Ardea Skybreak
Obrero Revolucionario #1163, 18 de agosto, 2002, posted at http://rwor.org
La diversidad de las formas de vida de este planeta es para maravillarse: la ciencia todavía está descubriendo especies vegetales y animales (especialmente en la copa de los árboles de la selva tropical y en las capas más profundas de los mares), ¡y se calcula que hay unos 10 millones de especies! Pero esas son solamente las especies que viven en la actualidad ; la gran mayoría de las especies que vivieron en otras eras geológicas se extinguieron. De hecho, parece que más del 90% de las especies que han vivido en este planeta han dejado de existir.
¿Por qué ha habido tantas especies en la historia del planeta? ¿Por qué hay actualmente tantas especies de plantas, animales, bacterias y hongos? Mejor dicho, ¿por qué se ha diversificado tanto la vida? La respuesta básica a estas preguntas es que la creciente diversificación de la vida es un simple subproducto de la evolución de la vida. La enorme diversidad de la vida de este planeta no tiene nada que ver con dioses ni con otras fuerzas sobrenaturales; no es necesario imaginar a un creador perpetuamente insatisfecho que no puede dejar de "diseñar" nuevos seres, ¡aunque el planeta tiene unas 10,000 especies de aves y por lo menos 27,000 especies de peces! No hay que recurrir a tales tonterías porque la ciencia de la evolución ofrece una explicación mucho más sensata de tanta diversidad. Abunda evidencia directa e indirecta de que se debe a fenómenos naturales simples que han ocurrido a lo largo de mucho tiempo. Como veremos en esta parte de la serie, la diversidad de especies de este planeta tiene que ver con el hecho de que: 1) todas las poblaciones de seres vivos evolucionan constantemente (acumulan cambios y modificaciones heredables en el curso de generaciones); 2) todas las poblaciones evolucionan constantemente en interacción con el ambiente que ocupan, que en sí cambia constantemente y somete a las especies a nuevas presiones y "retos" evolutivos; 3) de vez en cuando las modificaciones evolutivas que ha acumulado una población de una especie a lo largo de muchas generaciones son lo suficientemente significativas (producen cambios importantes de la anatomía, el desarrollo o la conducta característicos de los individuos de esa población) que esa población se "ramifica" (se "separa", "diverge") del resto de la especie "madre" y forma una nueva especie separada. Como el cambio evolutivo nunca para, es probable que esa nueva especie se vuelva a separar otra vez y genere más especies "hijas".
El mismo proceso básico se ha repetido vez tras vez a lo largo de cientos de millones de años; en cada coyuntura en que surge una nueva especie aparecen nuevos rasgos. Cuanto más se repite el proceso, más se diferencia la especie descendiente de sus antepasados remotos, aunque conserva rasgos de ellos.
Como hemos visto en las entregas anteriores de la serie, no existe absolutamente la menor duda de que todas las especies del planeta surgieron como modificaciones evolutivas de especies preexistentes. Eso quiere decir que todas las especies actuales están emparentadas por medio de una sucesión de antepasados comunes que se remontan hasta las primeras formas primitivas de vida que evolucionaron en el "caldo químico" de la Tierra hace unos 3.5 billones de años. También quiere decir que nuestra especie humana está emparentada, en distintos grados, con todas las otras especies del planeta:la paloma de la acera, el roble del parque o el perro del vecino. Todos somos el producto de un largo proceso de acumulación de modificaciones evolutivas de antepasados comunes, ¡aunque obviamente la evolución nos encaminó en muchas direcciones y por muchos caminos en diferentes coyunturas de los 3.5 billones de años de nuestra historia colectiva!
