Hace varios cientos de millones de años no había animales vertebrados en la tierra. Las únicas especies de vertebrados del mundo eran los peces, y todos vivían bajo el agua. La competencia por la comida era intensa.
Aquí es donde uno de los mejores ejemplos de selección natural entró en juego. Algunas especies de peces que vivían cerca de la costa desarrollaron una extraña mutación:la capacidad de impulsarse con sus aletas en el barro y la arena de la orilla.
Esto les dio acceso a fuentes de alimento a las que ningún otro pez podía acceder. La ventaja les dio un mayor éxito reproductivo, por lo que se transmitió la mutación.
ContenidoLa selección natural es el motor que impulsa la evolución. Los organismos individuales con la variación más adecuada para sobrevivir en sus circunstancias particulares tienen mayores posibilidades de transmitir ese rasgo a la siguiente generación.
Pero las plantas y los animales interactúan de maneras muy complejas con otros organismos y su entorno. Estos factores trabajan juntos para producir la sorprendentemente diversa gama de formas de vida presentes en la Tierra.
Al comprender la selección natural, podemos aprender por qué algunas plantas producen cianuro, por qué los conejos producen tanta descendencia, cómo los animales surgieron por primera vez del océano para vivir en la tierra y cómo algunos mamíferos finalmente regresaron. Incluso podemos aprender sobre la vida microscópica, como las bacterias y los virus, o descubrir cómo los humanos se convirtieron en humanos.
Charles Darwin acuñó el término "selección natural". Normalmente lo escucharás junto con el eslogan evolutivo, a menudo incomprendido, "supervivencia del más apto".
Pero la supervivencia del más apto no es necesariamente la sangrienta batalla de dientes y garras por la supervivencia que tendemos a imaginar (aunque a veces lo es).
Más bien, la selección natural ocurre cuando las especies cambian para adaptarse a la vida:qué tan eficiente es un árbol para dispersar semillas; la capacidad de un pez para encontrar un lugar seguro para desovar antes de poner sus huevos; la habilidad con la que un pájaro recupera semillas de la profunda y fragante copa de una flor; la resistencia de una bacteria a los antibióticos.
Con un poco de ayuda del propio Darwin, aprenderemos cómo la selección natural explica la asombrosa complejidad y diversidad de la vida en el planeta Tierra.
La evolución es el resultado de la tendencia de algunos organismos a tener mayor éxito reproductivo que otros:la selección natural.
Es importante recordar que las diferencias entre individuos, incluso entre individuos de diferentes generaciones, no constituyen evolución. Esas son sólo variaciones de rasgos.
Los rasgos son características heredables:pueden transmitirse de una generación a otra. No todos los rasgos son físicos:la capacidad de tolerar el contacto cercano con los humanos es un rasgo que evolucionó en los perros. A continuación se muestra un ejemplo que ayuda a explicar estos conceptos:
Los jugadores de baloncesto son generalmente altos, mientras que los jinetes son generalmente bajos. Esta es una variación genética del rasgo de altura. Los padres altos tienden a tener hijos altos, por lo que podemos ver que el rasgo es heredable.
Ahora imagine que surgen algunas condiciones que hacen que sea más probable que los jockeys se reproduzcan con éxito que los jugadores de baloncesto. Los jinetes tienen hijos con más frecuencia y estos niños tienden a ser bajos. Los jugadores de baloncesto tienen menos hijos, por lo que hay menos personas altas. Después de algunas generaciones, la altura media de los seres humanos disminuye. Los humanos han evolucionado para ser más bajos.
La evolución se trata de cambios a lo largo del tiempo, pero ¿cuál es el mecanismo que causa estos cambios? Cada ser vivo tiene todo lo relacionado con su construcción codificado en una estructura química especial llamada ADN.
Dentro del ADN hay secuencias químicas que definen un determinado rasgo o conjunto de rasgos. Estas secuencias se conocen como genes. La parte de cada gen que da como resultado la expresión variable de rasgos se llama alelo.
Debido a que un rasgo es una expresión de un alelo, la tendencia de un determinado rasgo a aparecer en una población se denomina frecuencia alélica. En esencia, la evolución es un cambio en las frecuencias de los alelos a lo largo de varias generaciones.
