Biología Evolutiva (2). El árbol de la vida.

Biología & Genética

 

La evolución vista simplemente como una consecución de cambios a través del tiempo se puede dividir en dos elementos. El primero es el cambio incremental y persistente, de antepasado a descendiente, de padre a hijo, que da continuidad a la vida. Fue en esto donde Darwin tuvo tantos problemas para enfatizar gran parte de su trabajo: el proceso continuo y acumulativo de descendencia con modificaciones de generación a generación. Este elemento puede denominarse gradualismo, pero debido a que esto se ha vinculado tanto al debate sobre equilibrio puntuado probablemente se considere mejor como evolución normativa, ya que está generalizada y omnipresente, y es común a todos los cambios evolutivos. Ocurre todo el tiempo porque la variación, la mutación, el aislamiento, el flujo de genes, la deriva genética y la selección están inevitablemente presentes.

El segundo elemento es un lado más fundamental y radical del cambio evolutivo. El origen de una especie es más que una mutación más, pero significa un cambio radical en un linaje en evolución. Y no se detiene allí, por supuesto. La evolución de algunas especies es más significativa que la de otras. Existen diferencias entre una especie de escarabajo más y el primer vertebrado terrestre, o la primera criatura de sangre caliente. Sin embargo, incluso mirando más allá de eso, hay una diferencia entre la evolución de las principales adaptaciones y la evolución de sistemas biológicos completamente nuevos, como la multicelularidad. Estos elementos pueden denominarse como evolución de transición. Los humanos son únicos, en términos de las diferencias extremas entre ellos y otros organismos vivos, y el impacto que están teniendo en la biosfera puede verse, como se ha propuesto, como una de las principales transiciones de la evolución, a la par con los orígenes de los organismos multicelulares, la célula eucariota o la reproducción sexual. Para ello, explicaré en qué consisten las distintas transiciones evolutivas para la diversidad de la vida y sus consecuencias, de menos a más, como son la evolución de base, la especiación, las nuevas zonas adaptativas y las transiciones importantes.

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La evolución de base es el cambio evolutivo formado por la adquisición gradual de nuevos rasgos, a través de la mutación, de modo que el fenotipo de la especie cambia de manera incremental y que describió Darwin como la acumulación de pequeños cambios para producir una trayectoria de evolución y nuevas adaptaciones. Se puede producir a través de la selección, o como reconoceríamos ahora, también a través de procesos de deriva genética. Es el gradualismo darwiniano por excelencia: el número de manchas en el caparazón de un escarabajo o los diferentes tonos de coloración en los monos cercopitecos. Existe amplia evidencia sobre ésta en la evolución humana y, de hecho, sería imposible que ese no fuera el caso. Los cambios en el tamaño del cerebro, el tamaño del cuerpo, el tamaño dental y su forma han sido atestiguados con el tiempo.

La especiación es el siguiente nivel de transición. La diferencia clave entre ésta, que también se puede definir como la aparición de nuevos taxones, y la evolución de base es que ocurren trayectorias evolutivas independientes, y hay dos linajes donde había habido uno, y la diferencia donde había habido similitud. Esta cladogénesis es la base fundamental de la biodiversidad, y el mecanismo central es la especiación. Si bien esto puede ocurrir a través de la acumulación de cambios de línea de base, al final también requiere mecanismos adicionales, como el desplazamiento de caracteres, la alopatría o la incompatibilidad genética para que sea duradero. La aparición de nuevos taxones es una transición más importante en la evolución.

Identificar especies en la evolución humana, o incluso en cualquier registro paleontológico, es notoriamente difícil y controvertido. Hasta cierto punto, esto surge del deseo de aplicar el concepto de especie biológica (o la formación de barreras reproductivas entre los grupos de genes), que es claramente imposible de observar directamente. Es probable, por ejemplo, que algunos de los taxones propuestos sean variantes geográficas o cronológicas menores, en lugar de grandes cambios adaptativos, como por ejemplo la diferencia entre Paranthropus robustus y P. boisei., el primer homínido (posiblemente Sahelanthropus), el primer australopitecino (Australopithecus anamensis), el primer Homo del genéro como tal (Homo habilis) o el primer Homo que está totalmente alineado con los humanos modernos en proporciones corporales y faciales, el Homo sapiens

La aparición de nuevas especies en la evolución humana se ha relacionado con el cambio climático, y también con la variabilidad del clima. Otros han sugerido que las interacciones bióticas entre linajes competitivos proporcionan una mejor explicación, más en línea con la hipótesis de la Reina Roja. Cuanto mayor es el nivel de riqueza de especies, mayor es el número de especies que probablemente evolucionen, influenciadas por condiciones locales y más globales, mientras que la extinción tiende a estar más influenciada por factores ecológicos locales. Ambas están directamente relacionadas con el tercer nivel de transición evolutiva, el de nuevas zonas adaptativas.

