Evolución de los seres vivos

EVOLUCIÓN

El principio central de la vida

La evolución de los seres vivos es una evidencia apoyada en toda una serie de pruebas, entre las evidencias científicas de este proceso tenemos:

Evidencias Morfológicas: Se basa en la observación y análisis de órganos homólogos.  Existen órganos similares en estructura, desarrollo embriológico, y el modo en cómo están distribuidos en especies diferentes, se denominan homólogos, aunque sus funciones adaptativas sean distintas. Un ejemplo lo tenemos en la pata delantera en forma de aleta de una foca, el ala de un murciélago, la extremidad anterior de un caballo; este hecho hace pensar en un origen evolutivo común a todos ellos.  Aquellos órganos que solo se parecen en su apariencia, pero no tienen una estructura u origen común se denominan órganos análogos así las alas de la mariposa y las de las aves, estos no se tienen en cuenta como evidencia morfológica de la evolución.

Evidencias embriológicas. Hoy en día sabemos que los embriones de las formas superiores se parecen a los de las inferiores. Las etapas iniciales de los distintos vertebrados presentan embriones notablemente parecidos entre sí, siendo muy difíciles de distinguir. Este hecho se interpreta como prueba de una ascendencia común de todos ellos con una posterior diversificación en el transcurso de los tiempos.

Evidencias biogeográficas.  En algunos lugares, como el continente australiano, que ha estado aislado de los otros desde la era mesozoica hay una flora y una fauna peculiares, viven poblaciones de monotremas, como el ornitorrinco y de marsupiales como los canguros, que no se han encontrado en ningún otro lugar del planeta. Los mamíferos placentarios, más evolucionados aparecieron posteriormente a la separación del continente australiano y fueron sustituyendo los monotremas y los marsupiales en otras zonas del planeta.

Evidencias paleontológicas. Son las que se derivan del estudio de los fósiles. La presencia y distribución de éstos constituye uno de los argumentos más importantes a favor del hecho evolutivo:

1.- El número de fósiles diferentes y su complejidad disminuyen a medida que aumenta la antigüedad de las capas sedimentarias donde se encuentran. Esto hace pensar en un   desplegamiento evolutivo lento, desde las formas más primitivas hasta las actuales.

2.- En algunos casos concretos el registro fósil lo conocemos con tanto detalle que es posible reconstruir la evolución, paso a paso, es lo que se conoce como series filogenéticas.

3.- Ecológicamente el registro fósil es coherente con el hecho evolutivo, las plantas terrestres son más antiguas que los animales terrestres y los insectos anteriores a éstos.

LA HISTORIA DE LA VIDA.

La historia de los seres vivos en la Tierra la podemos realizar gracias al registro fósil. Se divide en dos grandes períodos de tiempo o eones: Precámbrico (tiempos en que la vida estaba oculta) y
Fanerozoico (tiempos de vida aparente).

EL EÓN PRECÁMBRICO

Este gran eón se divide a su vez en tres eras: Hadeica (entre 4.500 y 3.800 millones de años), la Arcaica (entre 3.800 y 2.500 millones de años) y la Proterozoica (entre 2.500 y 544 millones de años). Durante el Hadeico, el Sistema Solar, y con él la Tierra, se estaba formando dentro de una gran nube de gas y polvo. La Tierra nació cuando parte de esta materia se densificó. La corteza terrestre, sufrió muchos cambios, debido a las numerosas erupciones volcánicas.  Durante el Arcaico el planeta fue adquiriendo una configuración parecida a la actual. Nacieron los primeros océanos gracias al agua que cayó en forma de lluvia a partir de los gases emitidos por los volcanes. La atmósfera todavía no tenía oxígeno, estaba formada por CO2, N2, CH4, NH3 y vapor de agua. Estos océanos primitivos cálidos y poco profundos es conocido como la “teoría del caldo primitivo” Alexander Oparin (1922) y Haldane (1929)-. El origen de la vida en la Tierra se cree tuvo lugar hace aproximadamente 3800 m.a. Aunque los fósiles del Arcaico son muy escasos y de difícil estudio, es indudable que existen. Lo que indica que desde épocas remotas existió vida en la Tierra en formas muy sencillas.

