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HISTORIA DE LA BIOLOGÍA Y DE
LA EVOLUCIÓN
MÓDULO 1: HISTORIA DE LA BIOLOGÍA
El primer uso del término “biología” fue en 1802, hasta ese momento, la palabra no existe. Fue a través de autores como Lamarck con el Tratado de hidrogeología y de Treviranus con Biologie oder Philosophie der lebenden Natur. En la antigüedad la biología estaba presente en saberes protobiológicos, médicos y prácticos sobre animales y plantas en todas las culturas, por primitivas que sean. Entre el 4000 a.C. y el 3000 a.C., en China, el cultivo de gusanos de seda estaba muy extendido. Entre 2700 a.C. y el 2200 a.C., imperio antiguo en Egipto, medicina, cirugía, jardines zoológicos y botánicos. GRECIA CLÁSICA , Inicio del pensamiento y del conocimiento organizado de lo que hoy llamamos biología (años 600-550 a.C.). Personajes como Tales de Mileto y Anaximandro. Hipócrates: en la isla de Cos, se funda hacia el 600 a.C. la primera institución científica reconocida, una escuela de medicina cuya figura más destacada fue el propio Hipócrates y que, de hecho, suele considerarse el padre de la biología científica y de la medicina elabora una teoría general sobre la composición de la sustancia viva: ▲ Tratados médicos, Corpus Hippocraticum o cuerpo hipocrático, sobre medicina, embriología, fisiología y anatomía, 70 libros entre los que destaca el juramento hipocrático y Prognosis con la introducción del concepto de diagnóstico, así como estudios comparados de embriones de pollo y hombre, precursores del estudio de la embriogénesis, tema luego fundamental en la teoría evolutiva.
▲ Doctrina de los humores: según la cual, habría cuatro principales que eran la sangre, la bilis negra, la bilis amarilla y la flema. El equilibrio y desequilibrio de estos humores es el que determina el estado de salud del individuo. Es la primera vez en la historia que se introduce algo similar a la homeostasis. Habría también cuatro propiedades fundamentales: caliente, frío, húmedo y seco.
Aristóteles: filósofo que el cristianismo tomó como referente. En biología clasificó el mundo vivo, distinguiendo unas 500 especies de animales y plantas. Cree en la generación espontánea como origen de la vida, por tanto se trata de un pensamiento fijista. El origen de las cosas no era casual sino que seguía un plan concreto. Divide las plantas en dos grupos, con flores y sin flores; y en el campo de la zoología realiza numerosos estudios sobre anatomía, reproducción, etc. Clasifica loas animales en anaima (sin sangre) como moluscos y malacostráceos y eanamia (con sangre) como cuadrúpedos, aves y peces. ROMA , encontramos autores como Plinio y Galeno: Plinio el viejo (23-79 d.C.): el más grande de los naturalistas del Imperio Romano, sólo hay un libro: Naturalis Historia , donde escribe la historia de la naturaleza el 37 tomos. Establece un Canon para la recopilación del conocimiento. Galeno (129-199 d.C.): fisiología galénica, demostró que la médula espinal controla algún músculo, también descubre las funciones del riñón y la vejiga; el cerebro es el
órgano que controla la voz; lo que circula por las arterias es la sangre, no el aire,… (completar) EDAD MEDIA, quitando algunas aportaciones, es una mera etapa de transici ón entre le Edad Antigua y la Edad Moderna. Autores a destacar: Avicen a o Ibn Siná: procedente del actual Uzbekistán. Aporta ciertas cosas importantes como la circulación sanguínea, el sistema de válvulas, la estructura del ojo,… (completar). Otros autores a destacar son Alberto Magno, Federico II de Hohenstoifen y Monclino. RENACIMIENTO Leonardo da Vinci (1452-1519): muestra mucha curiosidad por la naturaleza. Se inclina por el conocimiento práctico de las cosas, no con libros. Entre sus obras contiene algún estudio de anatomía y la descripción del vuelo de las aves que aplicó a la ingeniería. Andrés Versalio: plasmó su conocimiento en tratados. Dioscórides: tiene láminas en tratados de botánica. El mundo natural se amplía enormemente, con muchos más seres vivos y plantas cuando en 1492, Cristóbal Colón descubre para los europeos el continente americano, que aportará tantísimas cosas.