Los diferentes alelos (y, por tanto, diferentes rasgos) se crean de tres maneras:
La reproducción sexual en sí es un producto de la selección natural:los organismos que combinan genes de esta manera obtienen acceso a una mayor variedad de rasgos, lo que los hace más propensos a encontrar los rasgos correctos para sobrevivir.
Una población es un grupo definido de organismos. En términos de ciencia evolutiva, una población generalmente se refiere a un grupo de organismos que tienen acceso reproductivo entre sí. Por ejemplo, las cebras que viven en las llanuras de África son una población.
Si otras cebras salvajes vivieran en América del Sur (ninguna lo hace, pero supongamos que sí para el ejemplo), representarían una población diferente porque están demasiado lejos para aparearse con las cebras africanas. Los leones que viven en las llanuras de África también son una población diferente, porque los leones y las cebras son biológicamente incapaces de aparearse entre sí.
La aptitud es la clave de la selección natural. No estamos hablando de cuántas repeticiones puede realizar una nutria marina en el gimnasio; La aptitud biológica es la capacidad de un organismo para sobrevivir con éxito el tiempo suficiente para producir descendencia.
Más allá de eso, también refleja la capacidad de un organismo para reproducirse bien. No basta con que un árbol produzca un montón de semillas. Esas semillas necesitan la capacidad de terminar en un suelo fértil con suficientes recursos para germinar y crecer.
La aptitud y la selección natural fueron explicadas en detalle por primera vez por Charles Darwin, quien observó la vida silvestre en todo el mundo, tomó abundantes notas y luego trató de comprender lo que había visto. La selección natural probablemente se explica mejor con sus palabras, extraídas de su obra histórica "Sobre el origen de las especies".
El proceso de selección natural puede acelerarse enormemente mediante fuertes presiones demográficas. La presión demográfica es una circunstancia que dificulta la supervivencia de los organismos. Siempre hay algún tipo de presión demográfica, pero eventos como inundaciones, sequías o nuevos depredadores pueden aumentarla.
Bajo alta presión, más miembros de una población morirán antes de reproducirse. Esto significa que sólo aquellos individuos con rasgos que les permitan hacer frente a la nueva presión sobrevivirán y transmitirán sus alelos a la siguiente generación. Esto puede provocar cambios drásticos en las frecuencias de los alelos en una o dos generaciones.
Imagine una población de jirafas con individuos que varían en altura entre 10 y 20 pies de altura. Un día, un incendio forestal arrasa y destruye toda la vegetación por debajo de los 15 pies. Sólo las jirafas que miden más de 15 pies pueden alcanzar las hojas más altas para comer.
Las jirafas por debajo de esa altura no pueden encontrar alimento alguno. La mayoría de ellos mueren de hambre antes de poder reproducirse. En la siguiente generación nacen muy pocas jirafas de baja estatura. La altura promedio de la población aumenta varios pies.
Hay otras formas de afectar rápida y drásticamente la frecuencia de los alelos. Una forma es un cuello de botella en la población.
En una población grande, los alelos se distribuyen uniformemente entre toda la población. Si algún evento, como una enfermedad o una sequía, acaba con un gran porcentaje de la población, los individuos restantes pueden tener una frecuencia alélica muy diferente a la de la población en general.
Por pura casualidad, pueden tener una alta concentración de alelos que antes eran relativamente raros. A medida que estos individuos se reproducen, los rasgos que antes eran raros se convierten en el promedio de la población.
El efecto fundador también puede provocar una rápida evolución. Esto ocurre cuando un pequeño número de individuos migra a una nueva ubicación, "fundando" una nueva población que ya no se aparea con la población anterior.
Al igual que ocurre con un cuello de botella en una población, estos individuos pueden tener frecuencias alélicas inusuales, lo que lleva a que las generaciones posteriores tengan rasgos muy diferentes de la población original de donde emigraron los fundadores.
La diferencia entre cambios lentos y graduales a lo largo de muchas generaciones (gradualismo) y cambios rápidos bajo una alta presión demográfica intercalados con largos períodos de estabilidad evolutiva (equilibrio puntuado) es un debate continuo en la ciencia evolutiva.
