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HISTORIA DE LA BIOLOGÍA Y LA EVOLUCIÓN
MÓDULO 1. DESARROLLO HISTÓRICO DEL CONOCIMIENTO EN BIOLOGÍA
HISTORIA DE LA BIOLOGÍA EN LA ANTIGÜEDAD
El término “ biología ” es propuesto en 1802 por Lamarck y Treviranus.
Los saberes protobiologicos son los conocimientos médicos y prácticos sobre el cuerpo humano, los animales y las plantas en todas las culturas por primitivas que sean. Por ejemplo, en la antigua China había cultivos de gusanos de seda y en Egipto se interesaban por la medicina, por la cirugía o por los jardines zoológicos y botánicos.
En la GRECIA CLÁSICA (600-500Ac) se inicia el pensamiento y el conocimiento organizado sobre lo que hoy llamamos biología.
- Hipócrates se empezó a interesar en la medicina. Propuso la doctrina de los cuatro humores (orden, armonía, equilibrio) en la que el cuerpo humano se basa en cuatro fluidos (sangre, bilis, flema y bilis negra) que regularían el equilibrio de los seres humanos (homeostasis). Se ha basado en el número 4 por los cuatro elementos del universo (tierra, agua, aire, fuego) o las propiedades fundamentales (caliente, frío, húmedo, seco). - Demócrito hizo alusión a la contingencia, el azar y la complejidad. - Aristóteles hizo una investigación empírica. Tenía una visión casual del mundo: causas materiales, formales y finales (telos). Su filosofía es teleológica, todo tiene un fin. Se interesa por la clasificación de los seres vivos. Distingue dos grandes grupos: anaima (animales sin sangre, invertebrados – moluscos, malacostráceos, eutoma y ostracodermos) y enaima (con sangre, vertebrados – cuadrúpedos vivíparos, cuadrúpedos ovíparos, aves y peces).
En ROMA destacan otros autores:
- Plinio es un compilador de toda la información que se conocía. Su libro es Naturalis Historia. - Galeno transmite los conocimientos de la medicina griega. Además va a realizar investigaciones en cadáveres donde adquiere información que va a incorporar a su libro. Deja a la posteridad un gran legado médico galeno.
En la EDAD MEDIA domina la religión y no se avanza mucho en la biología. Los árabes van a ser quienes desarrollen más el conocimiento.
- Avicena vuelve a recoger información sobre medicina incorporando nueva información.
En el RENACIMIENTO se recupera el interés por la ciencia. Algunos autores destacados son:
- Leonardo da Vinci es un gran investigador de la anatomía del cuerpo humano pero que no hizo conocer su información. - Vesalio también se centró mucho en la anatomía humana. Es profesor y autor de un libro elemental De humani corporis fabrica.
La botánica renacentista también avanzó.
En este momento hay unas grandes expediciones hacia áfrica o china que expande mucho los conocimientos.
PREFORMACIONISMO Y EPIGENISMO (S.XVI-S.XX)
Preformacionismo (S.XVII-XVIII). En el óvulo o en el espermatozoide, ya está preformado el futuro individuo. Está asociado a ideas fijistas y esencionalistas de lo vivo, atentas a la invariabilidad cerrada de la transmisión reproductiva y a la estabilidad de las formas vitales.
Ovistas. Dan prioridad a la madre. En el óvulo está el futuro del individuo.
- Malpighi descube los capilares sanguíneos. En su libro, afirmó ver los rudimentos del embrión en el huevo fertilizado de pollo. Esto fue tomado como un argumento irrefutable para los preformacionistas, a pesar de que Malpighi también había anotado que en el huevo sin fecundar no se hallaban estructuras. - Swammerdad estudió la microanatomía de insectos y afirmó haber distinguido en la fase de oruga y crisálida las estructuras que posteriormente aparecerían en la mariposa. - Graaf fue el primero que describió el óvulo. - Charles Bonnet describió la partenogénesis (las hembras dan lugar, sin el macho, a la siguiente generación). Fue el impulsor de la posibilidad de la preformación encajada , en la que, el ovario de la primera mujer contenía huevos que guardaban tanto todos los individuos que iba a haber, como toda la raza humana hasta la extinción de esta.
Animaculistas. En el espermatozoide está el futuro del individuo.
- Leeuwenhoek (primer microscopista) describe los espermatozoides gracias al uso de los microscopios.
Epigenismo. En su origen el ser vivo no está preformado sino que su estructura se va configurando y completando durante el desarrollo. Está asociado a ideas transformistas y “alquimistas” de lo vivo, atentas a los poderes generativos de la vida y a la plasticidad abierta de sus procesos.
La interpretación teleológica de Aristóteles estaría relacionado con esta teoría. Aristóteles defendería que el embrión tiene en potencia las estructuras definitivas del embrión, cuyo desarrollo actuaría como telos.
