Inicio > Biología > I. ¿CÓMO SABEMOS QUE HA HABIDO EVOLUCIÓN BIOLÓGICA? Las especies del pasado y las actuales no son las mismas(5)

I. ¿CÓMO SABEMOS QUE HA HABIDO EVOLUCIÓN BIOLÓGICA? Las especies del pasado y las actuales no son las mismas(5)

DIFERENCIAS ENTRE INDIVIDUOS DE LA MISMA ESPECIE

Para la teoría de la evolución, tal como fue concebida por Darwin, el hecho de que existan diferencias entre los individuos de la misma especie constituye uno de los argumentos más importantes. Si una especie de plantas tiene, digamos, flores rojas, el hecho de que existan algunas plantas con flores amarillas o blancas va a tener enormes consecuencias en el destino de la población.

LOS DOS CASOS DE LA FLOR BLANCA

En muchas plantas, el color de la flor tiene una gran importancia para que se pueda llevar a cabo la fertilización del óvulo por un grano de polen. Muchas plantas dependen para ello de la presencia de un agente que lleve el polen de una flor a otra. El viento y los animales son los agentes polinizadores más comúnmente mencionados, pero otros, como el agua, pueden ser tan importantes como aquéllos en este proceso.

Las semillas de las angiospermas se desarrollan dentro de un ovario, la parte del carpelo que rodea y protege los óvulos reproductores. La semilla se forma a partir del óvulo después de la polinización y la fecundación

Archilochus colubris, colibrí de garganta roja o colibrí gorgirrubí.

Muchas plantas requieren para su sobrevivencia de este tipo de agentes polinizadores, ya que sin ellos no podrían tener hijos. Consideremos en particular el caso en el que las flores dependen de colibríes para que su polen sea acarreado. Estos animales visitan las flores para obtener néctar (una mezcla de gran valor alimenticio para ellos). Tienen picos delgados y largos con los cuales colectan el néctar. Al hacerlo, el polen de la flor se adhiere al pico que en otra flor se quedará en el estigma, la parte femenina de la flor, y lo fertilizará. Los colibríes tienen una clara preferencia por las flores de color rojo. Si encontramos una flor de, digamos, entre 2 y 15 cm de longitud, tubular o alargada, de color rojo y con néctar, podemos estar casi seguros que es una flor que es visitada y seguramente polinizada por colibríes. Otros aspectos nos pueden ayudar a completar esta información: la flor debe producir néctar de día, ya que los colibríes son animales diurnos. Si esto sucede así, casi podemos asegurar que nuestra suposición es correcta.

Consideremos ahora que, si el color rojo lo determina un pigmento llamado antocianina, podría ocurrir que alguna flor de las muchas que hay en una población no lo produzca por efecto de un cambio en la forma de hacerlo, y que por tanto la flor fuese blanca o albina (algo muy semejante ocurre en los hombres en los que algunos no tienen la capacidad de hacer melanina y son albinos). En nuestra flor el resultado de este cambio sería muy claro. Los colibríes no visitarían esta flor; no sería atractiva para ellos. Esta flor blanca no tendría descendencia ni como padre productor de polen ni como madre productora de óvulos. Las flores blancas, cuando existieran, no podrían tener descendencia y desaparecerían de la población hasta que por otro accidente de la naturaleza se produjera otra flor blanca cuyo destino sería el mismo.

Imaginemos ahora otro orden de cosas. La flor blanca produce néctar no de día sino de noche. Hay dos grandes grupos de animales que visitan y a veces polinizan flores blancas o color crema. Estos son los murciélagos y las palomillas. Ambos visitan las flores de noche. Supongamos en este caso que son palomillas las que visitan y polinizan nuestras raras flores blancas. Pensemos además que las palomillas acarrean el polen en forma más eficiente que los colibríes. En esta situación, si esperamos varias generaciones encontraremos que las flores blancas no sólo no desaparecen de la población, sino que contrariamente a lo que uno esperaría aumentan su densidad.

En ambas historias existe una variante en una población: la flor blanca. La diferencia entre ellas consiste en que en un caso la presencia de la variante no cambia la estructura de la población que sigue teniendo sólo flores rojas. En el otro la población sí cambia, ya que al paso del tiempo habrá tanto flores blancas polinizadas por palomillas como flores rojas polinizadas por colibríes. Podemos, eso sí, asegurar que si la variante en este segundo caso no hubiera aparecido, la población seguro no habría cambiado.

Vemos así que la presencia de individuos diferentes en una población precede a cualquier fenómeno que modifique la estructura de ésta, es decir, las cantidades relativas de las diferentes variantes en ella. Es entonces un requisito sin el cual las especies nunca cambiarían, serían inmutables.

Darwin consideró este aspecto del desarrollo de su teoría en el primer capítulo de su El origen de las especies. Él comprendió claramente la importancia de mostrar la existencia de variabilidad dentro de las especies para su argumento contra la inmutabilidad de éstas. Es por ello que la evidencia primaria que eligió fue ésta.

SI CONTAMOS

Biston betularia

Cuando hablamos de similitud entre las especies construimos una tabla en la que preguntábamos si una especie tenía o no cierta característica. Los individuos pueden ser diferentes unos de otros usando este mismo criterio. ¿Tiene o no tiene? Se dice entonces que empleamos caracteres discretos. En algunas especies existe variación entre los individuos precisamente en lo que se refiere a la presencia o la ausencia de caracteres determinados. Tal es el caso de la palomilla Biston betularia que tiene dos variantes: grisáceo oscuro y blanquecino. En diferentes lugares el porcentaje de palomillas grisáceas es distinto.