Hace unos 3.000 millones de años comenzó la fotosíntesis: Algunas células comenzaron a fabricar sus primeros alimentos a partir del CO2 de la atmósfera y las sales minerales que tomaban de la Tierra utilizando la energía del Sol para realizar el proceso. La fotosíntesis comenzó a liberar oxígeno libre a la atmósfera. Pero el oxígeno también se convirtió en un veneno para los seres vivos que no desarrollaban la fotosíntesis, sino que tomaban para alimentarse moléculas orgánicas de su entorno, ya que el oxígeno destruía sus moléculas constituyentes por oxidación. Se produjo la primera extinción de especies a causa del O2 generado por otras.

Durante los casi 2.000 millones de años de la era proterozoico, los seres vivos aprendieron a aprovechar el O₂ del aire a través de la respiración para producir energía. Acababa de nacer la vida aerobia. Las primeras células eucariotas (con núcleo, más grandes y complejas) aparecieron hace unos 1.500 millones de años.

La gran diversificación de organismos que se produjo a partir de entonces permitió que se fuera desarrollando los procesos de reproducción sexual celulares hace unos 800 millones de años. Esto permitió el desarrollo de los primeros metazoos, animal con más de una célula diferenciada, hace 670 millones de años. Al final del período hay moluscos, gusanos y otros invertebrados marinos. Aparecen vegetales acuáticos primitivos como algas y hongos.

EL EÓN FANEROZOICO

Se divide en tres eras: la Paleozoica (entre 544 y 245 millones de años), la Mesozoica (entre 245 y 65 millones de años) y la Cenozoica (que incluye los últimos 65 millones de años).

Era Paleozoica: Se divide a su vez en seis períodos: Cámbrico (de 544 a 505 m.a.), Ordovícico (de 505 a 440 m.a.), Silúrico (de 440 a 410 m.a.), Devónico (de 410 a 360 m.a.), Carbonífero (de 360 a 286 m.a.) y Pérmico (de 286 a 245 m.a.).

Vida animal: En este momento ya están presentes todos los filum de invertebrados, animales sin columna vertebral, como estrellas de mar, corales, trilobites, esponjas, medusas, anémonas y crustáceos. Algunos de los cuales no tienen representantes actuales como es el caso de los trilobites. A lo largo de toda la era también se produjeron fases muy importantes en la evolución de los vertebrados, tenemos conocimientos de ellos desde el Ordovícico y se desarrollaron mucho en el Silúrico y en el Devónico. Se trata de peces, pues todavía no ha tenido lugar la colonización continental. De los peces de aletas lobuladas, se originaron en el Devónico los anfibios, que consiguieron un máximo desarrollo durante el Carbonífero.  Vida Vegetal: Durante el Devónico los briófitos plantas sin flores, vasos y raíces como los musgos, son el primer intento de adaptación al medio continental, pero las primeras plantas bien adaptadas al medio continental son los pteridofitos helechos y similares como equisetos y licopodios. En el Carbonífero aparecen los primeros árboles y con ellos los bosques, representados por coníferas primitivas, cuyos frutos tienen forma cónica, como pinos, cipreses y abetos.

Era Mesozoica: Formada por tres períodos: el Triásico (de 245 a 208 m.a.), el Jurásico (de 208 a 146 m.a.) y el Cretácico (de 146 a 65 m.a.).