- Needham. Introodujo la idea de la generación espontánea. Sin embargo, Redi contradijo la idea de la generación espontánea al demostrar que los “gusanos” de la carne procedían de huevos previamente depositados por moscas. Igual que Spallanzani quién probó que no existía dicha generación espontánea, al hervir caldo de carne en un tubo de ensayo abierto (contaminado) y uno cerrado (limpio). Pero fue Louis Pasteur quien terminó de refutar la generación espontánea mediante un tubo de ensayo con cuello de cisne. - Caspar F. Wolff con la observación de nuevas estructuras embrionarias no preformarmadas, demostró que los órganos animales se forman por el plegamiento en tubos de capas homogéneas (descarta el pensamiento preformacionista). - Geoffroy Saint-Hilaire.
El trabajo de WATSON Y CRICK sobre la estructura del ADN fue el definitivo arranque de la biología molecular. En el ADN se vio que está la información que va a permitir el desarrollo del individuo mediante la expresión de los genes.
Jacob y Monod revelaron que el genoma contiene controladores que regulan otros genes. Este nuevo estudio desechaba las ideas preformacionistas y epigenistas vigentes antiguamente y desarrollaba la biología molecular.
LA EXPLORACIÓN DE LA DIVERSIDAD DE LA VIDA
La biología popular es tan antigua como las culturas humanas.
Herbarios y repertorios clásicos. Gracias al interés por los remedios medicinales, se crea un corpus de herbarios, bestiarios, y lapidarios, ya desde la antigüedad grecorromana , con una larga proyección en épocas posteriores. Dioscórides (griego) realizó un herbario de gran importancia y válido.
Parte de ese saber clásico es conservado por la civilización árabe como el Herbario de Al-Ghafiqi.
Herbarios medievales. En la Edad Media se pierde contacto con las plantas o animales reales que describen y se distancian del conocimiento empírico de los seres naturales. Además se mezcla conocimientos científicos con mitos o leyendas.
Naturalistas del renacimiento. Andrés Laguna , médico y botánico, realiza un doble movimiento: vuelve a los clásicos originales como el Dioscórides y lo renueva con nuevas investigaciones sobre las plantas.
El descubrimiento de América, las exploración de África o Asia traen nuevas especies que van a estimular la descripción, catalogación y clasificación de estas formas de vida, nuevas en Europa.
En esta época tiene mucha importancia la ICONOGRAFÍA , las imágenes, porque es una información muy descriptiva. Las imágenes vuelven a ser tomadas del natural y van a utilizar el grabado para poder reproducir varias imágenes. Leonhart Fuchs va a realizar un herbario hecho al natural, sin copiar las imágenes de otros libros.
También va a tener gran importancia los GABINETES Y COLECCIONES que es la posibilidad de conservar los ejemplares físicos (plantas, seres vivos). Estas colecciones permanecen en los jardines botánicos (especímenes en vivo), en museos.
La acumulación de especies botánicas y zoológicas es tan grande que va a ser necesario establecer un SISTEMA DE CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA. En el S.XVIII, época de la Ilustración, de la Enciclopedia y de la Razón, empuja el espíritu clasificador. Linneo va a ser quien va a inventar un modelo de clasificación. Para la clasificación hay que distinguir entre un sistema natural o artificial. Los sistemas naturales son aquellos en los que se sigue una afinidad evolutiva natural, es decir, descubriendo un orden ya existente. Un sistema artificial es aquel en el que se escoge un carácter cualquiera para establecer un orden. El sistema de clasificación de Linneo es exitoso porque se basa en la diferenciación de órganos sexuales (s. artificial). Sin embargo, hay un sistema natural de géneros y especies en los que Linneo cree que existen como fruto de la creación. El método nomenclatural permite unificar la sistemática, con un nombre binomial (género y epíteto específico) en latín. Toda esta información la recoge Linneo en su libro Systema naturae (1735). El sistema linneano está fundamentado en una creencia fijista, pero todavía se ha conservado.
Durante los S.XIX y XX se CONTINÚA CON EL PROYECTO DE LINNEO. La acumulación de conocimientos sobre las especies prolonga el proyecto linneano, reacomodándolo a los nuevos moldes teóricos. Además prosigue la exploración naturalista de nuevas regiones y de los océanos. Sin embargo, el desarrollo triunfante de la biología de laboratorio ha ocultado el mantenimiento de las exploraciones naturalistas relacionadas con nuevas disciplinas alejadas del laboratorio como la biología evolutiva, la ecología, la biogeografía.
En 1986 se acuña por primera vez el término BIODIVERSIDAD (muy recientemente).
GRANCES EXPEDICIONES CIENTÍFICAS
En el S.XVI, con el descubrimiento de América, y las expansiones hacia África y Asia se aumenta lo desconocido. Gonzalo Fernández de Oviedo fue un “político español” que anota las especies novedosas de esas tierras en la Historia general y natural de las Indias, islas y tierra firme del mar océano.