En otra parte de la serie veremos que buscar nuestros antepasados sería como viajar en una máquina del tiempo. Sería seguir hacia atrás la trayectoria de una línea a lo largo de muchas ramificaciones y coyunturas evolutivas, a lo largo de una sucesión de distintas clases de antepasados, que también fueron los antepasados de otras líneas evolutivas. Primero retrocederíamos a una serie de antepasados homínidos (parecidos a los humanos), que se separaron más y más de nuestros antepasados simios hace de 4 a 10 millones de años gracias a la evolución de la posición bípeda, un cerebro más grande, y la capacidad de lenguaje y coordinación social avanzada. Nuestros primos, los chimpancés y los gorilas modernos, evolucionaron de las mismas especies antepasadas, pero siguieron caminos evolutivos significativamente diferentes. Siguiendo hacia atrás, por muchas más divisiones y coyunturas evolutivas, y por muchas especies, llegaríamos a los primeros mamíferos (animales de sangre caliente cuyas crías se desarrollan en el cuerpo de la madre y se alimentan con leche de las glándulas mamarias). Si seguimos pasando las hojas de nuestro "álbum familiar", a la larga llegaremos a los primeros reptiles (cuya piel gruesa y huevos amnióticos permitió que no se secaran fuera del agua y les permitió colonizar la tierra sin tener que regresar periódicamente al agua, como sus antepasados anfibios). Siguiendo hacia atrás llegaremos a los primeros anfibios (antepasados de las ranas, los sapos y las salamandras modernos) que evolucionaron de antepasados parecidos a los peces y, por primera vez en la historia de la vida en la Tierra, salieron del agua con patas rudimentarias y respiraban aire con pulmones. Más atrás, pasando por los primeros peces óseos (peces con huesos), llegamos a los primeros vertebrados marinos (animales con columna vertebral) y todavía más atrás a los invertebrados marinos (los primeros animales de cuerpo multicelular complejo), y finalmente llegaremos a nuestros más remotos antepasados, unos seres parecidos a las bacterias que fueron los primeros en adquirir la capacidad de rodear con una pared o membrana celular pequeños paquetes de moléculas de ADN que evolucionaron de cadenas de proteínas presentes en el "caldo químico" primitivo de la Tierra.
Vale la pena recordar que la especie humana no es la cúspide ni la culminación de los 3.5 billones de años de evolución de la vida. Tenemos muchas características especiales que nos distinguen de todas las otras especies, especialmente nuestra gran capacidad de transformar conscientemente el mundo externo y de transmitir conocimientos por medio de la evolución cultural no genética. Pero hay otras líneas evolutivas que han logrado mantenerse por cientos de millones de años, por ejemplo las bacterias (los organismos más numerosos del planeta). En cuanto a las muchas líneas evolutivas que arrancaron en direcciones completamente diferentes, es claro que muchas a la larga acabaron en callejones sin salida, pero también hay muchas otras que una y otra vez se dividieron en una sucesión de formas de vida, muchas de las cuales perviven hasta la actualidad.
De modo que la especie humana es apenas una de los millones de especies actuales posada en la punta actual de una de las "ramitas" del árbol de la vida. Las muchas otras ramas y ramitas produjeron las muchas otras especies modernas. Por ejemplo, además de las 27,000 especies de peces y las 10,000 especies de aves que mencionamos, hay 4,000 especies de anfibios, más de 7,000 especies de reptiles y casi 5,000 especies de mamíferos. Fuera de ellas, hay millones más de especies de plantas con flores y sin flores, bacterias y otros microorganismos, moluscos, insectos, etc. De hecho, el mayor grupo de animales del planeta son los coleópteros (el subgrupo de insectos del que forman parte los escarabajos y las mariquitas): &iaexcl;en la actualidad hay como medio millón de especies de coleópteros!1
Bueno, ¿cómo sabemos que pasó si no lo presenciamos?
Como veremos en otra entrega de esta serie, hay muchas "categorías de evidencia" y, combinadas, confirman el patrón básico de la evolución de la vida en este planeta. Por ejemplo, tenemos la evidencia del registro fósil (que muestra una serie de cambios sucesivos de las líneas de plantas y de animales a lo largo de millones de años) y evidencia de la biología molecular (que refuerza la evidencia del registro fósil y muestra el grado de parentesco de distintas líneas evolutivas según el grado de semejanza o diferencia de su ADN). A esas categorías de evidencia que se refuerzan mutuamente a su vez las refuerza evidencia de la biología del desarrollo y la embriología, e incluso de los patrones de distribución de especies en el planeta. Todas esas clases de evidencia, combinadas, no dejan la menor duda de que todas las especies vivas están emparentadas y son el fruto de descendencia con modificación de una serie de antepasados comunes.
