Teorías sobre el origen de las especies
Lo que vas a aprender
- Describir la idea central de Lamarck y la de Darwin y Wallace sobre el cambio de las especies.
- Distinguir entre un carácter adquirido durante la vida y un carácter heredado.
- Explicar la selección natural con sus cuatro ingredientes (variación, herencia, exceso de crías y reproducción diferencial) con el ejemplo de una población.
- Interpretar el ancestro común como un árbol en el que las especies actuales son ramas de antepasados compartidos.
Para qué
¿Para qué sirve esto?
En Colombia viven más especies de aves que en casi cualquier otro país, y miles de especies de mariposas y de orquídeas. ¿De dónde salió tanta variedad? ¿Por qué un colibrí y un cóndor, tan distintos, tienen plumas, pico y huevos con cáscara? Y una pregunta más cercana: ¿por qué una plaga de un cultivo, rociada año tras año con el mismo insecticida, termina por no morir con él?
Las tres preguntas tienen la misma respuesta científica: las poblaciones de seres vivos cambian a lo largo de las generaciones. A ese cambio se le llama evolución. En esta lección vas a comparar dos explicaciones de cómo ocurre ese cambio y a usar datos de poblaciones inventadas para ponerlas a prueba.
Antes de empezar recuerda que los genes están en el ADN, que pasan de padres a hijos en los gametos y que una mutación puede crear una variante nueva de un gen.
Explicación
Una pregunta para la ciencia
Que las especies cambian se sabe por muchas evidencias, que estudiarás en la próxima lección: fósiles, parecidos entre órganos, la ubicación de las especies en el planeta y el ADN. La pregunta de esta lección es otra: ¿qué mecanismo produce el cambio? Una teoría científica tiene que explicar lo que se observa y hacer predicciones que se puedan comprobar.
La explicación de Lamarck
Jean-Baptiste Lamarck propuso que los seres vivos cambian para responder a las necesidades de su ambiente. Su modelo tenía dos ideas centrales:
- Uso y desuso. Un órgano que se usa mucho se fortalece y crece; uno que no se usa se debilita.
- Herencia de los caracteres adquiridos. Lo que un individuo gana durante su vida pasa a sus crías.
Según este modelo, cada individuo cambia en vida y le hereda ese cambio a su descendencia. Fue una de las primeras teorías que aceptó que las especies se transforman, y eso fue un gran paso. Pero su segunda idea no resistió las pruebas: un carácter adquirido no modifica el ADN de los gametos. Si una persona hace pesas durante años, sus hijos no nacen con más músculo. Hoy se sabe que lo que se hereda son los genes, y que el ejercicio, las cicatrices o un pelaje cortado no los cambian.
La explicación de Darwin y Wallace
Charles Darwin y Alfred Russel Wallace llegaron, cada uno por su lado, a la misma idea: la selección natural. Se apoya en observaciones que tú mismo puedes comprobar:
- Variación. Los individuos de una población no son iguales: unos tienen el pico más largo, el pelaje más oscuro o las patas más rápidas.
- Herencia. Parte de esa variación se hereda, porque está en los genes.
- Exceso de crías. Nacen muchas más crías de las que el ambiente puede sostener, así que no todas llegan a adultas ni se reproducen.
- Reproducción diferencial. Los individuos con variantes que les ayudan en ese ambiente sobreviven y se reproducen más, en promedio, que los demás.
La conclusión es que, generación tras generación, las variantes favorables se vuelven más frecuentes en la población. Fíjate en la diferencia con Lamarck: aquí ningún individuo cambia. El ave que nació con el pico corto lo tiene corto toda su vida. Lo que cambia es la proporción de picos largos y cortos en la población. Por eso decimos que los individuos no evolucionan; las poblaciones sí.
Dos ideas equivocadas que conviene evitar. La primera: la selección natural no «busca» un fin ni hace aparecer lo que la especie necesita; las variantes surgen al azar, por mutaciones, y el ambiente solo deja que unas se reproduzcan más que otras. La segunda: «el más apto» no es el más fuerte ni el más grande, sino el que deja más descendencia en ese ambiente. Una polilla pequeña y bien camuflada puede ser más apta que una grande y vistosa.
El ancestro común
Darwin propuso además que todas las especies están emparentadas: dos especies parecidas descienden de una población antigua compartida, su ancestro común. Si se dibuja, la historia de la vida es un árbol: cada rama que se separa es una población que siguió su propio camino y, con el tiempo, se volvió una especie distinta. Las especies actuales son las puntas de las ramas.
