La
realidad de la evolución
Es el concepto de los cambios
y no inmutabilidad es la regla es la regla del universo, es uno de los unificadores
fundamentales de la naturaleza que ha percibido la mente humana. La evolución
como una sucesión ordenada y continua de los cambios es el tema que une una cantidad
de hechos e información para constituir un panorama unificado, amplio y cohesivo
de la naturaleza. Su pasado, su presente y, de cierta manera su futuro. Sus efectos
se observan en cada campo del conocimiento y pensamientos humanos.
Por
conveniencia, subdividimos el campo de la evolución en dos áreas generales, la
evolución inorgánica o no biológica y la evolución biológica u orgánica, implicando
esto que están inextricablemente juntas un a la otra, ejerciendo a menudo efectos
mutuos.
La evolución no biológica
Es
un concepto más que todo físico, relacionado con los cambios de masa y energía
que han ocurrido en grandes períodos de tiempo, desde los diversos puntos de vista,
incluyendo los cambios de clima, la superficie terrestre, etc.
La evolución biológica
Se
refiere al origen de la vida, el desarrollo y diversificaciones subsecuentes a
través de miles de millones de años experimentados por las plantas, animales,
y microorganismos actuales. Como concepto, se sostiene que todas las especies
de origen contemporáneas no existieron iguales a las de ahora, si no que
se han originado de otra especie ahora extinta, estas especies son los descendientes
ancestros primordiales y, en la mayoría de los casos, más sencillos.
En
general, la principal tendencia evolutiva biológica se ha dirigido a aumentar
la especialidad y complejidad de estructura y función; aunque en algunos organismos
ha habido simplificación, a partir de ancestros más complejos. Aquellas especies
cuyos descendientes poseen variaciones hereditarias que la adaptan a un medio
dado, tienden a sobrevivir en generaciones sucesivas; mientras aquéllas que no
están bien adaptados son eliminadas, fenómeno conocido comúnmente como selección
natural. Los procesos evolutivos biológicos y no biológicos aún continúan,
aunque de una manera generalmente tan lenta en animales y plantas superiores en
sus medios naturales, que es casi imperceptible en los pocos siglos en que el
hombre ha registrado sus observaciones. Bajo circunstancias naturales, la evolución
de la mayoría de los organismos es un proceso que requiere varios cientos de siglos,
antes de que puedan determinarse los cambios, aunque se efectúen en su grado más
rápido.
La evolución ha quedado finalmente establecido como
un hecho por muchos tipos de evidencias. Los principales lineamientos de tales
evidencias para que se efectúe la evolución en los sistemas vivientes, se discutían
en las siguientes secciones. Muchos de los aspectos evolutivos de forma y función,
incluyendo el metabolismo, intervienen en la evolución de los seres vivos. En
particular, el examen tanto del reino animal como vegetal, ha servido para demostrar
cómo los miembros del mundo viviente, así como los conocemos hoy en día, procedieron
de ancestros primitivos siguiendo varias líneas de descendencia. De manera semejante
el papel central de las mutaciones genéticas, la reproducción sexual, así como
los productos de la evolución, han contribuido a que aumenten intensivamente las
combinaciones genéticas posibles ( y por consiguientes nuevas variaciones biológicas).
Los hechos esenciales de la evolución y sus causas como fueron presentados por
Darwin y Wallace en 1850 pueden resumirse como sigue.
1-Sobreproducción:
los organismos, debido a su prodigiosa capacidad reproductora, producen más descendencias
de la que puede sobrevivir o llegar a la madurez.
2- Constancia
del tamaño de población: a pesar de la tendencia de una especie para aumentar
su población en proporción geométrica o exponencial, la población permanece mas
o menos constante en períodos largos. Por consiguiente debe existir un grado apreciable
de mortandad, debido en parte a limitación de espacio alimento.
3- Variación: Todos los miembros de una especie dada no son semejantes,
pues presentan variaciones en muchas de sus características.
4- Selección natural: son aquellas variaciones que favorecen a los organismos
en la competencia para sobrevivir en un medio dado, favorecerán su existencia
en comparación en aquellos organismos y su progenie que posean menos variaciones
adecuadas. De esta manera se efectuará entre los individuos de la especie una
selección natural, en favor de aquellos miembros cuyas variaciones los adaptan
más efectivamente a las condiciones del medio ambiente.
5- Herencia: puesto a que la herencia es un hecho, como lo indica la semejanza
entre progenitores y progenie, los individuos pasarán la mayor parte de sus variaciones
o adaptaciones favorables a las generaciones sucesivas. De esta manera, las adaptaciones,
en el curso de muchas generaciones, se modificarán incesantemente, mejorando la
especie para adaptarse mejor a su medio ambiente.