SI MEDIMOS

La variación que debemos medir es sin duda la más común que podamos encontrar. La altura y en general el tamaño de los individuos es una característica que varía en cualquier especie que consideremos. En las plantas, por ejemplo, el tamaño de la hoja varía claramente de un individuo a otro. ¿Quién no ha notado que las plantas que crecen en ambientes más umbríos tienen en general hojas más grandes que aquellas de la misma especie que crecen en lugares donde hay más luz? Este fenómeno lo encontraremos tanto si comparamos el tamaño, como si lo hacemos con la forma o el color.

¿AMBIENTE O NATURALEZA?

Genotipo del individuo, son las características que heredamos de nuestros padres y que expresamos independientemente del ambiente en el que crezcamos. Por tanto “tiene el genotipo de ojos azules” quiere decir que, con independencia del país en el que crezca o de lo que coma, esa persona tendrá los ojos azules.

No todos los caracteres son iguales. Muchos dependen para su expresión del fenotipo y del ambiente. Por ejemplo, se ha visto que la producción de leche en las vacas depende de un 80% de lo que la vaca come. Si lo hace en abundancia producirá mucha leche, si lo hace mal dará poca. De la misma manera la cantidad de frutos que un árbol produce depende en parte de la fertilidad de la tierra, de la cantidad de agua que tenga disponible y de la temperatura a la que crezca.

Estos pensamientos tienen un impacto directo en la idea de que existe variabilidad entre los individuos de una misma especie. ¿Son entonces las diferencias que encontramos debidas a la naturaleza (el genotipo) de los individuos o al ambiente en el que viven?

Supongamos, para hacer evidente la importancia de que la variación descrita por Darwin deba tener una base genotípica, que aquella flor blanca que producía néctar por la noche y que sería polinizada más eficientemente por una palomilla es un producto del ambiente y no del genotipo. La polinización por una palomilla podrá ser más eficientemente que aquella que los colibríes llevan a cabo en flores rojas, pero todas las semillas producidas por la flor blanca serán… ¡rojas! La estructura de la población no cambió porque la variante que apareció en ella no hereda el carácter a su descendencia.

Es entonces necesario no solamente que exista variación, sino que ésta sea genética.

DOS EXPERIMENTOS EN GENÉTICA

¿Cómo se puede demostrar que la variación que podemos ver en una población tiene una base genética? Por regla general los caracteres que contamos, o discretos, se comportan, en cuanto a la manera como se heredan, como caracteres mendelianos (Figura 9); esto es que su herencia puede ser explicada por medio del modelo que Mendel usó para explicar la herencia de los caracteres en los chícharos.

Figura 9. Las leyes de Mendel predicen la forma en la que las características se heredan de una generación a la siguiente.

Por otro lado, los caracteres que medimos, o cuantitativos, tienen un comportamiento que generalmente no puede explicarse con el modelo usado por Mendel. La razón de ello es que mientras los caracteres mendelianos están determinados por la acción de un solo gene, los cuantitativos son causados por la acción conjunta de varios genes. En este caso el experimento que hizo Mendel no daría los mismos resultados. ¿Cómo se puede saber entonces si un carácter cuantitativo tiene un componente genético? Supongamos que en diferentes familias medimos cierto carácter, digamos altura, tanto de los hijos como de los padres. Para cada una de las familias podemos tener el promedio de altura de los padres (Xp+Xm)/2, donde Xp es la altura del padre y Xm es la de la madre, y el promedio de las alturas de los hijos (X1+X2)/2, donde X1 y X2 son las alturas del primero y segundo hijos. Si ahora colocamos en una gráfica (Figura 10) estos valores, para cada familia existe la posibilidad de encontrar tres resultados diferentes. El primero es que existe una asociación positiva entre la altura promedio de los padres y la de los hijos: padres altos tendrán hijos altos y viceversa. El segundo podría ser que la asociación sea negativa, de tal forma que padres altos tengan hijos chaparros y viceversa. Por último y tercero, que la altura de los hijos no tenga relación con la de los padres: padres altos podrían tener hijos a veces altos y a veces chaparros. Mientras que en los dos primeros casos los padres serían determinantes en la altura de los hijos, y por tanto la altura tendrá un componente genético, en el último caso los padres no determinarían la altura de los hijos, por lo que un factor ambiental, como podría ser la alimentación, debe de ser la causa determinante.

Así, analizando la relación que hay entre las características de los padres y de los hijos podemos tener una idea de la importancia relativa que el ambiente y el genotipo tienen en la determinación de los caracteres cuantitativos.

Figura 10. La altura en el hombre es una característica que se hereda en parte, como lo muestra esta gráfica. Los datos originales fueron obtenidos en 1889 por Francis Galton, quien era primo de Charles Darwin.

Daniel Piñero, De las bacterias al hombre: La evolución, Fondo de Cultura Económica,  1996.

Imágenes:

http://entomologia.net/betula.htm

http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/3er/Vegetales/6666/Espermatofitas.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Archilochus_colubris

De las bacterias al hombre: (1), (2), (3), (4)

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Categorías:Biología Etiquetas: , ,
  1. a.
    junio 2, 2011 en 1:14 AM

    Muy interesante! :)

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