Una queja común de los creacionistas es que "no había nadie" para "ver" el desarrollo de la evolución en el transcurso de cientos de millones de años, así que es una idea sin comprobar. Pero el hecho de que no hayamos presenciado sucesos pasados no quiere decir que no ocurrieron y tampoco quiere decir que no haya modos de averiguar lo que sucedió: los evolucionistas averiguan cómo cambiaron y se diversificaron repetidamente las formas de vida; los astrónomos y cosmólogos averiguan cómo se formaron galaxias y sistemas solares hace billones de años, y cómo han cambiado; los científicos moleculares y los físicos de partículas averiguan las características de enlaces químicos y de partículas subatómicas que no pueden "ver" directamente; los lingüistas averiguan cómo evolucionaron los idiomas modernos en una serie escalonada de modificaciones culturales de idiomas antiguos de grupos que hace mucho dejaron de existir. No pudimos "ver" directamente ninguno de esos cambios, pero tenemos técnicas que nos permiten saber mucho de lo que pasó en el pasado. Todas estas "ciencias históricas", como se les llama, tienen métodos científicos que permiten descubrir marcas del pasado: cosas que perviven y están presentes en sistemas y entidades actuales. Cosas como las semejanzas anatómicas de estructuras del cuerpo que conectan una especie moderna con un antepasado fósil; o cosas como los parecidos de gramática y vocabulario del francés, el español y el italiano, que indican que se derivan del latín antiguo. Todas las ciencias históricas contribuyen al desarrollo del conocimiento humano por medio de investigaciones de lazos históricos y por medio del proceso de inferencia histórica, que examina evidencia concreta y saca teorías generales para explicar coherentemente una serie de procesos y fenómenos relacionados. Los científicos históricos adquieren gran confianza en sus teorías (y se genera un consenso generalizado, como en el caso de la teoría de la evolución) cuando detectan claros patrones de consistencia de evidencia,es decir cuando diferentes corrientes de evidencia, de muchas direcciones, apuntan hacia las mismas conclusiones y refuerzan nuestro conocimiento; por ejemplo, cuando tanto la evidencia molecular como la evidencia del registro fósil indican que dos líneas evolutivas se separaron en determinado momento.
Asimismo, las ciencias históricas (y la evolución es una de ellas) usan métodos científicos para hacer predicciones que se pueden poner a prueba:predicciones sobre lo que debemos encontrar y sobre lo que no debemos encontrar si una teoría sobre el pasado es correcta. Los científicos ponen a prueba las teorías en el mundo real. Veamos un ejemplo: si la teoría de la evolución es correcta, debemos encontrar progresiones escalonadas de ciertas modificaciones anatómicas en series de fósiles organizados por edad (y las encontramos); también podemos predecir que si la teoría de la evolución es correcta no debemos encontrar un fósil humano en una capa de roca donde hay dinosaurios porque todo lo que sabemos sobre la evolución nos dice que los seres humanos evolucionaron mucho tiempo después de la extinción de los dinosaurios (y efectivamente los fósiles de dinosaurios y de antepasados humanos nunca se encuentran en las mismas capas de roca). Así que a diferencia de las "creencias religiosas", las predicciones científicas (como las predicciones de los procesos de la evolución) se pueden poner a prueba y verificar.Por esto, más que nada, es por lo que existe un consenso tan fuerte de científicos en todo el mundo sobre los hechos y principios básicos de la evolución.
Como cualquier buena teoría científica, la teoría de la evolución es "falsificable", lo que en lenguaje científico quiere decir que si se encuentra evidencia incompatible con la teoría se puede demostrar que es falsa (y por lo tanto se puede descartar). Es fácil hacer una lista de cosas que, si se hallaran --ya sea en el registro fósil, en el ADN de organismos, en la anatomía y los patrones de desarrollo de plantas y animales vivientes o incluso en los patrones de distribución de las especies en el planeta-- harían que los científicos refutaran, obligatoriamente, la teoría de la evolución. Pero en los 140 años desde que Darwin la propuso ha habido innumerables estudios y experimentos científicos que la han apoyado,y no ha habido ni gota de evidencia concreta, en ningún campo, que lleve a los científicos a dudar o cuestionar los hechos básicos y los principios fundamentales de la evolución. Ni gota. No es sorprendente, entonces, que tantos científicos consideren que la evolución es una de "las teorías mejor fundamentadas de toda la ciencia".
La especiación y la diversificación de la vida tienen las mismas raíces (la selección natural y otras)
La ciencia de la evolución nos ha permitido entender que el proceso de especiación (cómo evolucionan nuevas especies a partir de especies preexistentes) y la pregunta de por qué hay tantas especies en el planeta están muy conectados. De hecho, veremos que entender la especiación es central para entender la diversificación:entender cómo y por qué surgen nuevas especies "hijas" de una especie "madre" (especiación) también nos permite entender mejor qué "llevó" a las formas de vida a seguir subdividiéndose (¡frecuente y repetidamente!) en tantas y tan diferentes especies vegetales y animales. La ciencia de la evolución puede contestar preguntas tan intrigantes como, por ejemplo: si las bacterias han tenido tanto éxito en este planeta, ¿por qué toda la vida no se "quedó" como bacterias?