Vida Animal: Se caracteriza por un tiempo de expansión biológica, tanto en los océanos como en los continentes, apoyada por unas condiciones climáticas cálidas y uniformes. Los vertebrados continentales predominantes durante el Mesozoico fueron los reptiles, con gran variedad de formas bien adaptadas a los diversos ambientes. Algunos grupos como los dinosaurios evolucionaron hacia formas gigantes y originaron los animales más grandes que han poblado la Tierra. Los primeros mamíferos fósiles se conocen a partir del Triásico y evolucionaron a partir de los reptiles del grupo de los terápsides. Las primeras aves aparecen en el Jurásico superior.

Vida vegetal: Es importante el gran desarrollo que tienen las gimnospermas, muy abundantes durante el Jurásico. Se produce un retroceso de las pteridospermas (grandes helechos arborescentes). Aparecen las angiospermas, plantas con semillas cubiertas, bien representadas ya en el Jurásico.

Era Cenozoica: Se divide en Terciaria (de 65 a 1,8 m.a.) -dividida a su vez en Paleoceno, Eoceno, Oligoceno, Mioceno y Plioceno- y en Cuaternaria (de 1,8 m.a. a la actualidad) (formada por el Pleistoceno y Holoceno). En general se caracteriza porque tanto la fauna como la flora son muy parecidas a las actuales.

Vida Animal: En los continentes se produce una gran radiación de mamíferos, que sustituyen a los reptiles como animales continentales predominantes. En cuanto a los primates se conocen fósiles desde el Paleoceno que evolucionaron a partir de pequeños mamíferos insectívoros. Los primeros simios se conocen desde el Eoceno y durante el Mioceno se produjo su diversificación con la aparición de los antepasados de los homínidos.

Vida Vegetal: Se caracteriza por la abundancia de las gimnospermas y la expansión de las angiospermas, que pasan a ser los vegetales dominantes.

CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO EVOLUTIVO

Desde la aparición de la vida, los seres vivos muestran una doble tendencia: la complejización y la diversificación. Las especies más recientes son las más complejas en sus estructuras y adaptaciones. Esta complejidad, estructural ha sido acompañada de una continua elevación de las facultades mentales, desde procesos automáticos insectos, hasta llegar al raciocinio en los seres humanos. Si bien en algunos, procesos se habla de evolución “regresiva”, por la cual de una forma superior de vida deriva una más sencilla. Tal es el caso de los parásitos que procedían de una vida libre e independiente, de las aves sin alas desarrolladas como las gallináceas, o el de las serpientes y lagartos sin patas, esta aparente regresión es un fenómeno poco usual y en todo caso está acompañado de la adquisición de estructuras bastante complejas en otros aspectos. Por ejemplo, la pérdida del aparato digestivo de la tenía fue acompañada de un desarrollo extraordinario de los mecanismos reproductores.

Charles Darwin, fue el primero en presentar una formulación acerca de la causa de la evolución que en líneas generales sigue siendo aceptada. Su teoría fue presentada en el año 1858, a la Linnean Society de Londres. Se apoyó en los datos reunidos en su viaje como naturalista a bordo del barco científico “Beagle”. Centró su estudio en la diversidad de formas vivientes que aparecían en diversos puntos geográficos, especialmente en las islas Galápagos. Influyeron en sus teorías las ideas que había leído en las obras de Malthus. Sus postulados pueden resumirse en cuatro puntos:

1.- El mundo no es estático, sino que cambia y evoluciona. Las especies varían y a veces se        extinguen tal y como muestra los registros fósiles.

2.- La evolución se desarrolla de una forma gradual y continua, no de una forma brusca.

En estos dos primeros puntos coincidía con Lamarck

3.- Para Darwin, los organismos similares estaban emparentados y descendían de un antepasado común, es lo que llamó “comunidad de descendientes”, frente a la idea de “generación espontánea” para cada línea evolutiva planteada por Lamarck.

4.- Entendía que la evolución no era resultado del “impulso vital” de Lamarck, ni de una simple cuestión de azar, sino el resultado de un proceso denominado “selección natural”.