MÓDULO 1: EL PROBLEMA DE LA ONTOGENIA, PREFORMACIONISMO
Y EPIGENISMO
Se entiende por preformacionismo la teoría por la cual se dice que el futuro individuo ya está preformado en el huevo (o el espermatozoide). Todo lo contrario que el epigenismo, cuya teoría dice que su estructura se va configurando y completando durante el desarrollo.
El preformacionismo está asociado a ideas fijistas y esencialistas de lo vivo, mientras que el epigenismo, al contrario, está asociado a ideas transformistas y “alquimistas” de lo vivo. Aristóteles (384-322a.C.): Interpretación teológica en términos de epigénesis. El embrión no contiene materialmente las estructuras definitivas que, sin embargo, alberga en potencia, de modo que el desarrollo es la realización de esa potencialidad, cuyo cumplimiento actúa como causa final o telos.
Marcello Malpighi (1628-1694): Importantes descripciones anatómicas vegetales y animales. Jan Swammerdam (1637-1680): Microanatomía de insectos (anatomista). Regnier de Graaf (1641-1673): Médico holandés que descubrió el óvulo materno (en realidad los folículos ováricos, que son los que llevan su nombre). Realizó importantes estudios sobe fisiología del aparato reproductor y del páncreas de los mamíferos.
Autores
preform
acionist
as y
Es a partir del Renacimie nto cuando comienzan
Homúncul o espermátic o según Hartsoeker
MÓD ULO 1: HISTORIA DE LA FISIOLOGÍA
FISIOL OGÍA ANIMAL Y HUMANA
•La respiración y la circulación
- El soplo vital •Los primeros replanteamientos
•Los cambios gaseosos y energéticos
•La fundación de la fisiología moderna, Claude Bernard.
- El funcionamiento nervioso y la neurona, Cajal. LA RESPIRACIÓN Y LA CIRCULACIÓN: EL SOPLO VITAL. En un principio no se sabía que fuese la sangre la que circulaba por las arterias, sino que se pensaba que éstas últimas contenían neuma (soplo vital). De manera que el corazón “recibe” el aire y es el que produce el calor interno los usando los pulmones como fuelle y el aire como refrigerador. Entre los siglos XV y XVIII se llevan a cabo los primeros replanteamientos a esta teoría: se lleva a cabo una descripción detallada de la anatomía (Vesalio y la escuela italiana) y fisiología (Haller) pulmonar y Malpighi con los alveolos hasta que Hooke desmonta el supuesto transporte de aire por las venas. Miguel Servet (1511-1553): Describe la circulación sanguínea pulmonar: del corazón a los pulmones y de estos al corazón. Ejecutado en la hoguera por los calvinistas. William Harvey (1578-1657): Estableció una nueva concepción de la circulación sanguínea que rebatía las interpretaciones previas. Harvey demostró que:
- El tabique cardíaco no deja pasar la sangre.
- La sangre fluye sin interrupción del ventrículo derecho por los pulmones al ventrículo izquierdo y de ahí a la aorta.
- Ambos ventrículos tienen funciones similares y el corazón no es otra cosa que un músculo.
- La sangre de las arterias fluye por los órganos y la misma sangre vuelve por las venas al corazón.
Los descubrimientos de Harvey fueron calando poco a poco en la medicina de la época, si bien es verdad que dejaban muchas incógnitas como el paso de la sangre de la arterias a las venas, algo que desveló Malpighi en el 61 con el descubrimiento de una red de capilares en el pulmón de una rana. LA RESPIRACIÓN Y LA CIRCULACIÓN: LOS CAMBIOS GASEOSOS Y ENERGÉTICOS. Se pensaba que el pulmón era un radiador que combustionaba y daba calor a la sangre. Era idea del flojisto, que era como un combustible para esos pulmones, de manera que seríamos cuerpos ricos en flojisto. Lavoisier pone una alternativa, la del oxígeno como combustible (con él llega la revolución química), un gas respirable y que en el proceso de combustión se desprende aire fijo (CO 2 ). No se entendía que los pulmones funcionasen a modo de horno, ya que de ser así se quemarían. Entonces surge la idea de una combustión lenta a partir del O 2 , que se distribuye por la sangre. En cuanto a la energética respiratoria, hay una larga trayectoria que va desde los estudios sobre la contracción muscular de Haller en 1766 a la descripción de la glucólisis y el ciclo de los nacidos tricarboxílicos de Krebs en 1949.