Los seres vivos forzosamente tienen que evolucionar
Primero que todo, es importante recordar un hecho crucial que examinamos en las primeras entregas de esta serie: que una característica fundamental de todas las poblaciones de organismos es que continuamente evolucionan (cambian). Lo hacen automáticamente, como parte integral del proceso de vivir, inconscientemente y sin ninguna fuerza sobrenatural ni dirección. Vimos varios ejemplos de cambios evolutivos que podemos observar (a lo largo de varias generaciones de poblaciones actuales de plantas y animales) en el laboratorio y en la naturaleza. Vimos que todo lo que se necesita para que se dé un cambio evolutivo son los siguientes ingredientes: una población que se reproduce (comunidad reproductora) compuesta de una colección de individuos variados ; y un mecanismo (como la herencia de variación genética por medio del ADN ) para que parte de esa variación individual se transmita a generaciones sucesoras (descendientes). Cada vez que se reúnan esos ingredientes, automáticamente ocurrirá evolución porque en cada sucesiva generación los individuos que han heredado de sus padres ciertos rasgos que les dan una "ventaja" reproductora (con respecto a los individuos que no tienen esos rasgos) en promedio podrán contribuir más descendientes a la siguiente generación, los que a su vez contribuirán más descendientes a la siguiente generación y así sucesivamente. De ese modo, los rasgos en cuestión tenderán a diseminarse por toda la población. Eso es lo que significa decir que una población ha pasado por un cambio evolutivo.
Eso es la evolución por "selección natural" y, como vimos antes, sucede a nuestro alrededor todo el tiempo. Recordemos que el cambio evolutivo no ocurre en individuos y nunca ocurre "instantáneamente": solo ocurre en poblaciones (compuestas de muchos individuos variados) y solo ocurre con el paso de muchas generaciones sucesivas. El hecho de que las poblaciones naturales evolucionan por selección natural es un hecho de la ciencia supremamente bien documentado (las primeras partes de esta serie tienen ejemplos; el recuadro sobre evolución de resistencia a los insecticidas da otro ejemplo más del hecho de que las poblaciones vivientes evolucionan constantemente).
[Vea "Evolución de resistencia a los pesticidas
en una población de insectos"]
A estas alturas, los científicos han reunido tanta evidencia concreta de la evolución que la mayoría de las personas que saben algo de ciencia aceptan como un hecho comprobado la clase de evolución por selección natural que podemos ver comúnmente en poblaciones de cualquier especie vegetal o animal viviente. Es más, la evidencia es tan fuerte que hasta el papa reconoció hace poco que la evolución es verdadera. Incluso algunos "creacionistas científicos" (¡fundamentalistas cristianos que de científicos no tienen más que el nombre!) a veces admiten que pueden darse cambios evolutivos relativamente menores en una especie... pero siguen diciendo que hay que aceptar, básicamente por fe ciega, que "al principio" dios creó todas las "índoles" iniciales de plantas y animales por separado porque así lo dice la Biblia. Dicen que dios probablemente decidió "permitir" la evolución "dentro" de esas "índoles" creadas por separado después del acto inicial de creación. Sobra decir que la Biblia ni menciona la evolución porque en la época en que la escribieron sus autores humanos no se sabía nada de la evolución. O sea que esto es una tentativa un tanto extrema de algunos seguidores actuales de la Biblia de reconciliar sus creencias religiosas con avances obvios e innegables del conocimiento científico desde la época en que se escribió la Biblia.
Por otra parte, los creacionistas recalcitrantes y los intérpretes "literalistas" de la Biblia (como "la Palabra de Dios") no aceptan nada que tenga que ver con la evolución, juran que los evolucionistas arderán en el infierno, proponen leyes para implantar la enseñanza textual de la Biblia en las escuelas públicas, y tratan de adquirir posiciones de poder e influencia en juntas escolares y comedores presidenciales (con cierto éxito).
Una cosa que todas las variedades de creacionistas rechazan es el hecho comprobado por evidencia científica concreta de que nuevas especies de plantas y animales surgen como modificaciones evolutivas de otras especies antecesoras (y no del aire ni por medio de intervención divina). Toda la evidencia indica que ni hoy ni nunca ha habido "índoles creadas separadamente".2
Lamentablemente, hay muchos malentendidos sobre el surgimiento de una nueva especie a partir de una especie anterior.
Aquí sería bueno recordar que el término microevolución se refiere a cambios evolutivos que ocurren en poblaciones y en especies,y que el término macroevolución se refiere a los patrones de evolución de gran magnitud que han caracterizado las divisiones y coyunturas de los grupos mayores al nivel o por encima del nivel de las especies a lo largo de toda la historia de la evolución de la Tierra. Esta parte de la serie se concentra en el fenómeno de especiación (surgimiento de una nueva especie como modificación de los antepasados inmediatos) porque es el "puente" crucial que conecta los cambios evolutivos que podemos ver todo el tiempo en poblaciones con las separaciones y rupturas cualitativas que dan comienzo a una nueva línea evolutiva, como una familia o orden,y que empiezan con episodios particulares de especiación o con rápidas rachas de especiación.3
Los episodios de especiación (el nacimiento de nuevas especies) a veces se dan sobre un trasfondo de extinción de especies (la muerte de viejas especies), ya que las extinciones también son parte del proceso de cambio evolutivo, incluso a nivel macroevolutivo. En una palabra, entender cómo surgen nuevas especies y cómo y por qué se extinguen otras es crucial para entender cómo se ha desenvuelto la historia de la evolución de la vida en la Tierra en el curso de billones de años, y cómo se sigue desenvolviendo hoy.
