Biología EvolucionariaCharles Darwin III: Descendencia con modificación

por Alfred Rosenberger, Ph.D.

Did you know?

¿Sabia usted que Charles Darwin prefería la frase “descendencia con modificaciones” mas que el término simple “evolución”? En su libro innovador El Origen de Las Especies, Darwin escogió sus palabras cuidadosamente. “Evolución” fue utilizada en diferentes maneras en ese entonces, y Darwin quería transmitir el concepto importante de que la formas de vida descendieron de un ancestro común.

Resumen

Nuestro entendimiento del término Evolución ha cambiado significativamente desde el tiempo de Darwin. Este módulo explica como el trabajo de Darwin ayudó a dar a la evolución el significado que tiene hoy en día. Detalla el concepto de “descendencia con modificaciones” que Darwin describió con la figura que Darwin incluyó en El Origen de las Especies . Este módulo discute como este modelo revoluciono el pensamiento científico acerca de las similitudes y diferencias entre especies y dentro de las mismas, dando base para nuestro entendimiento actual de la biodiversidad.

Términos que usted debe saber
Módulos de información de fondo

La primera edición del innovador libro Sobre el Orígen de las Especies por Medios de la Selección Natural contenía una sola ilustración - una representación de un árbol familiar, o descendiente - también llamado filogenía. Para el editor del libro, esto tiene que haber sido una inversión cara y una elección un poco preocupante. El diagrama fue impreso en un papel más grande que el libro que tenía que ser desdoblado para poder ser visto, lo cual suponía una tarea de impresión cara. Además, poner un solo dibujo en un libro era inusual en los mediados de 1800 porque las ilustraciones realistas de plantas y animales estaban consideradas como demasiado artísticas. Las ilustraciones eran un añadido importante de los libros populares sobre historia natural, como el Origen, un trabajo no perteneciente al campo técnico escrito para ser leído por el público en general. Sin embargo, todas las 1,250 copias del Origen fueron vendidas en un día. Para que Darwin haya puesto una sola figura en el libro, era porque tenía que considerarla crucial en su discusión.

Figura 1: Esta era la única ilustración que aparecía en el Orígen de las Especies.

La única figura de Darwin no era un gráfico, ni un retrato de una especie exótica, ni siquiera un mapa. Con ella, Darwin quería explicar un nuevo concepto en la ciencia: cómo varias piezas de la biología se ajustan para explicar el origen y la evolución de las especies. Ésto involucraba muchos detalles y muchas ideas. Su única figura debía ilustrar todo esto:

  • De cómo la selección natural funciona a través de generaciones para promover variaciones estructurales en la forma física o en el comportamiento de organismos.
  • De cómo estas variaciones se acumulan para cambiar las especies a través del tiempo.
  • De cómo las poblaciones dentro de las especies tienden a diferenciarse unas de otras.
  • De cómo el cambio estructural eventualmente produce nuevas especies.
  • De cómo varias especies pueden, con el tiempo, surgir de una única especie ancestral.
  • De cómo un nuevo gen puede evolucionar de una línea de nuevas especies.
  • De cómo la extinción es una parte natural del proceso evolutivo.
  • De cómo todas las especies están en realidad relacionadas entre ellas.
  • De cómo grupos de especies similares se pueden formar debido a que tienen un orígen común.

La evolución es un proceso complejo y multifacético y este listado es una serie compleja de ideas relacionadas. Por lo tanto, no es extraño que Darwin se haya centrado en producir un gráfico para ayudar a explicarla al mundo. También escribió unas cinco páginas explicando cómo se debía leer el diagrama. Darwin escogió sus palabras con sumo cuidado. Aquí y en otras partes del Origen usó repetidamente una frase - “descendencia con modificación” - como una expresión que sustituía “evolución”. ¿Por qué este cambio en vez del simple término “evolución”?

Parte de la respuesta debe ser que la evolución todavía era un concepto borroso y que clarificarlo era parte del trabajo de Darwin. En ese momento, los científicos usaban comúnmente el término evolución para discutir el crecimiento físico y los cambios que se producen en un individuo al madurar. El otro significado de evolución se refería a los cambios estructurales en una especie que se llevaban a cabo en el transcurso del tiempo, que algunos, incluído Darwin, también llamaban “transmutación.” Así que había una razón para su preferencia por descendencia con modificación sobre evolución. Primero, Darwin quería dejar claro que su discusión sobre la evolución tenía que ver con la transmutación (modificación), no con crecimiento y desarrollo. Segundo, Darwin quería poner énfasis en la idea que el aspecto amplio de la evolución biológica era mucho más complicado que la imágen de la piel de un zorro transmutandose de un color marrón rojizo a un color blanco, como parte de la adaptación a la vida en el Ártico. También involucraba la producción de un linaje que unía a las especies porque están genéticamente relacionadas a través del proceso de descendencia.