•La ventilación pulmonar •La circulación de la sangre, Servet y Harvey
•Del flogisto a Lavoisier •La cuestión del calor, Lagrange •La energética respiratoria, de Haller a Krebs
FUNDACIÓN DE LA FISIOLOGÍA MODERNA.
La fisiología moderna se forma como tal en el siglo XIX, y su figura cumbre es el francés Claude Bernard (1813-1878). Aporta estudios sobre las funciones reguladoras para entender el funcionamiento del organismo: función glucogénica del hígado, función vasomotora de los nervios, estructura de la médula espinal,… Define el concepto de Milieu Intérieur u HOMEOSTASIS. En cuanto a la filosofía biológica de Bernard, destaca que la ciencia debe renunciar a una respuesta sobre qué es la vida para limitarse a ser positivista. Pero para avanzar ha de proponer hipótesis, que nacen de la creatividad del científico y que deben ser contrastadas con la observación y la experimentación. Por último, destacar a Santiago Ramón y Cajal , con descubrimientos sobre anatomía, histología y fisiología del sistema nervioso, así como el concepto de neurona.
MÓDULO 1: LA EXPLORACIÓN DE LA DIVERSIDAD DE LA VIDA
Biología popular o “folk biology”: tan antigua como las propias culturas humanas, es reflejo tanto de pautas cognitivas como de la enorme diversidad de culturas y de las distintas naturalezas con las que históricamente han estado en contacto. Con respecto a los herbarios y repertorios clásicos, surgen de la mano del interés por los remedios medicinales ya desde la época grecorromana y que se prolonga en épocas posteriores. Durante la Edad Media se produce un divorcio entre el conocimiento empírico de los seres naturales y el conocimiento basado en libros que se copian en varios idiomas hasta perder el contacto con la plantas y animales que describen. El Renacimiento se registra un doble movimiento de revisión crítica de los clásicos, como la versión de Dioscórides del español Andrés Laguna, y de reanudación de la investigación directa de los seres naturales. Además la descripción, catalogación y clasificación de distintas formas de vida se ve estimulada por una ampliación del mundo conocido con los grandes viajes de exploración. La invención de la imprenta moderna de la mano e Gutemberg alrededor de 1440 fue clave para la clasificación y difusión del conocimiento. Por otra parte, la iconografía comienza a tener una importancia notable, pero dada la época de la histria en que nos encontramos, esta iconografía tendrá importantes limitaciones. Comienzan a aparecer los primeros gabinetes y colecciones, que proliferan durante la Edad Moderna, con el fin de acumular objetos de la historia natural, pero estos se veían más bien en manos de reyes y príncipes que en las de los propios naturalistas. También surgen los primeros jardines botánicos y numerosos museos.
Pehr Loefling (1729-1756), fundamentalmente botánico, enviado por Linneo a distintas regiones del mundo para explorar nuevas especies, fue el primero en investigar el territorio de Venezuela.
José Celestino Mutis (1732-1808), se trasladó a Nueva Granada, y allí observó la flora colombiana. Mutis se dio cuenta de que, además de que aquel ambiente no era adecuado para tener muestras vivas debido a la humedad, la iconografía de estas nuevas especies era fundamental para proporcionar la información necesaria a otros botánicos de estas plantas. Sus láminas quedaron inéditas en España ya que nunca se publicaron.
Hipólito Ruiz y José Pavón también se dedicaron a describir plantas, con la finalidad de, a la vuelta a la Península, publicar esa flora de Perú y Chile, finalmente inconclusa.