Un ejemplo que suele malinterpretarse: los seres humanos no descienden de los chimpancés actuales. Humanos y chimpancés son dos puntas del árbol que comparten un antepasado; desde que sus linajes se separaron, cada uno ha evolucionado por su lado.
Modelos que se completan
Darwin no sabía cómo se heredaban los caracteres. Más tarde, la genética de Mendel y el descubrimiento de las mutaciones explicaron de dónde sale la variación y cómo pasa a las crías. La unión de la selección natural con la genética se llama síntesis moderna, y es la base de la biología actual: la mutación crea variantes, la herencia las transmite y la selección natural cambia su frecuencia en la población.
El ancestro común como un árbol: las especies A, B y C son puntas de rama. A y B comparten un antepasado más reciente que el que comparten con C.
Ejemplo resuelto
Más crías de las que sobreviven
En una población inventada de ranas, cada pareja pone cientos de huevos en una temporada, pero la población no crece ni disminuye de un año a otro. ¿Qué quiere decir eso, y qué tiene que ver con la selección natural?
Ver la solución paso a paso
Si la población no cambia de tamaño, en promedio cada pareja deja solo dos hijos que llegan a reproducirse: los que la reemplazan.
De los cientos de huevos de cada pareja, casi todos se pierden: se los comen, se secan o no encuentran alimento.
Esa es la lucha por la existencia: nacen muchas más crías de las que el ambiente puede sostener.
Cuáles sobreviven no es del todo al azar: las que tienen variantes que les ayudan en ese ambiente tienen mejores probabilidades de llegar a reproducirse.
Respuesta: Que casi ninguna cría llega a reproducirse: hay exceso de crías, y sobreviven más las que tienen variantes favorables.
Ejemplo resuelto
El pico de la población cambia, los picos no
En una isla inventada, las aves de una población tienen picos de distintos largos. Llega una sequía y solo quedan semillas duras; sobreviven sobre todo las aves de pico más largo, que pueden partirlas. ¿Qué pasa con el pico de la población, y qué habría predicho Lamarck?
Ver la solución paso a paso
Antes de la sequía ya había variación: unas aves tenían el pico más largo que otras.
Con las semillas duras, las de pico largo comen y sobreviven más. Ninguna ave alargó su pico: las que sobrevivieron ya lo tenían largo.
Si el largo del pico se hereda, sus crías tendrán picos parecidos a los de ellas: en la siguiente generación, el pico de la población será más largo en promedio.
Lamarck habría predicho que cada ave alarga su pico al esforzarse y que pasa ese cambio a sus crías. La selección natural predice otra cosa: cambia la población, no cada individuo.
Respuesta: El pico de la población se alarga en promedio de una generación a otra, sin que el pico de ningún ave cambie.
Práctica
En una población de peces, cada pareja pone cientos de huevos, pero muy pocos llegan a adultos. ¿Qué ingrediente de la selección natural muestra eso?
El ambiente no alcanza para todas las crías. Esa lucha por la existencia es la que hace que algunas variantes se reproduzcan más que otras.
Si todas las crías de una población de conejos sobrevivieran y se reprodujeran, ¿qué pasaría?
Cada pareja tiene muchas crías. Si todas se reprodujeran, la población crecería muy rápido; en la naturaleza eso no pasa porque la mayoría muere antes.
En la sequía del ejemplo sobreviven sobre todo las aves de pico largo. ¿Por qué?
La variación ya estaba en la población. La sequía no cambió los picos: hizo que sobrevivieran más las aves que ya tenían el pico que servía.
Después de la sequía, ¿por qué el pico de la siguiente generación tiende a ser más largo, en promedio?
Herencia y reproducción diferencial: los padres de la nueva generación son, sobre todo, aves de pico largo, y sus crías se les parecen.
Una lagartija desarrolla patas fuertes de tanto correr. Según lo que hoy se sabe, ¿sus crías nacerán con patas más fuertes por eso?
Lo que un individuo gana con el uso no cambia sus genes. Esa era la idea de Lamarck, y la evidencia no la apoya.
¿Qué tiene que pasar en una población para que actúe la selección natural?
Son los cuatro ingredientes de Darwin y Wallace. Si falta la variación o la herencia, no hay nada que el ambiente pueda seleccionar.
Según el ancestro común, si una especie antigua se separa en dos y cada una vuelve a separarse, ¿qué se espera?
Cada separación es una rama. Las especies que salieron de la misma rama hace poco se parecen más entre sí que con las de otras ramas.