Para Darwin existía una gran variabilidad en los caracteres de los individuos de una misma especie. Esta variabilidad, que era heredable, confería a determinados seres una mejor adaptación al medio que sus semejantes, lo que les permitía sobrevivir frente a la dura competencia que imponían los limitados recursos naturales frente al medio ambiente. Así, los individuos mejor adaptados eran poco a poco seleccionados frente a sus congéneres.

La Teoría Sintética

Es la que mayor aceptación tiene entre los biólogos. Se llama también Neodarwinismo porque amplía la teoría de la Evolución de Darwin con los actuales conocimientos de la herencia cromosómica, la genética de poblaciones, la noción de especie y otras ideas actuales de la Biología.  La teoría se fragua entre 1930 y 1950 fundamentalmente con los trabajos del genetista Th. Dobzhansky, el biogeógrafo E. Mayr, el paleontólogo G.G. Simpson, el biólogo J. Huxley y el botánico Stebbins. Las principales formulaciones que incorpora la teoría son:

1.- Los genes son los elementos determinantes de los caracteres sobre los cuales actúa la  evolución.

2.- Las mutaciones constituyen el origen o la causa de la variabilidad de las especies.

3.- La estructura y la distribución de las poblaciones tiene una gran importancia en la  aparición de especies nuevas. (Es el objeto de estudio de la llamada genética de poblaciones).

4.- El aislamiento reproductor tiene un papel clave en la aparición de especies nuevas.

Según la teoría sintética, el proceso evolutivo consta de dos etapas: la creación de la variabilidad y la selección natural. La primera etapa es la aparición en las especies de la variabilidad; ésta es creada fundamentalmente por la mutación –mutagénesis-, es un proceso aleatorio, es decir, no directivista, en el sentido que no está causada ni relacionada con lo que en ese momento necesite el organismo. Es más, es un proceso que desorganiza el ADN de las células, creando un alto grado de caos, lo que elimina a un elevado número de individuos.

Críticas a la Teoría Sintética. 

Aunque esta teoría constituye la ortodoxia de la explicación del hecho evolutivo no todos los científicos la apoyan. Existen investigadores que siguen sin convencerse de que la mutagénesis –según las teorías neodarwinistas, creadora de la variabilidad, y primera etapa del proceso evolutivo- sea capaz de crear órganos y estructuras de la complejidad del ojo de los mamíferos o el perfecto ensamblaje de un aparato de tanta complicación y precisión como la mandíbula de la hormiga león. Piensan que éstas son adquisiciones demasiado perfectas para ser fruto de una fuente de errores como es la mutación.

El Equilibrio Puntuado

Ha sido propuesta por dos brillantes paleontólogos norteamericanos S. J. Gould y N. Eldredge. El hecho del que parten es que se conocen muy pocos fósiles de especies intermedia, que sirvan de transición de unos grupos a otros. La explicación tradicional de los neodarwinistas a este hecho es que por un lado es lógico, dado que la transición se desarrolla en poblaciones pequeñas e inestables, y sobre todo en la suposición de que el registro fósil es incompleto.

Los partidarios de la teoría del equilibrio puntuado, enfocan este hecho de una manera totalmente diferente: aceptan el registro fósil tal como es y consideran que la aparición repentina de nuevas formas en medio del registro fósil, es un reflejo fiel de su formación a través de explosiones evolutivas, después de las cuales la especie retorna a una estabilidad profunda con pocos cambios evolutivos durante largos periodos de tiempo. En resumen, frente a una variación gradual en las especies –posición generalmente admitida-, postulan un saltacionismo o evolución a saltos, con alternancias de cortos períodos de convulsión y largas etapas de estatismo.

La Simbiogénesis

Hasta la bióloga americana Lynn Margulis el evolucionismo se centraba en el estudio de animales y plantas, se les consideraban actores de las innovaciones que han conducido a los actuales niveles de complejidad y especialización. Pero ella formuló que son las bacterias, hasta entonces sólo de interés para la patología médica, las artífices de esta complejidad.