James Cook (1728-1779), realizó tres viajes por el Pacífico, durante los cuales muchas islas y costas fueron documentadas por primera vez en mapas europeos, siendo así de gran importancia para la exploración de Oceanía y del Pacífico, que eran las últimas fronteras para la ciencia.
Alejandro Malaspina (1754-1809), jefe líder de un gran proyecto expedicionario que recorre América y el Pacífico, intentó contrarrestar los logros de Hook, pero fue en vano ya que a su vuelta España fue acusado de traidor y encarcelado, por lo que sus descubrimientos quedaron sin publicar como la elaboración de nuevas cartas náuticas, observaciones geográficas, gran colección de especímenes botánicos y minerales. Pero la colección depositada en el Jardín Botánico, que aún se conserva, dio lugar a la descripción de nuevas especies por Cavanilles.
Félix de Azara (1746-1821) y la fauna del Paraguay. Es un aragonés militar, enviado a Sudamérica para colaborar en la delimitación en las colonias españolas y portuguesas en Argentina. Sin estudios biológicos como tal, ni información biológica, en su estancia allí estudia los seres vivos de la zona, y llega a hacer escritos sobre todo de zoología descriptiva, además de formular hipótesis y reflexiones sobre ecología, procesos evolutivos, etc. Propone el término mutación y lo documenta de una manera moderna. Esto de la mutación, entre otras cosas, influye a Darwin, años después.
Alexander von Humboldt (1769-1859), con educación científica, recorre Venezuela, Perú, Nueva Granada, México, Cuba, Estados Unidos, etc. Publica sus tomos convirtiéndose en una celebridad en Europa, y después en Estados Unidos. Propone la física del globo como una ciencia que estudia fenómenos naturales. Es el fundador de la geografía de las plantas, que dice que la posición de las plantas no es algo azaroso. Estudia fenómenos en la variación geográfica mediante unos mapas donde aparecen unas isolíneas que determinan zonas en las que cierta variable permanece estable.
Viaje del Beagle con Darwin (1831-1836): Charles Darwin se enrola en el Beagle como naturalista y colaborador del capitán Fitz-Roy. “El viaje del Beagle ha sido con diferencia el suceso más importante de mi vida y ha determinado toda mi carrera” dice Darwin en su Autobiografía.
Expedición del Challenger (s. XIX), en la que se observa el mar profundo. Se descubre la existencia de fosas, de muchas especies muy distintas en las zonas profundas de los océanos.
MÓDULO 1: LA TEORÍA CELULAR
Uno de los grandes problemas es de qué está constituida la materia viva. En este caso nos vamos a remontar al siglo XVII, con el inglés Robert Hook.
Antes del XVII había mucha especulación filosófica sobre esta incógnita, pero nada basado en la investigación. El microscopio juega un papel muy importante en este enigma. Robert Hooke, microscopista muy importante, publicó en 1665 el libro Micrographía, donde presentaba el relato de 50 observaciones microscópicas y telescópicas con detallados dibujos. Este libro contiene por primera vez la palabra célula. Hooke descubrió las células observando en el microscopio una laminilla de corcho, dándose cuenta que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas que recordaban a las celdillas de un panal, de ahí el nombre. No supo demostrar lo que estas celdillas significaban como constituyentes de los seres vivos. Lo que estaba observando eran células vegetales muertas con su característica forma poligonal. Hook también colaboró en la formación de sociedades científicas como la Royal Society de Londres.
Algunos otros microscopistas del XVII contribuirán de manera que, aún sin saber que están mostrando cosas con coherencia, sientan las bases de algunas cosas importantes:
Antoine van Leeuwenhoek (1632-1723). Científico neerlandés considerado el mejor de los primeros microscopistas biológicos, que realizó numerosas observaciones como las de los gametos masculinos, los animálculos, las bacterias, los famosos infusorios (protozoos) y otros organismos unicelulares.
Nehemiah Grew (1641-1712). Médico y botánico británico, que como microscopista observó la sustancia plástica fundamental, los granos de polen (órganos reproductores), así como las células de las plantas a las que se refiere como vesículas, las cuales no recibieron mayor estudio, por lo que no llegó a comprender su significado.