En la segunda mitad del S.XVI, destaca José de Acosta , religioso, que hizo estudios con ideas novedosas. Además realizó comparaciones entre América y Europa. Se centró en la fauna y observó que la fauna americana (jaguar) era similar a la europea (tigre) y podría haber habido una transformación (3 siglos antes que Darwin). Sin embargo, también había fauna que solo estaba allí. Además en América también había especies iguales que en Europa como los seres humanos y José de Acosta postulaba que los seres humanos podrían haber pasado por Siberia al continente Americano.
En el S.XVIII, Charles Marie de Condamine , naturalista y geógrafo francés, va a medir el meridiano terrestre.
Loefling es un naturalista y botánico sueco que estudió por primera vez la naturaleza en Venezuela. Loefling fue un “apóstol” de Linneo que visitó nuevas regiones para explorar nuevas especies.
Celestino Mutis es un botánico español que se embarcó en Colombia (Nueva Granada). Él coleccionó plantas y acumuló láminas a color (iconografía) a partir de estas nuevas especies. Sin embargo, su excepcional trabajo no fue publicado y no llegó a ser tan conocido.
Ruíz y Pavón también hicieron un gran trabajo sobre la flora de Perú y tampoco se llegó a publicar todo su trabajo porque les pilló la guerra.
James Cook, navegante y explorador británico, se centró en el Pacífico.
Alejandro Malaspina , navegante español, hizo una expedición por América y el Pacífico. Obtuvieron una gran información sobre botánica y zoología. Sin embargo, la mayor parte de la información no se publicó.
En el S.XIX, Félix de Azara , militar español, es enviado a Paraguay para delimitar la frontera entre el territorio portugués y español. Acaba siendo un zoólogo de mamíferos y aves. De nuevo, vuelven a surgir preguntas biológicas como la variación de las especies. Observa la aparición repentina de variaciones de caracteres heredables. Este concepto se conoce como mutación. Esta idea la desarrolló Darwin con la selección natural.
Alexander Von Humboldt , alemán, hizo un viaje a la América Española. Integra datos recogidos en explicaciones generales. Humboldt fue a España para buscar el permiso de investigación. En España va anotando la altura de los diferentes lugares por los que se mueve y va a realizar un corte geográfica de España. La exploración que él realiza es en América del Sur. Quiere recoger información física, geofísica (magnetismo terrestre), biológicas y humanas. Introduce la física del globo que es una ciencia total que integra todas las cuestiones científicas. Además desarrolla una geografía de las plantas para conocer su desarrollo y ubicación. También inventa las isolíneas que es una visualización de fenómenos a una gran escala geográfica.
A finales del S.XIX ya se habían hecho varias vueltas al mundo. La expedición del Challenger es la fundadora de la oceanografía moderna. Muestra que hay grandes fosas como las de las Marianas, cordilleras submarinas como la dorsal atlántica y busca nuevas especies en la profundidad del atlántico.
MÓDULO 2. EL FENÓMENO EVOLUTIVO Y SU CENTRALIDAD EN LA BIOLOGÍA
Parte I. el método científico I.1. ¿Cómo es la esfera de las creencias? – Mundo clásico
Podemos describir los objetos naturales, pero si queremos descubrir qué significan, como se relacionan, que tienen de diferentes que tienen en común, debemos descubrir lo que está oculto. ¿Cómo podemos descubrir estas cuestiones que no se aprecian de modo inmediato en la naturaleza? En el mundo antiguo los objetos naturales—las estrellas, las plantas, y el propio hombre (los monstruos, las enfermedades) — representaban un signo (=imagen) que tenía un significado. Este significado era diverso, por ejemplo un objeto natural podía tener un poder determinado.
El significado (= la idea que contiene el signo o una imagen) se construía en base a una relación de analogía entre la imagen y lo que evocaba por su parecido o por los valores que se le atribuían. Por ejemplo en la medicina natural (etnobotánica) una planta con una mancha parecida a un ojo, era para sanar la vista; las semillas de la granada y los piñones como tienen forma de diente, eran para sanar los dolores de muelas, etc… El significado de los astros guardaban relación con las imágenes que proyectaban, por ejemplo la constelación de Sagitario tiene forma de emperatriz, cuyo valor es la fertilidad y la riqueza. Lo mismo lo podemos extrapolar a lo religioso, los santos significan las virtudes humanas. La construcción de cualquier signo natural requería de una imagen. Aquel que conociera la relación entre signo (=una imagen) y su significado sería capaz de transcribir su poder: El que conoce esta relación es el “ mago ” (palabra que proviene de la voz imago imagen). Estos “magos” serían los sacerdotes, quirománticos, etc.…) de la antigüedad.
Con este enfoque nunca hubiésemos descubierto nada nuevo. Estaríamos en la esfera de las creencias que se caracteriza como vemos por: (1) delegar en un mago el sentido de los signos naturales; (2) porque sus conocimientos son inmutables. Es decir, independientemente de la cultura a la que pertenezca este individuo, el hombre barroco y el actual, cree en el tarot y sus signos del mismo modo. (3) si lo importante de los objetos naturales era pues: la relación entre su imagen y lo que representaba o significaba, lo que importaba es el efecto y no la causa pues no se cuestionaba su explicación.