La teoría de la endosimbiosis serial, presentada por Margulis, a partir del trabajo ignorado de científicos que la precedieron, explica el origen de las células eucariotas (origen de los reinos protistas, animales, hongos y plantas) a partir de la simbiosis de bacterias de vida libre. Fue presentada en un artículo en 1966 y desde entonces se ha ido abriendo camino con grandes dificultades. Según la teoría de la simbiogenesis, la mayoría de las adquisiciones de caracteres de los seres pluricelulares, son producto de la incorporación simbiótica de, principalmente, bacterias de vida libre. Margulis, resta valor a las mutaciones aleatorias postuladas por el neodarwinismo considerándolas meramente incidentales y plantea una nueva visión de la evolución por incorporación. Los organismos tenderíamos a organizarnos en consorcios: “La vida «independiente» tiende a juntarse y a resurgir como un nuevo todo en un nivel superior y más amplio de organización”.  Si el neodarwinismo considera al genoma una entidad fundamental en la evolución, con los errores producidos en su replicación como su motor, Margulis niega al genoma tal capacidad y otorga el protagonismo a los organismos. Para Margulis, son los organismos, los seres vivos, los que evolucionan y estampan el resultado de esa evolución en el genoma. Mientras que para el neodarwinismo el genoma sería el director del proceso y los organismos se limitarían a seguir sus dictados; para ella, los organismos serían los verdaderos actores del proceso y el genoma un registro que estos organismos se encargarían de rellenar y modificar.

Este pensamiento de Margulis sobre la evolución es tan radicalmente contrario a lo establecido por el neodarwinismo, actualmente modelo evolutivo dominante, que, de imponerse, acabaría con cien años de paradigma neodarwinista.

Adaptaciones al entorno:

Los seres vivos, como consecuencia del proceso de la evolución, presentan multitud de adaptaciones a los cambios que han sucedido en su entorno a lo largo del tiempo. Algunas de ellas son las siguientes:

Adaptaciones a los cambios diarios: como ocurre con especies de hábitos nocturnos en relación a las de hábitos diurnos

Estrategias de supervivencia: Ejemplo en especies de vida corta en las que se observa alta reproducción y alta descendencia en cambio las de ciclos de vida larga reciben mayor protección en las etapas iniciales

Especialización de especies:

Especies especialistas: dependen del aprovechamiento de un recurso especifico

Especies generalistas son aquellas poco especializadas con nichos ecológicos amplios

Adaptaciones al tipo de medio: especies acuáticas y especies terrestres

Las grandes extinciones
Primera gran extinción "extinción masiva del Ordovícico-Silúrico".

Sucedió: Hace 443 millones de años

Duración: Entre 500.000 y 1 millón de años

Balance: El 86% de las especies desaparecieron

Causa probable: explosión de una supernova provocó efectos devastadores en todos los seres vivos, causando su extinción.

Segunda gran extinción: "extinción masiva del Devónico-Carbonífero".

Sucedió: Hace 367 millones de años

Duración: 3 millones de años

Balance: El 82% de las especies desaparecieron

Causas: Los cambios en el nivel del mar, impactos de asteroides, el cambio climático y los nuevos tipos de plantas han sido responsabilizadas de esta extinción. nuevas plantas terrestres cuyas raíces removieron la tierra, liberando nutrientes en el océano, lo que podría haber hecho proliferar la población de algas, condujo a que estas absorbieran el oxígeno del agua y, por lo tanto, condenando la vida acuática animal y parte de la vegetal.

Tercera gran extinción

También se conoce como la "extinción masiva del Pérmico-Triásico".

Sucedió: Hace 251 millones de años

Duración: 1 millón de años

Balance: El 96% de las especies desaparecieron

Causas: El gran volumen de gases de efecto invernadero provocado por los millones de kilómetros cúbicos de lava expulsados (se habla de 3 billones de toneladas de carbono, suficientes para desencadenar un cambio climático masivo), generaron un calentamiento global que derivó en tal desastre.