También es importante ver que no existe un gran muro artificial entre el cambio microevolutivo y el cambio macroevolutivo. El cambio macroevolutivo tiene rasgos y características adicionales relacionados con "tendencias" de mayor magnitud (que todavía estamos conociendo), pero abarca los mecanismos bien conocidos del cambio microevolutivo, especialmente la selección natural.
Todo esto se aclarará a medida que continuemos. Pero primero, acabemos con ciertas confusiones comunes: decir que surgen nuevas especies no quiere decir que un gato se pueda volver perro, o que un pez se pueda volver loro; no quiere decir que uno puede alzar una lagartija en la mano y verla transformarse en ave; y, aunque los seres humanos y los grandes simios modernos (los chimpancés y los gorilas) somos primos cercanos (compartimos más del 99% del ADN), tampoco quiere decir que un buen día hace mucho tiempo un chimpancé parió un ser humano. ¡La evolución no opera así!
Por eso recalco tanto que debemos recordar que aunque los individuos se reproducen, lo que evoluciona son las poblaciones y que lo hacen paso a paso en el curso de muchas,muchas generaciones. El cambio evolutivo nunca es "instantáneo".
¿Cómo aparecen especies enteramente nuevas?
Para entender cómo puede surgir una nueva especie de una especie antecesora primero hay que entender muy bien qué es una especie. La biología moderna define una especie vegetal o animal como una colección de poblaciones que pueden cruzarse entre sí y producir descendientes fértiles (crías que sobreviven y se pueden reproducir). Para cumplir la definición de especie, un grupo de organismos debe tener "aislamiento reproductor" de todas las otras especies. Veremos que hay muchos "mecanismos de aislamiento" que llevan a poblaciones de organismos bastante relacionados a tener "incompatibilidad reproductora", incluso si viven en la misma zona e incluso si nos parecen casi iguales. Por ejemplo, es posible que dos especies cercanas de ranas parezcan iguales y que vivan en la misma zona, pero que tengan incompatibilidad reproductora simplemente porque en cada una el macho llama de una forma distinta a la hembra y no se reconocen como parejas potenciales. La "compatibilidad reproductora" (o la capacidad de cruzarse y reproducirse) es lo que agrupa poblaciones de organismos en una especie, y es lo que separa una especie de otra.
En el mundo real, las poblaciones de organismos de la misma especie a menudo varían un poco si cubren un territorio muy grande. Por ejemplo, hay especies de pájaros que tienen poblaciones de color un tanto diferente en la costa este y la costa oeste de Estados Unidos; las poblaciones del centro del país, donde las variedades de las dos costas se cruzan, tienen un aspecto intermedio. A pesar de sus diferencias superficiales, esas poblaciones son parte de la misma especie porque no han perdido la capacidad de cruzarse y de producir descendientes fértiles. En tales casos, se dice que las distintas poblaciones son diferentes "razas geográficas" o "subespecies".
Precisamente por eso los biólogos afirman que los seres humanos de todo el mundo son parte de una sola especie. Tenemos diferencias superficiales menores (como el color de la piel o la textura del cabello), pero no tenemos diferencias persistentes y fundamentales, tenemos el mismo pool genético, y todos nos podemos aparear y reproducir. Las teorías racistas de superioridad o inferioridad racial, que siembran confusión y llevan a pensar que las distintas "razas" humanas son distintos grupos, no tienen la menor base científica. Somos una sola especie distribuida por todo el planeta.
Solamente se puede decir que dos organismos pertenecen a especies diferentes si tienen aislamiento reproductor y por lo tanto no pueden cruzarse con éxito, incluso si viven en el mismo medio.4
Para entender cómo surge una nueva especie, es importante entender cómo una población de organismos se puede aislar reproductivamente de la población madre. Es importante entender esto porque la especiación suele ocurrir cuando una población que se ha aislado reproductivamente de la población madre acumula suficientes diferencias genéticas (por medio de los procesos de selección natural y fenómenos relacionados) y pierde la capacidad de cruzarse con la población madre.