I. 2.-¿Cómo es la esfera del conocimiento científico?
A diferencia de la creencia, la ciencia explora las distintas vías de la relación causa-efecto.
Relación causa-efecto: Para comprender un fenómeno hay que saber en virtud de qué causas ha surgido, qué es lo que lo ha engendrado, a qué está vinculado. Sólo formulando la cuestión de por qué, en virtud de qué causas tiene lugar, podremos comprender la esencia de los fenómenos que se producen en el mundo. Todo fenómeno tiene su origen, lo que lo engendra. Es precisamente lo que se llama “causa”. Lo que crea, produce o da vida a otro fenómeno y lo antecede en el tiempo recibe el nombre de causa. Lo que surge bajo la acción de la causa se denomina efecto.
A diferencia de la creencia la ciencia cambia diacrónicamente y su conocimiento (=epistemología) cambia mediante revoluciones.
2.1. Las revoluciones científicas
¿Cómo crece el conocimiento científico? Thomas S. Kuhn definió las Revoluciones científicas y las relacionó con las Revoluciones culturales. Cuando un rompecabezas se convierte en una anomalía, es decir cuando se duda de que el problema sea solucionable desde las teorías y reglas dominantes se inicia un periodo de crisis que en ocasiones acaba con el PARADIGMA dominante. Cuando se cambia de paradigma entonces se produce una revolución científica. La ciencia pues está continuamente cambiando y tiene un sentido diacrónico, pues los paradigmas se han sucedido. Desde el paradigma del homúnculo (es decir, el preformacionismo) a la actualidad ha habido muchos paradigmas científicos.
Paradigma científico: No es una teoría científica en sentido estricto, sino el conjunto de valores, hábitos, métodos, técnicas, y modelos que los miembros de una comunidad científica posen en común. Tiene sentido científico, social e histórico. Cuando rompemos un paradigma se produce una revolución científica, pues se producen cambios en todos estos aspectos al abordar un problema.
Paradigma actual: “todos los biólogos creemos en la evolución”, eso significa que asumimos que se ha diseñado una teoría o una ley capaz de explicar todo lo concerniente a la evolución, las sociedad respalda y premia a los científicos por ello, las sociedades científicas velan por ello en sus publicaciones, los métodos están diseñados bajo esos principios, etc.
2.2. Las primeras experiencias considerando la relación causa-efecto
En la ciencia escolástica , estudiada en las universidades de la EM y el Renacimiento, los axiomas que son principios y verdades irrefutables eran infranqueables. Cualquier conjunto de observaciones, nunca contradecían al axioma de partida.. Si esto fuese así el sol seguiría girando alrededor de la tierra; o seguiríamos creyendo en el homúnculo.
Esta ciencia escolástica^1 tuvo gran domino, por ejemplo se realizaban disecciones para ratificar lo que Galeno escribió en época Romana, y confirmar sus observaciones como axiomas irrefutables. La circulación de la sangre de Galeno era falsa. Galeno daba importancia al hígado al hablar de la circulación de la sangre^2. Cuando se presentaba algo que requiriese una explicación nunca se deducían los hechos observados sino que se seguía aprovechándose del sistema de explicaciones que había legado en la filosofía clásica.
(^1) La escolástica es el movimiento teológico y filosófico que intentó utilizar la filosofía grecolatina clásica para
comprender la revelación religiosa del cristianismo y que se aplicó en las universidades medievales- renacentistas.
(^2) Galeno : Existía una clase de sangre que partiendo del hígado corría por las venas hacia todas las partes del
cuerpo para realizar una función meramente nutritiva; mientras que había una segunda clase de sangre mezclada con espíritus vitales (pneuma) que recorría las arterias con función vivificadora. El corazón succionaba no impulsaba. La sangre venosa entraba por el lado derecho y atravesaba el septum del corazón para vivificarse. Este fue un axioma que perduró mucho tiempo.
Durante el Renacimiento se produjeron grandes avances que incluyeron la experimentación. “Nada de lo humano nos es desconocido” era una máxima renacentista, y hubo grandes descubrimientos en el campo de la medicina y de la fisiología es la anatomía humana. Las primeras experiencias científicas considerando la relación causa-efecto podríamos ejemplificarlas con William Harvey que mediante datos empíricos y cálculos utilizando animales fue el primero que demostró que el corazón es el órgano central, destruyendo el axioma de Galeno.
Paradigma actual sobre evolución.
Por ejemplo el ensayo “el gen egoísta” (del autor Richard Dawkins, 1976) es un exponente claro del paradigma que se basa científicamente en la herencia de la información genética y que argumenta sobre si los genes más capaces buscan perpetuarse en las poblaciones. Como colofón de la obra, Dawkins acuña el concepto de meme como agente responsable de la transmisión cultural en el ser humano, análogo al concepto de gen, y por lo tanto, sujeto a las mismas reglas básicas de la evolución (el egoísmo entre ellas).
