantidad de material nucl nuclea earr, form formad ado o ahor hora por por un 73 % de hidr hidróg ógen eno o y un 27 % de heli helio o, aproximadamente, y por un número igualmente pequeño de electrones que habían quedado de la época del aniquilamiento entre electrones y positrones. Esta materia siguió separándose y se volvió cada vez más fría y menos densa. Mucho más tarde, después de algunos cientos de miles de años, se enfrió lo suficiente como para que los electrones se unieran a los núcleos para formar átomos de hidrógeno y de helio. El gas gas resul resulta tant nte, e, bajo bajo la infl influe uenc ncia ia de la grav gravit itac ació ión, n, come comenz nzar aría ía a form formar ar agrupamientos que finalmente se condensarían para constituir las galaxias y las
estrellas del Universo actual. Pero los ingredientes con los que empezarían su vida las estrellas serian exactamente los preparados en los tres primeros minutos.
ORIGEN DE LA VIDA ORIGEN DE LA VIDA:
La uniformidad en la composición química y las funciones de los
componentes esenciales que forman los seres vivos, así como una serie de reacciones básicas metabólicas destinadas a obtener energía de los alimentos, son comunes en la gran mayoría de los organismos. org anismos. Esta similitud indica que la vida en la Tierra puede haber tenido un origen común. Todos los seres vivos organizados, desde el hombre a las formas más primitivas comparten dos sustancias químicas fundamentales, los ácidos nucleicos proteínas. Salvo en algunos virus, que se encuentran en la frontera entrE mas vivientes y no vivientes, en el resto de organismos el ADN es el material hE tarjo, que transmite las características de generación en generación. El ARN actúa en la traducción de este material genético. Por otro lado, a pesar de los distintos grados de complejidad, estas moléculas están formadas por unos elementos comunes veinte aminoácidos, las cinco bases nitrogenadas y el ácido fosfórico. Esta uniformidad en la composición química está presente de forma general en sus funciones, en la mayoría de los organismos coinciden las reacciones metabólicas para obtener la energía de los alimentos. Tradicionalmente, se creía que la vida había surgido de manera espontánea en determinadas condiciones favorables para ello. Una de las primeras referencias a esta hipótesis se encuentra en los escritos de Aristóteles. Personalidades Copérnico, Bacon, Galileo, Descartes o Goethe compartieron esta creencia rante los siglos XVI, XVII y XVIII se sucedieron los intentos de demostrar, demostrar, mediante ensayos de laboratorio, la generación espontánea de la vida. La controversia se tuvo entre los defensores y los detractores de esta teoría hasta el siglo XIX. Fue el científico francés Louis Pasteur quien demostró con sus experimentos que ni organismo vivo puede existir si no es como descendiente de organismos similares. Unos sesenta años después, los científicos A. Oparin y B. Haldane sugirió una teoría de una larga «evolución molecular abiogénica» sobre la Tierra, a través de la cual lentamente, se acumularon moléculas orgánicas hasta formar una «sopa primordial” La atmósfera del planeta primitivo era reductora, y si había oxígeno