En una población de jirafas, el cuello de las crías es, en promedio, más largo que el de sus abuelas. ¿Cuál es la explicación de Darwin y Wallace?
La selección natural parte de la variación que ya existe en la población. La del cuello que cada jirafa estiró es la explicación de Lamarck (herencia de un carácter adquirido); la de «la naturaleza se lo fue dando» supone que la naturaleza busca un fin; la de las peleas confunde «apto» con «fuerte».
¿Qué afirma la teoría del ancestro común sobre los seres humanos y los chimpancés?
Humanos y chimpancés son dos ramas que se separaron de un antepasado compartido. Los chimpancés actuales también han seguido evolucionando desde entonces: ninguna especie actual es «el pasado» de otra.
Reto
¿De quién es cada idea?
Arrastra cada idea a la canasta de Lamarck o a la de Darwin y Wallace.
Reto
Une cada ingrediente de la selección natural con su ejemplo.
Toca una ficha de la izquierda y luego la que le corresponde.
Reto
El crucigrama del origen de las especies.
Lee cada pista y escribe la palabra. No lleva tildes.
Cierre
En resumen
Lamarck propuso que cada individuo cambia por el uso y el desuso de sus órganos y que hereda a sus crías lo adquirido; esa herencia de caracteres adquiridos no se cumple.
Darwin y Wallace propusieron la selección natural, que se apoya en la variación, la herencia, el exceso de crías y la reproducción diferencial.
Los individuos no evolucionan; lo que cambia es la frecuencia de las variantes en la población, generación tras generación.
El más apto es el que deja más descendencia en su ambiente, y la selección no persigue ningún fin.
Todas las especies están emparentadas en un árbol de ancestros comunes; humanos y chimpancés comparten un antepasado, no descienden uno del otro.
Vocabulario
- Especie
Grupo de poblaciones cuyos individuos pueden cruzarse entre sí y tener descendencia fértil.
- Población
Conjunto de individuos de una misma especie que viven en un mismo lugar al mismo tiempo.
- Carácter adquirido
Rasgo que un individuo gana durante su vida, como un músculo fortalecido por el ejercicio; no está en su ADN y no pasa a sus crías.
- Selección natural
Proceso por el cual los individuos con variantes heredables más favorables en un ambiente dejan, en promedio, más descendencia, y esas variantes se vuelven más frecuentes en la población.
- Aptitud
Capacidad de un individuo para sobrevivir y dejar descendencia en un ambiente dado. El más apto es el que deja más descendientes, no el más fuerte.
- Ancestro común
Población antigua de la que descienden dos o más especies actuales.
Guía para el docente
Tiempos
- Inicio · 5 min — Pregunte por qué una plaga deja de morir con el insecticida de siempre y anote en el tablero las explicaciones del grupo, sin corregirlas todavía.
- Explicación · 20 min — Lamarck y Darwin y Wallace en dos columnas del tablero; resuelva con el grupo los dos ejemplos y vuelva a las explicaciones del inicio para clasificarlas.
- Práctica · 15 min — Preguntas y retos en parejas; las canastas de las ideas se pueden proyectar y discutir en grupo.
- Cierre · 5 min — Que cada estudiante explique, en tres frases, por qué un individuo no evoluciona.
Preguntas para el salón
- Si un deportista entrena toda la vida, ¿sus hijos nacen más fuertes? ¿Qué diría Lamarck y qué dice la genética?
- ¿Puede la selección natural actuar si todos los individuos de una población son idénticos?
- ¿Es más apta una mariposa grande o una pequeña? ¿De qué depende?
Errores típicos
- Decir que un animal «se adaptó» en vida y le pasó la adaptación a sus crías. Pida que señale en el ejemplo de los picos qué ave cambió su pico; ninguna lo hizo, cambió la proporción.
- Creer que la selección natural crea lo que la especie necesita. Recuerde que las variantes salen de mutaciones al azar y que el ambiente solo decide cuáles dejan más crías.
- Confundir el más apto con el más fuerte. Ponga el caso de un insecto pequeño y bien camuflado frente a uno grande y visible para un ave que caza.
- Pensar que los humanos descienden de los chimpancés actuales. Dibuje el árbol de la figura y ubique a humanos y chimpancés como dos puntas de rama con un antepasado compartido.
Tarea sugerida
Explicar por escrito, con las ideas de Lamarck y luego con las de Darwin y Wallace, por qué una plaga de un cultivo se vuelve resistente a un insecticida, y decir cuál de las dos explicaciones se puede comprobar con datos de la población.