[Intenta responder: ¿Cuáles son los contexto sociales en el que está inmerso el ensayo de Dawkins y que configurarían el paradigma? ¿Por ejemplo, guarda relación con el desarrollo de la ciencia de la información y la informática, por qué?]
Parte II. Las preguntas en Biología Evolutiva Si nos planteamos la ciencia como un saber capaz de resolver el porqué de las cosas, y mediante un método, tenemos que conocer previamente cuales son las preguntas que hay que resolver. Las preguntas en la biología han estado focalizadas en torno a tres cuestiones principales: (1) el problema del origen (especies), (2) el problema del diseño y (3) el problema de la pervivencia (una especie suele perdurar 5MA).
Estas tres cuestiones también fueron abordadas por la Teología Natural (en especial la Iglesia Sajona Anglicana), que buscaban un modelo religioso para comprender la relación entre la naturaleza y el hombre. Por ello la biología siempre ha sido conflictiva para la religión.
II.1. El problema del origen
Utilizamos dos ejemplos Carolus Linneo y George L. Leclerc, Conde de Buffon para mostrar que la primera fase en el estudio de la biología evolutiva no fue experimental, sino de recopilación de datos y observaciones. Nos sirven también para ejemplificar que la ciencia siempre va a estar ligada a hipótesis enfrentadas que están en continuo debate.
Carolus Linneo: La clasificación permite descubrir cómo están ordenados los elementos naturales, cuantos más grupos hagamos mejor sabemos cómo es el orden natural. El creador es quien impuso una regla de reproducción y multiplicación, y las plantas y su forma se rige por estas reglas sin escapar de los límites. Encontrar las reglas permitía conocer la organización impuesta por el creador. En el SISTEMA NATURA de Linneo, se plantean los criterios o atributos que siguió el creador para diferenciar las plantas. Estos criterios eran inmutables pues Linneo defendía la hipótesis de que las especies no cambian y han sido creadas una sola vez, en un único lugar y luego se diseminaron o dispersaron. Con los atributos pudo ordenar las plantas.
Dios dio a las plantas el poder de cambiar de apariencia externa mediante variaciones según sus ambientes (agua, luz etc.) y mediante la capacidad de hibridar. Esto explicaría porque encontramos algunos grupos de plantas en solo algunas partes del mundo.
Conde de Buffon: No cree en el sistema de Linneo porque considera arbitrario (convenio puesto por el ser humano) los géneros, las familias etc... Para Buffon solo existen las especies. Las especies tienen sentido material porque son estructuras orgánicas hechas de materia y son capaces de perpetuarse en el tiempo.
Las especies se pueden definir por su esencia (prototipo general). Sin embargo, las especies pueden degenerar debido al clima o a la alimentación, pero siempre hay una relación entre ellas pues tienen una historia en común. El concepto de especie de Buffon da sentido al concepto de especie tipológica.
Creacionismo y su falsación
Teniendo en cuenta las 3 cuestiones sobre la naturaleza, si estas las planteamos gráficamente siguiendo un modelo creacionista podemos representar el sentido de la naturaleza para este tipo de creencia. Las bases del actual creacionismo son equivalentes a los planteamientos de Linneo que se produjeron en 1700 (ver más adelante). A partir de lo que conocemos en la actualidad podemos afirmar que el creacionismo es una hipótesis que no se puede falsar (por lo tanto no es una ciencia), o bien es incapaz de explicar determinadas observaciones y por lo tanto se puede rechazar como hipótesis. Entre los argumentos que se pueden desarrollar están: i) la morfología causal ; ii) los órganos vestigiales ; iii) la posición del ser humano en la naturaleza. [¿Sois capaces de señalar alguna otra?]
Por ejemplo los órganos vestigiales: Si miramos ballenas y serpientes en ambos casos hay estructuras vestigiales. Si los organismos se hubiesen creado de un modo independiente, ¿cómo podemos explicar la existencia común de ambas estructuras funcionalmente ineficaces que no confieren ventaja alguna? [ Intenta responder: ¿de qué modo falsaríamos la hipótesis creacionista, con qué evidencias? ]
El concepto de especie tipológica no es válido, precisamente vais a ver que las variaciones de los individuos de una población son esenciales para que se produzcan el cambio evolutivo y son al mismo tiempo la materia prima de la se crea la diversidad biológica. De modo que precisamente lo que se consideraba como variaciones aberrantes se convierten en la esencia de la dinámica evolutiva. Además vais a ver que las especies pueden ser definidas desde un punto de vista biológico , basándonos en la genética, en su ecología, en su etología, estimando las variaciones que existen entre sus poblaciones, y como estas se relacionan con el medio. Las especies también pueden ser definidas desde un punto de vista histórico , teniendo en cuenta como se extienden y cambian en el tiempo.