Hasta ahora hemos considerado la selección natural como un agente de cambio. Sin embargo, cuando miramos alrededor del mundo, vemos muchos animales que han permanecido relativamente sin cambios durante decenas de miles de años; en algunos casos, incluso millones de años. Los tiburones son un ejemplo.
Resulta que la selección natural también es un agente de estabilidad.
A veces un organismo alcanza un estado de evolución en el que sus rasgos se adaptan muy bien a su entorno. Cuando no sucede nada que ejerza una fuerte presión poblacional sobre esa población, la selección natural favorece la frecuencia alélica ya presente.
Cuando las mutaciones causan nuevos rasgos, la selección natural los elimina porque no son tan eficientes como los demás.
El biólogo evolucionista Richard Dawkins escribió un libro llamado "El gen egoísta" en la década de 1970. El libro de Dawkins reformuló la evolución señalando que la selección natural favorece la transmisión de genes, no el organismo en sí.
Una vez que un organismo se ha reproducido con éxito, a la selección natural no le importa lo que suceda después. Esto explica por qué siguen existiendo ciertos rasgos extraños, rasgos que parecen causar daño al organismo pero benefician a los genes.
En algunas especies de arañas, la hembra se come al macho después del apareamiento. En lo que respecta a la selección natural, una araña macho que muere 30 segundos después del apareamiento tiene tanto éxito como otra que vive una vida plena y rica.
Desde la publicación de "El gen egoísta", la mayoría de los biólogos coinciden en que las ideas de Dawkins explican mucho sobre la selección natural, pero no responden a todo. Uno de los principales puntos conflictivos es el altruismo.
¿Por qué las personas (y muchas especies animales) hacen cosas buenas por los demás, incluso cuando eso no les ofrece ningún beneficio directo? Las investigaciones han demostrado que este comportamiento es instintivo y aparece sin entrenamiento cultural en bebés humanos [fuente:Barragán et al.]. También aparece en algunas especies de primates. ¿Por qué la selección natural favorecería el instinto de ayudar a los demás?
Una teoría gira en torno al parentesco. Las personas que están relacionadas contigo comparten muchos de tus genes. Ayudarlos podría contribuir a garantizar que algunos de sus genes se transmitan de padres a hijos. Imagine dos familias de humanos primitivos, ambas compitiendo por las mismas fuentes de alimento.
Una familia tiene alelos de altruismo:se ayudan mutuamente a cazar y compartir comida. La otra familia no lo hace:cazan por separado y cada humano solo come lo que puede pescar. El grupo cooperativo tiene más probabilidades de lograr el éxito reproductivo, transmitiendo los alelos del altruismo.
Los biólogos también están explorando un concepto conocido como superorganismo. Es básicamente un organismo formado por muchos organismos más pequeños. El superorganismo modelo es la colonia de insectos.
En una colonia de hormigas, sólo la reina y unos pocos machos pasarán sus genes a la siguiente generación. Miles de otras hormigas pasan toda su vida como obreras o zánganos sin ninguna posibilidad de transmitir sus genes directamente. Sin embargo, trabajan para contribuir al éxito de la colonia.
En términos del "gen egoísta", esto no tiene mucho sentido. Pero si consideramos una colonia de insectos como un solo organismo formado por muchas partes pequeñas (las hormigas), así es. Cada hormiga trabaja para asegurar el éxito reproductivo de la colonia en su conjunto. Algunos científicos piensan que el concepto de superorganismo puede usarse para explicar algunos aspectos de la evolución humana [fuente:Keim].
Todos los organismos poseen rasgos que ya no les confieren ningún beneficio real en términos de selección natural. Si el rasgo no daña al organismo, entonces la selección natural no lo eliminará, por lo que estos rasgos permanecen durante generaciones. El resultado:órganos y comportamientos que ya no cumplen su propósito original. Estos rasgos se denominan vestigiales.
Hay muchos ejemplos sólo en el cuerpo humano. El coxis es el remanente de la cola de un antepasado, y la capacidad de mover las orejas es un resto de un primate anterior que podía mover las orejas para identificar sonidos.
Las plantas también tienen rasgos vestigiales. Muchas plantas que alguna vez se reprodujeron sexualmente (requiriendo polinización por insectos) desarrollaron la capacidad de reproducirse asexualmente. Ya no necesitan insectos para polinizarlas, pero aún producen flores, que originalmente eran necesarias para atraer a los insectos a visitar la planta.