Cuarta gran extinción

También se conoce como la "extinción masiva del Triásico-Jurásico".

Sucedió: Hace 210 millones de años

Duración: 1 millón de años

Balance: El 76% de las especies desaparecieron

Causas: cambio climático, las erupciones de basalto o el posible impacto de un asteroide. Lo cierto es que lo más es probable que de nuevo tengamos que buscar una causa volcánica con la fragmentación del supercontinente Pangea con erupciones masivas. Las temperaturas habrían subido tanto que afectaron de forma letal a la vida marina y terrestre.

Quinta gran extinción “extinción masiva del Cretácico-Paleógeno".

Sucedió: Hace 65 millones de años

Duración: No se conoce la duración exacta de este evento.

Balance: El 76% de las especies desaparecieron

Causas: el impacto de un gran asteroide que creó el cráter de Chicxulub, en la Península de Yucatán, causó el fin del reinado de los dinosaurios, pero no solo de ellos, sino de muchos otros organismos como muchas plantas con flores y el último de los pterosaurios.

Diez millones de años tarda la vida en recuperarse de una extinción masiva

Recuperar la diversidad de especies tras una extinción masiva lleva unos diez millones de años. El cálculo, hecho hace dos décadas, se basó en el estudio de la mayor de las cinco grandes extinciones conocidas: la del Pérmico-Triásico, que hace 250 millones de años mató al 90 por ciento de las especies del planeta. Su causa o causas no están claras: el impacto de un meteorito, un conjunto de enormes erupciones volcánicas, un cambio climático, la destrucción de la capa de ozono o simplemente una conjunción de varias causas. Las extinciones responden a las características de la evolución. Las extinciones masivas aniquilan todo el repertorio de adaptaciones evolutivas acumuladas durante eones (periodos de cientos de millones de años), y desarrollan otras adaptaciones que permiten generar nuevas especies a un ritmo comparable al de antes de la catástrofe.

En el análisis de los fósiles datados antes y después de la extinción masiva más famosa, no la más letal, hace 66 millones de años y que acabó con todos los dinosaurios, con dos tercios de las especies, aunque no con los mamíferos pequeños, ha delatado que la diversidad de los foraminíferos decayó drásticamente tras el impacto del famoso asteroide, y que sus especies supervivientes ocuparon con rapidez los nichos ecológicos que habían quedado disponibles. Pero no alcanzaron una biodiversidad similar a la previa a la extinción hasta pasados 10 millones de años.  Los estudios científicos señalan que el impacto del asteroide de hace 66 millones de años es el único suceso en la historia de la Tierra que causó un cambio más rápido que el del presente calentamiento global, así que esta catástrofe da pistas de una posible recuperación de la biodiversidad tras las grandes extinciones causadas por el ser humano. De hecho, algunos científicos piensan que la sexta gran extinción ya ha comenzado, impulsada por nuestra especie.

Fuente: https://www.muyinteresante.es/ciencia/articulo/por-que-tarda-la-vida-10-millones-de-anos-en-recuperarse-de-una-extincion-masiva

Realice el su cuaderno de apuntes, un cuadro que resuma la información de eones, eras y periodos geológicos.

Realice una exposición sobre el tema que usted seleccione de esta unidad temática. Puede ser también un juego organizado, una dinámica o dramatizado.

1.- Para subir a Class Room.  Realice en su cuaderno de apuntes el mapa conceptual sobre las grandes extinciones, acompañe su trabajo con imágenes alusivas al tema.  

2.- Resuma aspectos de las extinciones

3.- Como crees que termine la sexta extinción

BIBLIOGRAFÍA

Historia de las teorías evolucionistas Joaquin Templado

Los señores de tierra Ian Tattersall

El mono al desnudo Desmond Morris

"Adaptación de los seres vivos". Autor: María Estela Raffino. en: https://concepto.de/adaptacion-de-los-seres-vivos/. Consultado: 24 de abril de 2019.