Figura 2: Los picos de cuatro especies de los pájaros fringílidos de las islas Galápagos, del Diario de Investigaciones, 1839 de Darwin.

El concepto del descendencia filogenética era una nueva idea que convertía en más comprensibles las teorías de la evolución de Darwin, frente a las previas propuestas que trataban de explicar ciertas observaciones. Durante muchas décadas antes de la publicación del Origen, los científicos naturalistas habían luchado con el desconcertante problema de la biodiversidad. Mientras que los taxonomistas que clasificaban los organismos, nunca habían intentado encontrar patrones, era claro para todos los que estudiaban la taxonomía que había un “orden natural” en el proceso de clasificación de animales y plantas. Los científicos se preguntaban la razón por la cual los grupos de especies, cuando se los clasificaba, parecían formar grupos, como si una especie de imán de la biodiversidad los juntase y los pusiese en un lugar. Seguro que no era una coincidencia que todas las especies de gatos se pareciesen, desde el gato del callejón al león prehistórico o tigre dientes de sable, que rodaba en el oeste de los Estados Unidos. El azar no podía ser la razón por la cual los perros, coyotes y lobos son variaciones del tema “Perro.” Similarmente, el azar no podía explicar las similitudes y diferencias de los pájaros fringílidos de las islas Galápagos que Darwin coleccionó mientras estaba con la expedición Beagle. ¿Qué había detrás del patrón repetido de las especies?

Control de Comprensión

Darwin preferred the term "descent with modification" over "evolution" because

Antes de Darwin, había sólo un modelo que los naturalistas usaban para explicar las similitudes y diferencias de las especies y éste no servía para resolver este problema. Los científicos pensaban que el modelo más importante de biodiversidad era lo que llamaban la Escala de la Naturaleza. Ésta es la noción que una gran gama de organismos vivientes - por ejemplo, del caracol a la hormiga, del pez al ratón, del mono al hombre - era la característica de la creación divina que acentuaba nuestra superioridad. Estos científicos creían que la vida se organizaba como una escalera, con formas “inferiores” situadas debajo de las formas “superiores”. Los humanos estaban en las superiores. Esta idea se remonta a períodos tan lejanos como el de Aristóteles, hace más de 2,000 años, y se hizo popular en los años 1800s por escritores como Robert Chambers. Por supuesto, todo esto estaba basado en suposiciones. No había evidencia alguna para apoyar este modelo, pero era generalmente aceptado por el peso de la tradición.

Figura 3: La Escala del Modelo de la Naturaleza

Figura 3: De cómo el Modelo de la Escala de la Naturaleza y el Modelo Filogenético interpretaban las similitudes y diferencias entre los monos y los humanos. El Modelo de la Escala de la Naturaleza asume una jerarquía de organismos inferiores y superiores, mientras que el Modelo Filogenético no lo asume así. La actual relación filogenética entre chimpancés, gorilas y humanos es diferente que lo que se creía en el tiempo de Darwin. Está ilustrada en el recuadro verde.

La Escala de la Naturaleza, que en realidad se acercaba más una perspectiva “macro” de la vida, no le servía a Darwin porque no relacionaba los grupos de especies similares que él había observado. ¿Por qué existían tantos tipos de gatos o pájaros fringílidos? La Escala de la Naturaleza sugería una cualidad permanente y lineal de la evolución, pero esto no podía explicar la explosiva variaded de adaptaciones que Darwin vio entre los pájaros fringílidos, encontrados en las islas Galápagos, durante el viaje en el Beagle. Darwin observó pájaros fringílidos adaptados a comer cosas diferentes, pájaros con picos especializados en comer semillas, hojas, insectos o nectar. La lista de ítems no podía ser interpretada como una escala lineal en ascención, de un origen alimenticio mal adaptado hacia un origen alimenticio mejor adaptado en la parte superior, o de un alimento pobre a un alimento rico.

Control de Comprensión

The __________ model assumes a hierarchy of higher and lower life forms.

En vez de la perspectiva macro de la Escala, Darwin se concentró en la perspectiva de la “micro” biodiversidad. ¿Qué podía explicar las pequeñas variaciones que distinguían a las especies que efectivamente se parecían entre ellas? Darwin llegó a la conclusión de que los cambios evolutivos a nivel micro se añadían a las diferencias que eran obvias en el nivel macro. Así que, en vez de la escalera como una metáfora para comprender los modelos de grupos de la biodiversidad, Darwin visualizó un árbol.