II.2 El problema del diseño: el comienzo de la morfología
Una de las cuestiones que más nos sorprende de la naturaleza es que todo diseño parece que tiene una intención, que hay un encaje perfecto entre la forma y su función. Todo parece que tuviese una finalidad (¿para qué?). Esta idea fue defendida por Pangloss. Estas visiones han sido criticadas por Gould y Lewontin ( El pulgar del panda ). El diseño finalista del mundo significa que estamos en el mejor mundo posible.
La naturaleza aparentemente tiene muchos ejemplos de esta finalidad: por ejemplo la historia evolutiva de determinados grupos, vistos desde el presente pareciera que su evolución estaba dirigida. Por ejemplo, las aves si consideramos que este grupo ocupa un nuevo nicho y vuela, su evolución podría parecer que se ha basado exclusivamente en la determinación del vuelo. Sin embargo, ahora sabemos que en embriología no hay un único resultado final, hay grupos donde teniendo las larvas de distintas especies las mismas morfologías, los adultos puede llegar a tener formas muy diferentes como en los equinodermos. En la evolución de las aves, hubo momentos donde grupos de aves tempranas que se extinguieron habrían dado como resultado evolutivo configuraciones morfológicas y funcionales diferentes a las actuales. Por lo tanto, la evolución no sigue una finalidad.
2.1. Racionalizar la biología
El filósofo Immanuel Kant , en su Crítica de la razón pura intentó conjugar las leyes que regulan la materia con el hecho de que los diseños de los organismos guardan entre sí una “ finalidad ”. No podemos sustraernos al hecho de que a la función de algunas estructuras le corresponde el de un diseño único, por ejemplo un ojo. Pues bien su debate fue esencial para activar los estudios en biología y esencial para la elaboración de la teoría evolutiva.
Kant planteaba el siguiente dilema : si apelamos a la finalidad del diseño y suponemos que existe una última causa que justifica dicho diseño, entonces habría que apelar a la causa divina (un diseñador que conoce que función ha de tener una estructura determinada). Esta explicación es renunciar a conocer la naturaleza, pues más allá de la causa final divina no habría ningún otro argumento. Básicamente, la respuesta sería es así porque así se hizo, pero ¿por qué se hizo?, pues porque es así.
Kant planteaba que todo análisis científico de la naturaleza debía de incorporar también la causa material : ¿de qué está hecho?, y la causa mecánica : ¿tiene que ver el material de lo que está hecho con cómo
Especie Tipológica
Se basa exclusivamente en características morfológicas y se define por el conjunto de características esenciales capaces de representar a todos sus individuos.
Hagamos un ensayo en clase de cómo representamos un cazo. Yo hago la hipótesis de que al menos el 50% de la clase va a representar el mismo esquema de cazo. Y que de esta curva gaussiana nos van a quedar dos colas, aquellos cazos estarán distorsionados o algo modificados saliéndose de la norma. Estos casos serían para Buffon DEGENERACIONES O IMPERFECCIONES DE UN IDEAL, de una tipología. En cambio, Darwin propone que sin variaciones no hay evolución.
George Cuvier. Propuso mediante la aplicación de la Anatomía Comparada, que el reino animal estaba organizado en Filas. Los miembros de cada fila compartían órganos y funciones esenciales únicas, de modo que no pueden existir formas intermedias de transición entre ellas.
Richard Owen. Caracterizó el arquetipo del vertebrado (todo lo que tienen en común los vertebrados) y definió el concepto de homología como las partes correspondientes al mismo plan. La Homología General está basada en las relaciones principales por las que una serie de partes o una parte conduce al remite o al tipo general que es común para un grupo. La Homología Espacial está basada en la correspondencia de una parte o de un órgano entre diferentes animales, tal y como determina su posición relativa y conexiones.
Geoffroy Saint Hilaire. Propuso que la clave para conocer si una estructura es homóloga se basa en las relaciones de los patrones de conectividad entre las partes. Para Saint Hilaire: LOS ELEMENTOS DE CUALQUIER EXTREMIDAD GUARDAN EL MISMO PATRÓN DE CONECTIVIDAD. Su hipótesis incluía un gran espectro de organismos desde los invertebrados a los vertebrados. Este enunciado era una hipótesis muy general, pero muy poco explicativa. Por lo que encontró en su momento un gran número de detractores, entre ellos Cuvier. En cambio en la actualidad (1980) sabemos que existen unos genes Hox que son comunes en los grupos animales, y nos genes MADS para las plantas. Tuvo que pasar más de 100 años para confirmar este enunciado.
El término homología se contrapone al de analogía, la analogía se refiere a una semejanza debida a razones funcionales. Los ojos de los pulpos y el de los vertebrados, ambos tienen lentes y retina, y están adaptados a discernir figuras y formas, en cambio en detalla su construcción no resulta idéntica.
2) Método de anatomía comparada. El término de homología se convirtió en la clave para comparar, es decir en la base de la anatomía comparada. Para la anatomía comparada era primordial el referente espacial. Remane, en 1956, propuso una serie de criterios para valorar si dos estructuras son homólogas entre sí.
a) Criterio de conectividad. La correspondencia de posición relativa respecto a otras partes del cuerpo. Correspondencia topográfica. Cuáles son las invariantes y qué es lo que cambia. b) La correspondencia entre estructuras compuestas que tienen una determinada fisiología y función. c) La correspondencia en el desarrollo embrionario , ya que sólo así podemos apreciar todos las partes y su transformación.