Cuando se mantiene el aislamiento reproductor por un tiempo suficientemente largo (muchas generaciones) y se produce especiación completa, las poblaciones de las dos especies seguirán evolucionando por los mecanismos usuales, como selección natural e interacción con su ambiente. Pero lo harán separadamente (su pool genético será separado, y un poco diferente) y por esa razón acumularán mayores diferencias con el paso del tiempo y se separarán más y más. En cada generación de la especie inicial y de la nueva especie los procesos usuales de mutación y recombinación genética al azar barajarán nuevamente el naipe genético (ahora un poco diferente) y eso producirá unos individuos de nuevos rasgos, que pueden ser o no ser una ventaja reproductora en su medio, pero que en cualquier caso no serán exactamente los mismos en las dos especies puesto que ya no mezclan su pool genético en cada generación. Esto, combinado con el hecho de que incluso diferencias pequeñas de los ambientes que ocupan pueden ejercer presiones selectivas algo diferentes sobre las poblaciones de la vieja y de la nueva especie (por ejemplo, pueden "favorecer" el desarrollo de un pico corto y grueso donde hay semillas duras o de un pico alargado donde hay flores llenas de néctar), hará que las poblaciones de la especie vieja y de la especie nueva se alejen más (y se diferencien más en anatomía, desarrollo o conducta) cuanto más pase el tiempo.
Además, la especie madre puede dar pie a una "especie hija" más de una vez en el curso de su historia (aunque quizá en distintos momentos y con relación a distintos ambientes), y es posible que muchas de esas especies hijas a su vez produzcan sus propias especies hijas (más diferentes). Todo eso contribuye a separar más y más con el tiempo los linajes antecesores y descendientes. ¡Por eso la vida es tan diversificada!
Una especie relativamente recién separada de la especie madre seguramente se parecerá a ella por un tiempo. Pero si el proceso de especiación se repite una y otra vez a lo largo de muchos millones de años,no será tan evidente que distintos organismos tienen los mismos antepasados. Por ejemplo, uno no piensa automáticamente que las ballenas de la actualidad descienden de un mamífero cuadrúpedo terrestre, pero sabemos que es así porque se han descubierto una serie de fósiles de especies intermedias (y evidencia molecular de ADN) que muestran la conexión familiar. En el desierto del Sahara (que hace millones de años era un mar) hay un lugar que llaman el "valle de las ballenas" porque contiene una cantidad increíble de esqueletos fosilizados bien preservados de una especie de ballenas que nadaron en esas aguas hace 40 millones de años. La especie tiene rasgos similares a las ballenas modernas, ¡pero también tiene vestigios de patas, dedos y pelvis! Esos vestigios la conectan (por otros pasos intermedios) a un mamífero terrestre que vivió en la región 10 millones de años antes. Tomó 15 millones de años (y muchos más episodios de separación de especies hijas) para que los vestigios de huesos de patas y dedos se convirtieran en las aletas que vemos en las ballenas de hoy. Viendo varios fósiles de la serie se evidencian las modificaciones que la selección natural favoreció paso a paso en diferentes momentos. ¡No fue que el antepasado terrestre de las ballenas "de repente" perdiera las patas y apareció de la noche a la mañana con aletas! Se dieron muchos pasos intermedios y las transformaciones anatómicas (probablemente acompañadas de cambios de conducta y de utilización del hábitat) tomaron muchísimas generaciones.
En cada coyuntura evolutiva en la historia de la vida, el proceso seguramente fue parecido: una población que ocupaba determinado ambiente quedó aislada reproductivamente, por una razón u otra, de la población general de la especie. Esa subpoblación con el tiempo adquirió y consolidó rasgos de anatomía, desarrollo o conducta diferentes de los de la población "madre" a medida que la selección natural y fenómenos relacionados operaron sobre una base algo alterada de variación genética en las dos poblaciones para producir distintos rasgos heredables, y a medida que las dos poblaciones encontraron conjuntos de presiones selectivas ligeramente diferentes debido a las particularidades del ambiente de cada una.
La continua recombinación genética de la nueva especie periódicamente produjo rasgos que nunca existieron en la población ancestral. A los genetistas les gusta recordarnos que los "mutantes no son monstruos": las mutaciones son simplemente "errores de copiado" bastante comunes que ocurren en el curso de la replicación del ADN cuando los organismos se reproducen. Pueden tener efectos grandes o pequeños en la anatomía, el desarrollo o la conducta de los individuos que las heredan, y a veces no tienen ningún efecto observable (tales mutaciones, que llamamos "neutrales", de todos modos contribuyen a la variabilidad genética de una población y más adelante pueden contribuir al desarrollo de modificaciones evolutivas). Las mutaciones y las más rutinarias recombinaciones genéticas que ocurren en cada generación de organismos de reproducción sexual pueden producir rasgos que, en un ambiente dado, le dan una desventaja reproductora al individuo con relación a otros miembros de la población. En ese caso, la selección natural tenderá a eliminar esa variación rápidamente de la población. Si por el contrario aparece un nuevo rasgo que da a los individuos una ventaja reproductora en determinado ambiente (lo que es más probable que ocurra cuando el ambiente está cambiando o cuando la especie hija se ha trasladado a un nuevo ambiente), la selección natural puede diseminar ese nuevo rasgo rápidamente de generación en generación a más y más descendientes.