A veces, una mutación hace que un rasgo residual se exprese más plenamente. Esto se conoce como atavismo. Los humanos a veces nacemos con colas pequeñas. Es bastante común encontrar ballenas con patas traseras. A veces las serpientes tienen el equivalente a las uñas de los pies, aunque no tengan dedos. O pies.
Por lo general, pensamos en la evolución como algo que no vemos que suceda ante nuestros ojos, sino que miramos los fósiles para encontrar evidencia de que sucedió en el pasado. De hecho, la evolución bajo una intensa presión poblacional ocurre tan rápido que la hemos visto ocurrir dentro del lapso de una vida humana.
Los elefantes africanos suelen tener colmillos grandes. Algunas personas valoran mucho el marfil de los colmillos, por lo que los cazadores han cazado y matado elefantes para arrancarles los colmillos y venderlos (generalmente ilegalmente) durante décadas.
Algunos elefantes africanos tienen un rasgo poco común:nunca desarrollan colmillos. En 1930, alrededor del 1 por ciento de todos los elefantes no tenían colmillos. Los cazadores de marfil no se molestaron en matarlos porque no había marfil que recuperar. Mientras tanto, cientos de elefantes con colmillos fueron asesinados, muchos de ellos antes de que tuvieran la oportunidad de reproducirse.
Los alelos de "sin colmillos" se transmitieron a lo largo de unas pocas generaciones. El resultado:hasta la mitad de las hembras de elefante en algunas poblaciones modernas no tienen colmillos [fuente:BBC News, New York Times]. Desafortunadamente, este no es realmente un final feliz para los elefantes, ya que sus colmillos se utilizan para cavar y defenderse.
El gusano cogollero, una plaga que come y daña los cultivos de algodón, ha demostrado que la selección natural puede actuar incluso más rápido de lo que los científicos pueden diseñar algo genéticamente. Algunos cultivos de algodón han sido modificados genéticamente para producir una toxina que es dañina para la mayoría de los gusanos cogolleros.
Un pequeño número de gusanos cogolleros tenían una mutación que les daba inmunidad a la toxina. Se comieron el algodón y vivieron, mientras que todos los gusanos no inmunes morían. La intensa presión demográfica ha producido una amplia inmunidad a la toxina en toda la especie en el lapso de unos pocos años [fuente:EurekAlert].
Algunas especies de trébol desarrollaron una mutación que provocó que se formara cianuro venenoso en las células de la planta. Esto le dio al trébol un sabor amargo, lo que hizo que fuera menos probable que se comiera. Sin embargo, cuando la temperatura desciende por debajo del punto de congelación, algunas células se rompen, liberando cianuro en los tejidos de la planta y matándola.
En climas cálidos, la selección natural actuó a favor del trébol productor de cianuro, pero donde los inviernos son fríos, se favoreció al trébol sin cianuro. Cada tipo existe casi exclusivamente en cada zona climática [fuente:Purves].
¿Qué pasa con los humanos? ¿Estamos sujetos también a la selección natural? Es seguro que lo éramos:los humanos sólo nos convertimos en humanos porque una variedad de rasgos (cerebros más grandes, caminar erguidos) confirieron ventajas a los primates que los desarrollaron. Pero somos capaces de influir directamente en la distribución de nuestros genes.
Podemos utilizar métodos anticonceptivos, de modo que aquellos que sean "más aptos" en términos de selección natural no transmitan nuestros genes en absoluto. Usamos la medicina y la ciencia para permitir que vivan (y se reproduzcan) muchas personas que de otro modo probablemente no sobrevivirían más allá de la niñez. Al igual que los animales domesticados, que criamos para favorecer específicamente ciertos rasgos, los humanos estamos influenciados por una especie de selección antinatural.
Sin embargo, todavía estamos evolucionando. Algunos humanos tienen más éxito reproductivo que otros, y los factores que afectan esa ecuación han añadido una capa de complejidad humana a las ya complicadas interacciones del mundo animal.
En otras palabras, no sabemos realmente hacia dónde vamos a evolucionar. El cambio es inevitable, pero recuerda que a la selección natural no le importa hacer "mejores" humanos, sólo más de nosotros.