Criterios de conectividad. Equivalencia: d – e – a – b – c.
Predarwinismo Darwinismo Especie Tipología Biología (variación) Diseño Homología (conectividad) Homología filogenética (antecesor común – hereda) Transformación Evolución Pervivencia No tiempo Tiempo (antecesor)
II.3. El problema de la pervivencia
Para considerar la pervivencia de los seres vivos hay que tener una noción del tiempo. Lo primero era conocer ¿Cuánta antigüedad tenía la Tierra?
Para algunos predarwinistas, como Bufón, la tierra y los seres vivos debían de tener una cierta antigüedad, y que la historia de los seres vivos guardaba una cierta relación con la historia de la tierra. La primera aproximación tuvo en cuenta el proceso de enfriamiento desde su origen, considerando que la tierra fue una bola de metal incandescente, los cálculos experimentales realizados cifraron la historia de la tierra en torno a centenas de miles de años (400.000; 600.000; 200.000). Con el estudio de la radiactividad, Rutherford encontró un nueva variable para calcular el tiempo geológico. La desintegración de algunos átomos era un fenómeno lineal, continuo e irreversible , de modo que se podía estimar con gran precisión su proceso de desintegración. Analizando el contenido las rocas del planeta y verificando este fenómeno en un gran número de muestras, para diferentes épocas, se dispone en la actualidad de datos muy precisos sobre las edades absolutas de cada uno de los periodos que habían sido caracterizados con el registro fósil. El fenómeno de la radiactividad y el fenómeno evolutivo son ambos irreversibles. De este modo, podemos calibrar las edades absolutas obtenidas con las rocas, con las edades relativas obtenidas a partir de las sucesiones de organismos en el tiempo (ver el significado de biocronología).
Sin embargo este saber es muy posterior al darvinismo. Si como creían los griegos y algunos científicos del siglo XVIII y comienzos del XIX la historia de la vida era circular , bajo está hipótesis no habría modo alguno de testar ningún evento evolutivo. Esta hipótesis es imposible de falsar y es científicamente inadmisible. Para estos, la naturaleza se debía mover como una cinta sin fin. En cambio, la evolución implica fenómenos irreversibles , por ello podemos ordenar los acontecimientos y las transformaciones de caracteres de los organismos.
A lo largo del siglo XIX, un nuevo paradigma emerge: “ EL PARADIGMA DEL PROGESO ”. Se expresó claramente en las ideas sobre el transformacionismo de Lamark (herencia de los caracteres adquiridos) y, más adelante, en las ideas evolutivas de Darwin. El transformacionismo se define por los cambios globales que transforman un tipo en otro mediante la herencia de caracteres adquiridos (esquema de escalera: a->b->c-d). Este mecanismo se contrapone al de Darwin , basado en la herencia + variación (esquema de árbol: ramificación y origen o ancestro común – conecta el presente con el pasado). Libro: Jeikel y Hyde , Stevenson.
Parte III. Las pruebas de los enunciados de Darwin III.1. De qué trata la evolución
El Darwinismo evolutivo intenta explicar la historia, la diversidad, la adaptación, y la complejidad de los organismos. Aborda el modo y las maneras en que los organismos cambian. Pero ese cambio, ha de ser drástico, no es una transformación, es una ruptura, una nueva configuración genética que lleva implícito nuevos mecanismos de reproducción y etológicos. En definitiva un cambio en las instrucciones genéticas y del desarrollo que define a una nueva especie. Darwin argumenta los mecanismos necesarios para el cambio, e incorpora al hombre en la evolución natural con el conjunto de los demás animales.
importancia de la transferencia horizontal de genes en los procariotas http://www.biochem.dal.ca/faculty-staff/faculty/doolittle.php.
1.2 La embriología: ¿Por qué los embriones humanos desarrollan hendiduras branquiales y arterias y venas asociadas a ese órgano y luego las pierden o las trasforman en órganos diferentes? E. Haeckel encontró que las semejanzas entre los embriones de los vertebrados y sus estadios ontogenéticos se debían a un proceso de recapitulación evolutiva. Las semejanzas que encontramos entre los organismos (homologías) y que se deben a factores hereditarios también se reflejan en su desarrollo embrionario. “Ley biogenética” de E. Haeckel suponía que la filogenia se podía seguir en la ontogenia.
Actualización : Actualmente en embriología se está estudiando el concepto de Filotipo , que implica que a lo largo de la embriogénesis de todas las especies de un mismo Fila comparten un estadio donde todos los embriones tienen el máximo grado de similitud. Se ha descubierto también que los embriones en sus estadios tempranos son muy diversos morfológicamente, después pasan por una etapa de máxima semejanza y luego vuelven a divergir morfológicamente. Por ello se ha planteado el modelo del reloj de arena.