Durante el XVII la microscopia aporta muchas observaciones de diferentes estructuras. Pero en el siglo XVIII hay un estancamiento de las observaciones, ya que como no se descubre nada novedoso, se sigue investigando lo descubierto en el siglo anterior.
Albrecht von Haller (1708-1778). Fibras. En fisiología, von Haller escribe los Elementa physiologiae corporis humana. Estableció que existía algún tipo de relación entre el dolor y los nervios. En anatomía, von Haller es el representante más destacado de su época de la corriente mecanicista. En el campo de la embriología, la observación de huevos de aves cambió su forma de pensar, transformándose de epigenista a preformacionista.
también el tejido nervioso está formado por unidades discontinuas, discretas, etc, es un conjunto de células como el resto de tejidos conocidos, solo que están muy próximas. Él afirma que están contiguas, pero nunca continuas.
MÓDULO 2: HITOS CLAVES Y EVIDENCIAS EN LA EVOLUCIÓN
PARTE I: EL MÉTODO CIENTÍFICO
En la naturaleza orgánica todo tiene un significado. Podemos describir los objetos naturales, pero si queremos descubrir qué significan, estudiamos cómo se relacionan, que tienen de diferentes que tienen en común, debemos descubrir sus distintos niveles de organización desde las moléculas a las especies. Sin embargo estas preguntas no siempre se formularon del mismo modo. En el mundo antiguo la naturaleza la componían: los astros, el cielo, las almas, los ángeles, los seres vivos y el hombre.
La esfera de la creencia.
En los comienzos de la historia del conocimiento, las estrellas, las plantas, y el hombre (los monstruos, las enfermedades) tenían un signo, un poder determinado, un significado. Este signo se construía a partir de su propia imagen, existía una relación de semejanza: una planta con una mancha parecida a un ojo, era para sanar la vista… Los astros estaban también representados por imágenes, sagitario tiene forma de emperatriz, y muestra su fertilidad y riqueza. La construcción de cualquier signo requería de una imagen. Y esta imagen representaba la cosa y también su significado. Aquel que conoce el significado de la imagen es el mago (sacerdote, quiromántico, etc.…). Esta esfera es del saber INMUTABLE, el signo es el efecto y la propia causa (planta con forma de diente es para curar los dientes). ESTA ES LA ESFERA DE LA CREENCIA, que se aplica sobre el individuo que cree y no se cuestiona su explicación.
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.
¿Cómo es la esfera del conocimiento científico?
¿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.
Paradigma científico tiene un doble sentido, por un lado designa lo que los miembros de una comunidad poseen en común (los métodos, las técnicas, los modelos y los valores). Todos los biólogos creemos en la evolución. El paradigma sustituye a las reglas explicitas pues ya se ha diseñado una teoría o una ley que sirve de ejemplo p. ej. “el gen egoísta, se basa en el paradigma de que la información genética se hereda”. De modo, que ya sabemos cómo se transmiten los genes y ahora solo argumentamos sobre si los genes más capaces buscan perpetuarse en las poblaciones. Cuando rompemos un paradigma se produce una revolución científica.
La ciencia pues está continuamente cambiando, y tiene además un sentido histórico, tiene un sentido diacrónico pero los paradigmas se han sucedido: desde el homúnculo a la actualidad ha habido muchos paradigmas científicos. En la ciencia escolástica, los
axiomas eran infranqueables. Cualquier conjunto de observaciones, nunca contradecían al axioma de partida. Axioma= principio o verdad irrefutable. Si esto fuese así el sol seguiría girando alrededor de la tierra; o seguiríamos creyendo en el homúnculo.
Esta ciencia escolástica tuvo gran preponderancia, 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.
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. Primera ciencia que se transforma desde sus concepciones arcaicas a modernas por medio de la experimentación es la anatomía humana “nada de lo humano nos es desconocido” era una máxima renacentista. W. Harvey mediante datos empíricos y cálculos en animales es el primero que supone que el corazón es el órgano central, igual que para Copérnico lo era el sol.