También es importante entender que cuando una población aislada reproductivamente forma una nueva especie y acumula significativas "innovaciones evolutivas" (rasgos evolutivos que no tenían los antepasados), a veces puede expandirse muy rápidamente y diseminarse a nuevos hábitats,donde aprovecha recursos que nunca usó la vieja especie. En esas circunstancias, la nueva especie puede diversificarse más y subdividirse con relativa rapidez en varias especies hijas con "especializaciones" que les permiten adaptarse a componentes específicos de los nuevos ambientes y explotar diferentes tipos de alimento, lugares para anidar u otros recursos.
Esa rápida expansión y "radiación adaptiva"se ha observado cuando una "población fundadora" de apenas un puñado de organismos individuales logra colonizar islas u otros hábitats relativamente "abiertos" donde no tiene parientes cercanos y donde no existen las especies competidoras o depredadoras que confrontaba la especie antecesora.
Eso fue lo que pasó en el caso de una familia de pájaros que se conoce como el pitpit hawaiano. Una sola especie de dichos pájaros migró a las islas de Hawai en el pasado y se diversificó rápidamente (mediante repetidas especiaciones) en una gran cantidad de especies emparentadas que tienen notables diferencias de tamaño y forma del pico. Esas diferencias representan distintas modificaciones evolutivas (y en este caso claras adaptaciones) con relación a una variedad de fuentes alimenticias. Se ha demostrado que incluso pequeñas modificaciones anatómicas del tamaño y la forma del pico tienen un gran impacto en la clase de alimento que pueden explotar los pájaros. Unas especies de pitpit hawaianos tienen el pico corto y delgado y principalmente comen insectos; otras tienen el pico grueso y comen frutas y semillas duras; otras tienen el pico largo y delgado y chupan el néctar de las flores; otras tienen rasgos intermedios. Todas esas especies están emparentadas y descienden de una sola especie que llegó a las islas.
En la historia de la vida de la Tierra también sucedió esa rápida "radiación adaptiva" cuando, por ejemplo, una innovación evolutiva grande como la evolución de plumas y de huesos huecos aptos para volar "abrió" un nuevo ambiente (el cielo, hasta ese momento despoblado) y se produjo una explosión de especies de aves. Las grandes innovaciones de una línea de organismos también pueden repercutir en otras líneas. Por ejemplo, los biólogos en general concuerdan en que el enorme aumento de especies de insectos, aves y mamíferos del período cretácico (hace unos 140 millones de años) estuvo ligado a la rápida diversificación de las plantas con flores (una innovación evolutiva relativamente reciente).
Imaginemos también los enormes "espacios" evolutivos que seguramente encontraron las primeras especies de peces óseos que dieron origen a los primeros anfibios primitivos hace unos 400 millones de años. Fueron los primeros animales de cuatro patas que salieron del agua y colonizaron la tierra. Surgieron como modificaciones relativamente pequeñas de peces óseos que habían adquirido un par de rarezas anatómicas y de desarrollo: un saco aéreo que parecía un pulmón y unas aletas cortas y gruesas que parecían patas. Esos dos rasgos a la larga permitieron que algunos de sus descendientes pasaran un tiempo fuera del agua. El registro fósil nos indica que esas modificaciones evolutivas ocurrieron en un grupo de peces óseos llamados peces de aletas lobuladas (sus descendientes actuales son los muy primitivos celacantos y varias especies de peces dípneos o pez pulmón). Solo podemos especular qué ventajas reproductoras dio la evolución de un pulmón primitivo y de aletas con huesos de dedos o de patas a los individuos que los tenían: quizá el saco de aire les permitió sobrevivir cuando se secaban los charcos de agua (como sucede en la actualidad con los peces dípneos), y quizá la modificación de los huesos de las aletas al principio solo permitió a unas especies de peces escapar mejor de los depredadores o perseguir mejor a otros peces, y después esas estructuras se destinaron a otro uso: a moverse en la tierra. De todos modos, los esqueletos fósiles de los primeros animales de cuatro patas que vivieron en tierra (los más primitivos anfibios tipo salamandras, que parecían peces con patas) tienen un increíble parecido con los esqueletos de los peces de aletas lobuladas. Lo más llamativo es que el patrón básico de huesos de las extremidades de todos los cuadrúpedos terrestres posteriores ya se puede ver en la estructura de las aletas óseas de esos antiguos peces.