2. SELECCIÓN NATURAL-ADAPTACIÓN = la selección natural como un juego continuo entre el azar (de la variabilidad) y los procesos selectivos de las capacidades adaptativas (que se heredan) de los organismos en su relación con el ambiente. Básicamente, si en una población existe variación fenotípica entre los individuos para un determinado carácter, la variación de ese carácter es heredable, y además, proporciona a los individuos una eficacia biológica diferencial (una mayor descendencia y/o supervivencia), en generaciones sucesivas se producirá una variación en la composición genética de los individuos que forman la población hacia la variante más eficaz.
Pruebas :
Regla de Bergmann. El tamaño de los individuos de las distintas poblaciones de una especie puede mostrar un gradiente en relación con la latitud, altitud o climas fríos. Observa esta condición en el ejemplo de los gorriones en Norteamérica. Los círculos de razas son también un ejemplo que confirma este supuesto.
3. MULTIPLICACIÓN DE LAS ESPECIES. Darwin aborda la multiplicación de las especies a partir de su experiencia con la distribución geográfica de los organismos.
Pruebas :
Las observaciones sobre la distribución geográfica de plantas y animales llevadas a cabo por Darwin en su viaje del Beagle le sirvieron para formular este enunciado. Darwin observó que la flora y la fauna de las Islas Galápagos estaban relacionadas con las del continente sudamericano pero diferían en ciertos aspectos. En cada isla existían formas diferenciadas. Esta diversidad la explicó como consecuencia de la dispersión (colonización) de nuevas tierras y por el subsiguiente aislamiento geográfico. La colonización de nuevos nichos con ambientes diferentes disparaban los mecanismos de adaptación incrementándose así la diversidad.
De igual modo en el registro fósil podemos encontrar especies en áreas geográficas que actualmente están separadas por grandes mares o barreras geográficas. Si tal y como suponía Darwin, el parentesco entre miembros de un grupo en el mismo continente es mayor que en entre continentes, entonces estas áreas geográficas actuales debieron de estar unidas en algún momento de la historia del planeta. Este supuesto se ha confirmado gracias a la tectónica de placas. Observa el ejemplo del Pérmico en la presentación.
4. GRADUALISMO EVOLUTIVO. La transformación evolutiva siempre procede de un modo gradual, la idea clave es que las especies han evolucionado gradualmente de un ancestro mediante un proceso lento , y en
cada estadio han mantenido su potencial adaptativo. Aquí subyace principalmente la idea de acumulación gradual de cambios, no sólo en cuanto a la especiación sino también al origen de grandes grupos. Y vamos a encontrar especies intermedias en momentos de transición. Sobre la idea de gradualismo se ha organizado el concepto de dirección del cambio, como una cadena de formas intermedias. Por lo que el objetivo de Darwin para confirmar su enunciado fue la búsqueda del eslabón perdido (missing links). Fruto de ello, surgen los famosos eslabones perdidos en los grandes hitos evolutivos como Tiktaalic (el paso del medio acuático al terrestre), Archaeopteryx (el paso a la vida aérea). Darwin llegó a la conclusión de que el registro fósil era incompleto, pues no encontraba suficientes eslabones perdidos en el registro fósil. Más adelante se pensó que no quedaría registro de las poblaciones donde se estaban fijando el nuevo carácter.
Pruebas :
El Gradualismo filético supone que la transformación de las especies se realiza mediante pequeños cambios acumulativos de modo las poblaciones evolucionan generando todos los estadios intermedios posibles, variantes que habrían sido moduladas por la selección natural. De este modo las formas intermedias representarían el conjunto de adaptaciones que habrían ido adquiriendo en relación con los nuevos ambientes. No siempre se encontrarían estas formas intermedias.
Actualización : Existen pruebas en el registro fósil de cambios graduales acumulativos en algunas especies. En cambio, la hipótesis de que todos los cambios evolutivos son graduales está parcialmente falsada, pues también existen cambios que se han producido de un modo brusco. Por ejemplo la rotación de un dedo oponible (hallux) en la pata de las aves, se debe a una modificación producida durante el desarrollo. Esta modificación no guarda en ninguna causa con un factor adaptativo , pero el carácter queda como un rasgo que permite nuevas funciones en las aves (“perching birds”). De igual modo el registro fósil nos muestra que la aparición de dedos en los tetrápodos fue un evento con múltiples soluciones. Como la mayor parte de los tetrápodos tienen 5 dedos (o en su desarrollo) pensaríamos que este es un número ventajoso adaptativamente. En cambio, encontramos especies en el registro fósil con 6, 7, 8 y 5 dedos. Los procesos de cambio evolutivo no tienen una dirección (recordar la idea de finalismo de Kant), los cambios no se producen con un objetivo prefijado, es más bien el efecto de que los estamos observando cuando estos han sucedido.
+ LECTURA CARMEZ ZAMORA MUÑOZ