Éste fue un discernimiento brillante. En vez de ser lineal, como una flecha, un árbol tiene muchos elementos que se extienden en diferentes direcciones. En vez de ser estático, es dinámico. Crece con el tiempo, así como la evolución está insertada en el tiempo. Brota ramas, como si estuviese generando nuevas variedades y nuevas especies. O, puede tener ramas que no se subdividen. Algunas ramas crecen para arriba de forma recta, paralelas al tronco, mientras que la mayoría crece en diferentes direcciones mientras se desarrrollan, pareciéndose a adaptaciones alternativas. Algunas ramas se convierten en muñones, se mueren y se extinguen. Otras pueden crecer mucho y durar por generaciones, miles de años, decenas de miles de años y más. Ninguna de las ramas de un árbol es mejor o peor que otras; ninguna es superior o inferior. Son simplemente diferentes. Es crucial el hecho que todas las ramas de un árbol están interconectadas. Se puede ir a sus orígenes, desde su extemo a la rama matriz de donde crecieron, así como se puede rastrear las raíces de perros, gatos o pájaros fringílidos de las islas Galápagos en sus especies originarias ancestrales.

El diagrama en forma de árbol del Origen ilustra cómo un modelo de evolución en forma de ramas, puede producir, durante cierto tiempo, un mayor número de especies de las que había al principio. Muestra cómo algunas líneas de especies, o linajes, se dividen con más frecuencia que otras. Muestra como la extinción es una propiedad básica de la descendencia: muchas poblaciones se quedan en el camino, no porque no puedan llegar a la parte superior, sino porque se mueren.

Control de Comprensión

Darwin saw evolution as a

Figura 4: Esquema del Árbol de la Vida

Inventar este modelo en forma de árbol del proceso y modelo evolutivo no fue fácil. En realidad, los cuadernos personales de Darwin revelan como su comprensión se desarrolló con los años. En un cuaderno que empezó a escribir al poco tiempo de volver de la expedición Beagle, dibujó un simple diagrama de líneas para mostrar que muchas especies podían evolucionar de una especie ancestral ya que, de alguna manera, se separaban. Este es uno de los primeros gráficos (que se puede ver en la imágen anterior) y parece una combinación de un árbol y una ramificación. Parecería como si Darwin estuviera tratando de formarse una idea de cómo la gran diversidad de las especies pueden desarrollarse naturalmente desde un origen único, en vez de que cada especie haya sido creada especialmente una sóla vez. Es una imágen plana, como si estuviese dibujando la diversidad de los fringílidos en el mapa de las islas Galápagos. En realidad esto fue clave para que Darwin concluyese que la evolución había ocurrido en las islas Galápagos, o sea, logró deducir cómo los pájaros habían evolucionado a través del espacio. Pero su dibujo de 1859, claramente y por primera vez, ofrecía la huella de la evolución a través del tiempo. Ilustraba su noción de descendencia con modificación, cómo la selección natural había producido cambios y también un linaje de conexiones entre las especies que muestra de dónde provienen historicamente, es decir, filogenéticamente.

Para entender mejor la única ilustración que Darwin incluyó en el Origen, es útil visualizar los pájaros fringílidos que Darwin estudió en las islas Galápagos. ¿Cómo sería este diagrama si lo hubiese ilustrado con especies de pájaros fringílidos? En la parte inferior de la figura veríamos pájaros fringílidos ancestrales. A medida que las líneas divergen y las ramas se esparcen en las partes superiores del diagrama, nuevas especies de pájaros fringílidos aparecerían, terminando en la serie de pájaros modernos en la parte superior de la figura. Para mejor ilustrar esta idea, recorra la animación interactiva, “Los Pájaros Fringílidos de Darwin” en el siguiente enlace. Información adicional sobre la descendencia con modificación evolutiva puede encontrarse en el enlace de PBS, An Origin of Species en la sección ¡Experimente! a la derecha de este módulo.

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Con el árbol de la vida como una metáfora de la evolución, Darwin cambió la manera de cómo los científicos y el público percibían el orígen de las especies. No habría más necesidad de interpretar la biodiversidad de la naturaleza como una escala, con algunas especies mejores o peores que otras por detalles como su tamaño, piel, o dientes, o por criterios de inteligencia o descendencia. Todas las especies se adaptan a su ambiente específico, aunque algunas no sobrevivan. Y todas, a algún nivel, comparten una fuente de origen común.

Conceptos Clave

  • La teoría de Darwin de la descendencia con modificación muestra como al reproducirse los organismos, cambios leves crean variación, y potencialmente producen nuevas especies con el tiempo.
  • Darwin proveyó el primer modelo que podía explicar lógicamente la biodiversidad, explicando linaje y variaciones pequeñas que distinguen a una especie con la otra similar.
  • El trabajo de Darwin cambio radicalmente el pensamiento de
  • la escala de la Naturaleza, un modelo que sugirió que algunas especies eran inferior naturalmente a otros, y mostraba que las especies evolucionaban en respuesta a presiones ambientales y no porque alguna jerarquía de la orden.

Lectura Adicional


Alfred Rosenberger, Ph.D. “Charles Darwin III” Visionlearning Vol. BIO-2 (5), 2004.

Lo importante en la ciencia no es tanto obtener nuevos datos sino descrubrir nuevas formas de pensar sobre ellos.
Sir William Bragg