El comienzo del método científico
Esta dinámica de la ciencia axiomática, se rompe con las definiciones del método científico por F. Bacon y por R. Descartes. Cada uno ejemplifica un método: el primero describe el método inductivo (que va de las partes al “todo”), mientras que el segundo propone el método Deductivo (que va del “todo” a las partes).
Ambas aproximaciones tienen sus problemas, de modo que los inductivistas han de explorar todas las variables posibles para enunciar una teoría, mientras que los deductivistas, que parten de una ley o de una teoría, tienen que saber que el enunciado de esta debe de ser verdadero para poder realizar predicciones.
Las dos aproximaciones se basan en la experimentación pero la aproximación inductiva se fundamenta en la verificación, mientras que la deductiva se organiza a partir de la falsación.
Verificar: Este término nos permite ratificar que cada observación se comporta del mismo modo cada vez que realizamos el experimento (Ej. si calentamos un metal este se dilata). Todos los metales verificamos que se dilatan y podemos de modo probabilístico decir que una ley se cumple. Una hipótesis o enunciado tendrá sentido siempre que se pueda verificar.
Se pueden corregir algunos enunciados, en casos que no se cumplan los resultados derivados de la experimentación. Pero estas correcciones tienen que tener sentido, no pueden ser ad hoc (esto es, cuando la argumentación se hace sin datos).
multiplicación, de las que las plantas se rigen y no se salen de los límites. Encontrar que reglas tienen era pues saber cómo habían sido organizadas por el creador, en cambio las variaciones en la apariencia externa era cuestión de la naturaleza. Entre los cambios que pudieron darse están el que puedan hibridar, eso hace que encontremos algunos grupos de plantas en partes del mundo que no están en otras..
Buffon: No cree en el sistema de Linneo, lo considera arbitrario, los géneros, etc...
Son argumentos propuestos por la mente humana, solo existen las especies. La especies tienen sentido porque son estructuras orgánicas hechas de materia que tiene un poder una fuerza inherente que se perpetua en el tiempo. Las especies pueden degenerar pero hay una relación entre ellas que tienen una historia en común. Existe en la naturaleza un prototipo general del especie a partir del cual, se pueden producir degeneraciones debidas al clima o a la alimentación.
Podemos realizar un esquema con estas tres cuestiones básicas en biología e intentar representar lo que cada una de estas propuestas representa en el esquema.
Pues bien las bases del actual creacionismo son equivalentes a los planteamientos de Linneo que se produjeron en 1700. Si planteamos estas cuestiones gráficamente podemos ver lo que representa para vida el esquema creacionista, y cuestionarnos aquellas evidencias que conocemos en la actualidad que no pueden ser explicadas por este modelo: i) la morfología causal; ii) los órganos vestigiales; iii) la posición del ser humano en la naturaleza. [¿Sois capaces de señalar alguna otra?] Si aplicamos lo que acabamos de describir como método científico esta hipótesis creacionista estaría totalmente falsada.
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? El que las serpientes actuales mantengan rudimentos de huesos que no tienen ningún sentido funcional, indica de nuevo que los organismos conservan información sobre su origen o su condición ancestral en este caso sobre su pasado reptiliano con 4 patas. [Intenta responder: ¿de qué modo confirmamos esta hipótesis?]
PARTE II. EL PROBLEMA DEL ORIGEN DE LAS ESPECIES
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 gausiana nos van a quedar dos colas donde los cazos estarán distorsionados o algo modificados saliéndose de la norma.
Este ejemplo representa lo que para los predarvinista era lo que debemos considerar el sujeto de estudio de la naturaleza: la especie. En su caso la Especie Tipológica, que utilizaba Buffon y Linneo y que se definía como: LA ESPECIES SON ENTIDADES FIJAS, DE MODO QUE SUS DIFERENCIAS EN FORMA, CONDUCTA, FISIOLOGÍA NO ERAN MAS QUE DESVIACIONES O IMPERFECCIONES DE UN IDEAL
Según las propiedades que asumamos que tienen las especies tenemos que ir fabricando nuevas hipótesis para conocer como es la organización natural. Así vais a ver que las especies pueden ser definidas desde un punto de vista biológico, basándonos en la genética, y en su ecología y etología y estimado las variaciones que existen entre sus poblaciones, y como estas se relacionan con el medio. El concepto de especie tipológica no es para nada 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.