Pequeños cambios como la evolución de diferencias fenotípicas menores, o incluso la aparición de nuevos taxones siguen siendo, en gran medida, el pequeño cambio de la biología evolutiva. La especiación es extraordinariamente común, de ahí las de 7 a 8 millones de especies conocidas. Sin embargo, en algunos casos, la escala de cambio evolutivo es tal que se logra una zona adaptativa completamente nueva.

Por ejemplo, es probable que la diferencia entre P. robustus y P. boisei haya sido adaptativamente trivial, reflejando más variantes geográficas que la novedad evolutiva pero, en su conjunto, el género Paranthropus representa un conjunto novedoso de adaptaciones, posiblemente relacionado con un nicho particular inaccesible para otras especies de homínidos. Sin embargo hay pocas dudas de que, en comparación con el supuesto antepasado común pasado con los Pan, los humanos, como punto final del linaje de los homínidos, definitivamente han entrado en una nueva zona adaptativa. Caracterizarlo puede ser complicado, pero hay poca disputa sobre eso.

Hay muchos candidatos para la naturaleza de la nueva zona adaptativa que ocupan los humanos. En cierto sentido, el nicho adaptativo humano es un todo único. Por ejemplo, los cerebros grandes están asociados con la mayoría de los otros rasgos fenotípicos que forman la base del comportamiento humano y, sin duda, a dado lugar a que seamos una especie sensible a la cultura, al pensamiento abstracto y simbólico, al aprendizaje, al lenguaje verbal o a la creación de nichos culturales que influyen en nuestras capacidades únicas. Esta complejidad puede dar lugar tanto a la capacidad para poder adaptarnos a multitud de ambientes o situaciones, y al último cambio, el de las transiciones importantes en la evolución.

Las transiciones importantes son aquellas en las que hay un cambio en el nivel de organización cuyas consecuencias son capaces de cambiar las reglas de la vida, como pueden ser la aparición de las células eucariotas, la reproducción sexual, el reino Animalia o la aparición del Homo sapiens y su capacidad para transformar el ambiente, con todo lo que conlleva. Si bien puede haber alguna duda sobre la evolución humana como una transformación radical genuina en la evolución, no puede haber ninguna sobre sus consecuencias. En términos de tasas de cambio ambiental causadas por los humanos, el impacto en las tasas de extinción y las consecuencias para la vida en la Tierra, no existe ninguna duda. Desde el comienzo del Holoceno hace 10,000 años, la tasa a la que se han roto los patrones de covarianza entre especies, algunos de los cuales han sido estables durante 300 Ma, ha aumentado considerablemente. También se ha argumentado que el impacto humano en el Holoceno ha resultado en la primera reestructuración importante de los sistemas tróficos desde el establecimiento de la herbivoría terrestre en el Pérmico Tardío. En ese contexto, la evolución de los humanos es una transición importante, e irreversible, para el árbol de la vida.

[1ª parte]

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Referencias:

Foley, R.A. (2005). Species diversity in human evolution: challenges and opportunitiesTrans. R. Soc. S. Afr. 60, 67–72.

Gould, S.J. (1980). Is a new and general theory of evolution emerging. Paleobiology, 6119–130.

Gould, S.J. (2003). The structure of evolutionary theoryCambridge, MAHarvard University Press.

Grant, B.R., Grant, P.R. (1989). Natural selection in a population of Darwin’s finchesAm. Nat., 133, 377–393.

Jungers, W.L., Grabowski, M., Hatala, K.G., Richmond, B.G. (2016). The evolution of body size and shape in the human careerPhil. Trans. R. Soc. B 371, 20150247.

Osada, N. (2004). Inferring the mode of speciation from genomic data: a study of the great apesGenetics, 169, 259–264.

Szathmáry, E. (2015). Toward major evolutionary transitions theory 2.0Proc. Natl Acad. Sci. USA, 112, 10, 104–10 111.

 

Canción recomendada para la lectura:

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