Ningún otro animal había salido a la tierra, así que las oportunidades de rápida diversificación y especialización con relación a distintas subcaracterísticas de los ambientes terrestres debieron ser muchas. De hecho, el registro fósil demuestra que los anfibios se diversificaron enormemente en los siguientes 100 millones de años y que de ellos se separaron los reptiles, que a su vez se diversificaron enormemente y de los cuales se separaron los primeros mamíferos y aves. Pero cada una de esas grandes separaciones en la historia de la vida se inició como simples especiaciones: la aparición de una especie "hija" cada vez más divergente que se aisló reproductivamente de la especie madre, y empezó a acumular modificaciones evolutivas.
[Continuará la próxima semana].
2. Ver las especies vegetales y animales como algo completamente segregado y fijo (como "índoles") muestra que los creacionistas no son científicos. Todos los biólogos entienden que los bordes que separan a los organismos son relativos (no absolutos), que los rasgos de unos y otros tienden a mezclarse y a confundirse (no están compartamentalizados rígidamente), y que ningún ser vivo es absolutamente "inalterable". Por contraste, el filósofo griego Platón, quien vivió hace unos 2,400 años, pensaba que todas las cosas tenían una "esencia" fundamental e inmutable (que no cambia). Esa concepción se popularizó en su época y duró hasta que se desarrollaron métodos y concepciones científicas que nos han permitido descubrir que en realidad todas las formas de la materia (de átomos a organismos a galaxias) cambian constantemente.�Todos los campos de la ciencia moderna, y sus aplicaciones para transformar nuestro mundo material, se basan en ese punto de partida! En esta alborada del siglo XXI, �no es hora de abandonar de una vez por todas las concepciones anticuadas, estáticas y "esencialistas"?
3. El siguiente ejemplo puede ser útil para los que no conocen el sistema biológico de clasificación de "grupos dentro de grupos" por grados de semejanza y de parentesco: un lobo individual pertenece a una población reproductora de lobos de determinada región; todas las poblaciones de lobos de ese territorio forman una especie de lobos. Todas las especies diferentes pero emparentadas de lobos (el lobo rojizo, el lobo mexicano, etc.) se agrupan en el género Lobo; todos los lobos se agrupan en la familia de los cánidos (que abarca perros y zorros, pero no gatos, que son de otra familia); la familia de los cánidos se agrupa con otras familias en el orden de los carnívoros y en la clase de los mamíferos (animales que tienen pelo, cuyas crías se desarrollan en el cuerpo de la madre y se alimentan con leche, etc.). Así que el lobo se agrupa con otros mamíferos carnívoros como los perros, las zorras, los osos, las focas y las comadrejas (y la evidencia de fósiles y molecular confirma que esos animales tienen los mismos antepasados). Fuera de eso, el lobo pertenece al filum de los cordados (todos los animales que tienen columna vertebral) y, finalmente, al reino de los animales (lo que lo distingue de los organismos que pertenecen al reino de las plantas, de los hongos, de los protistos [algas] y de los procariotas [bacterias], que representan muy distintos caminos evolutivos en la historia de la vida). En la vida real, los límites entre especies o grupos mayores no son siempre perfectamente claros, y a veces hay que reclasificar las especies en nuevos grupos conforme avanza el conocimiento. Pero en general el sistema de clasificación biológica asigna organismos a cada categoría basándose en conjuntos de semejanzas y diferencias, que corresponden a patrones de herencia de antepasados comunes, y que los distinguen de líneas evolutivas que tomaron caminos significativamente distintos.
4. El lector seguramente conoce el ejemplo clásico del caballo y el burro:como son parientes cercanos, pueden cruzarse e inclusive tener crías que sobreviven, con rasgos de ambos progenitores: la mula.Pero la mula es lo que se llama un "híbrido estéril": puede vivir y crecer pero no se puede reproducir. Para decir que los organismos pertenecen a la misma especie tienen que pasar la "prueba de la especie": deben poder cruzarse y producir descendientes viables (crías que sobreviven), y esos descendientes a su vez deben poderse reproducir. Unas especies están separadas por mecanismos pre-cruzamiento (no se pueden cruzar por una variedad de razones) y a veces por mecanismos post-cruzamiento (se pueden cruzar pero sus híbridos son deformes y mueren, o sobreviven pero no se pueden reproducir). Al aplicar la "prueba de la especie" vemos que los caballos y los burros pertenecen a especies diferentes (pero muy emparentadas).
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