El problema del diseño y la aparición 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 hay una finalidad una intención. La naturaleza tiene muchos ejemplos de esta finalidad: la adaptación es una, pero también el desarrollo embrionario, de un puñado de células surgen un individuo semejante a un adulto (ideas preformacionistas).
¿Tiene cualquier estructura que llevar implícito un “para que”?. Esta condición finalista de la vida, ha sido duramente criticada por Gould y Lewontin, y dada a conocer como explicaciones Panglossianas. El diseño funcional de los organismos y sus estructuras son bajo este finalismo “el mejor de los mundos posibles”. Así siempre se justifica que lo que existe en la actualidad es mediante una selección finalista lo mejor que podría existir.
El filósofo Immanuel Kant, en su Crítica de la razón pura intenta 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, entonces habría que apelar a la causa divina. Afirma que la existencia de un ser que diseña es renunciar a conocer la naturaleza, pues más allá no habría ningún otro argumento (es así porque así se hizo, pero ¿por qué se hizo?, pues porque es así).
I El punto de vista científico : Kant planteaba que todo análisis científico de la naturaleza debía de incorporar: la causa material: ¿de qué está hecho?, y la causa mecánica: ¿tiene que ver el material de lo que está hecho con cómo funciona? Sin embargo: Las meras leyes de la física no explican la ¿por qué organismos tan diferentes tienen el mismo diseño de ojo? ¿Cómo era posible que pulpos y vertebrados tuviesen el mismo diseño? Kant se opuso a la idea de transformación de las especies, porque no había evidencias experimentales.
II El problema : Y sin embargo, las leyes de la física no explican la pregunta de ¿por qué organismos diferentes tienen el mismo diseño de ojos?
No se cree en la transformación, primero porque en la reproducción de un ser vivo siempre vemos que el resultado es otro ser afín, que no cambia, y segundo, no existen formas intermedias y si así fuese, no serían igual de aptas.
Las discusiones científicas de Kant, fueron esenciales para los movimientos científicos de una de las épocas más prolíficas en teorías: el siglo XVII, el de la razón. En este momento la Naturfilosofía un movimiento interdisciplinar que surge en Alemania, Francia e Inglaterra, pretendía descubrir las fuerzas básicas de la Naturaleza. Siguiendo los enunciados de Kant debería de haber unos principios generadores comunes en los seres vivos, que podamos llegar a descubrir. Este paradigma le representa Frankenstein, donde se intenta crear vida a partir de la muerte a través de electricidad.
Owen, definió el arquetipo del vertebrado: toma los vertebrados, los disecciona y hace un modelo ideal de cada grupo, pero que no existe. Describier el denominador común para prestar antención en cómo cambian determinadas estructuras en diferentes animales. Busca invariantes asiciadas a ellas, observar transformaciones morfológicas. Definió el concepto de homología como las partes correspondientes al mismo plan. Homología General, basada en las relaciones principales por las que una serie de partes o una parte conduce a o remite al tipo general en que un grupo está constituido. Homología Especial, 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. En la actualidad sabemos que existen unos genes Hox que son comunes a ambos grupos de animales. Hubo 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.
- método anatomía comparada. Depende donde se fija la parte anterior y la posterior, hablamos de una cosa o de otra. Necsidad de un referente espacial en anatomía. El término de homología se convirtió en la clave para comparar, es decir en la base de la anatomía comparada. Remane en 1956, propuso una serie de criterios para valorar si dos estructuras son homólogas entre sí.
a. La correspondencia de posición relativa respecto a otras partes del cuerpo = correspondencia topográfica.
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.
[Aplicaremos estos criterios en un ejemplo de clase, pero observa también la imagen que relaciona las extremidades de los tetrápodos, busca los patrones invariantes, e intenta comprender cómo se mantienen a pesar de que haya cambios por ejemplo en el número de dígitos. Busca otros cambios en los distintos grupos y razona por qué se han dado].
PARTE
III. EL PROBLEMA DEL TIEMPO Y DEL PROGRESO.
Para llegar a formular la teoría evolutiva fue fundamental el disponer de una noción adecuada del tiempo. Para abordar la historia de la tierra
se necesitaba conocer cómo esta se había transformado. La primer a aproximación tuvo en cuenta el proceso de enfriamiento desde su origen, considerando que la tierra fue una bola de metal incand escente. Edad de la Tierra: Biblia (4.004 a.C.)<Kant<Buffon (65.000)<Físicos (24-40 0 m.a.)< Rutherford<Arthur Holmes (calibra el registro fósil porque la vida es irreversible)
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 el proceso. 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 vital son en ambos casos irreversibles. De este modo, podemos calibrar las edades absolutas con las edades relativas propias de la biocronología.
Si consideramos que existe una relación entre el tiempo de la tierra y el tiempo de la vida, nos movemos ahora dentro de un nuevo paradigma. El paradigma del progreso. Si como creían los griegos y algunos científicos del siglo XVIII y comienzos del XIX la historia de la vida era circular. Bajo este paradigma no habría modo alguno de testar ningún evento. Esta hipótesis es imposible de contrastar.
Esto no es científicamente admisible.
La naturaleza se mueve como una cinta sin fin. En LA HIPOTESIS DEL OMBLIGO (1857, Gosse) el mundo evoluciona siempre en círculo, de modo que volvemos al comienzo sin posibilidad de saber la edad de la tierra y del universo. En cambio, la evolución implica fenómenos irreversibles por ello podemos ordenar los acontecimientos.
El paradigma del progreso se expresa en las ideas sobre el transformacionismo de Lamark y en las ideas evolutivas de Darwin. Los postulados de Lamark permiten esquematizar cómo habría sido la dinámica de la naturaleza y su diversidad y se contrapone a la que Darwin propuso bajo los principios de la evolución. Los resultados son diferentes en ambos casos.
El transformacionismos se define por los cambios globales que transforman un tipo en otro. Esta transformación supone una progresión constante. De lo simple a lo complejo. De manera que tiene que haber un mecanismo que relaciones a las especies (la escalera de los seres): LA HERENCIA DE LOS CARACTERES ADQUIRIDOS.
La evolución:
El Darwinismo evolutivo intenta explicar la búsqueda de la relación entre un antecesor común y sus descendientes. Aborda el modo y las maneras en que los organismos cambian. 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. De acuerdo con esto, sólo sobreviven en promedio aquellos descendientes que hayan recibido una combinación de caracteres más ventajosos según el medio. La Teoría Darvinista necesita las Leyes de Mendel. Para que actúe la selección ha de haber suficiente variación. Para que la variación se
Ernest Mayr, genetista, padre de la biología
embrionario. Esta es “Ley biogenética ” de la evolución, que nos permite seguir el proceso embrionario y el filogenético al mismo tiempo.
- Selección natural-adaptación= la selección natural como un juego continuo entre el azar y un proceso selectivo de las capacidades adaptativas 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, en generaciones sucesivas se producirá una variación en la composición genética de los individuos que forman la población hacia la variante más eficaz.
Pruebas:
Distribución geográfica de una especie, donde hay un gradiente en uno de sus caracteres, como por ejemplo el tamaño. Observa esta condición en el ejemplo de los gorriones en Norteamérica.
Los círculos de razas son también un ejemplo que confirma este supuesto. La variación natural puede ser de tal naturaleza que llegue a generar especies distintas, además de que existe un continuo entre la variación interindividual y la interespecífica.
3. Multiplicación de las especies : La diversidad en el Espacio (Biogeografía) El desarrollo de este concepto no es completo hasta que no se formula la definición de especie. 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.
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 Diversidad en el Tiempo. 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. 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.
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. El gradualismo filético se aplicó en los estudios de clasificación de los organismos.
Pruebas:
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.
Como podéis comprobar la ciencia siempre está en continuo cambio, no existe una verdad absoluta, sino hipótesis que se confirman o que se falsan.