En efecto
la teoría se basó en hechos establecidos de sobreproducción, constancia de tamaño
de población, variaciones y semejanzas hereditarias entre padres y progenie.
La
Evolución Química
La evolución química es una evolución
basada en procesos químicos, no biológicos, que comprenden el cambiar compuestos
inorgánicos simples a compuestos orgánicos complejos. Según Oparin, como resultado
de esto procesos, se pudieron producir dos características importantes de los
organismos vivos. Primero, lo que vive se compone mayormente de moléculas orgánicas
complejas. La evolución química tuvo que haber producido estas moléculas, a partir
de bloques de construcción más pequeños. Segundo, los sistemas de moléculas orgánicas
en los organismos están es una cápsula o rodeados como unidades separadas. Estas
unidades son las células que forman todo lo viviente. Para que surgiera la vida,
también tenía que ocurrir esta encapsulación de los materiales.
De
acuerdo conla hipótesis de Oparin, una gran cantidad de reacciones químicas ocurría
entre los ingredientes de los mares antiguos. Durante millones de años probablemente
aparecieran los aminoácidos y los nuclótidos que forman el DNA y el RNA entre
las moléculas producidas mediante estas reacciones. A veces, los científicos llaman
sopa primordial a la solución que componía los océanos primitivos, debido a la
presencia de estas moléculas.
Sin embargo, supongamos que,
en una de los billones de reacciones, se unieran algunos aminoácidos para formar
una proteína que pudiera funcionar como una enzima. Esta enzima, a su vez, pudo
haber unido algunos otros aminoácidos. En este caso, podría haber varias cadenas
de aminoácidos y, tal vez, proteínas completas. Estos raros accidentes también
pudieron producir pedacitos cortos de ácidos nucleicos con la habilidad para replicarse
a sí mismos. En cada uno de estos casos, la aparición de una molécula orgánica
podía llevar a la producción de muchas más.
La formación
de moléculas orgánicas complejas, a partir de bloque de construccón más pequeños,
debe haber necesitado energía. Oparin surgirió que había varias fuentes de energía
posibles: la energía eléctrica de los relámpagos, la energía radiante del Sol,
la energía proveniente de la desintegración de las sustancias radiactivas.
Oparin
describió forma en que pudieron formarse algunos compuestos complejos.
También
describió cómo pudieron ser separados del ambiente por alguna membrana los compuestos
originales de la vida. Señaló que las mezclas de compuestos orgánicos pueden formar
agrupaciones que el llamó coacervados. Un coacervado es un grupo de gotas
microscópicas que se froma por atracció entre moléculas. De una mezcla de proteínas
y azúcar en agua, se pueden formar coacervados. Las gotas en el interior son moléculas
de proteínas. Las moléculas de agua forman la capa exterior de estas gotas. Esta
capa actúa, más o menos, como una membrana celular. Los coacervados pueden intercambiar
materiales con su ambiente, a través de esta capa limitante, en la misma forma
que lo hace una célula. Para Oparin, estas gotas sugerían la forma de una célula.
Igual que la célula, cda gota puede considerarse como distinta y separada de las
demás.
Los estudios acerca de la hipótesis de Oparin han
demostrado que ese tipo de moléculas que encontramos en los organismos vivos pudo
haberse formado temprao en la historia de la Tierra. También han demostrado que
grupos de moléculas pudieron haber sido encapsulados. Estos grupos de moléculas
encapsuladas - que contienen agua, proteínas, azúcares y ácidos nucleicos - pudieron
haber crecido obteniendo materiales del ambiente. Al tomar materiales del ambiente,
estas moléculas pudieron haberse duplicado. Finalmente, las gotas que se desprendían
pudieron haber formado copias exactas del grupo completo de moléculas encapsuladas.
Muchos
biólogs piensan que sí señalan que esta hipótesis describe solamente lo que pudo
haber ocurrido.
Los Primeros Organismos
Un
estromtolito es una agrupción de piedras caliza formada por la actividad de organismos
unicelulares. Los científicos han encontrado algunos estromatolitos modernos.
Los fósiles de organismos pequeños, como los encontrados en los estromatolitos,
se llaman microfósiles.
Los procariotas, como las bacterias,
son organismos modernos similares en apariencia a estos organismos antiguos. Las
células más primitivas en la Tierra deben haber sido células procarióticas simpels.
Si describiéramos a un procariota simplemente como un saco de agua y sustancias
químicas, ¿podría esta descripción aplicarse a un coacervado? Algunos biólogos
piensan que estructuras como los coacervados evolucionaron por medio de un proceso
de mucos pasos, hasta formar las primeras células procarióticas.
Las
evidencias fósiles demuestran que los procariotas aprecieron hace, aproximadamente,
3500 millones de años. Es muy difícil señalar exactamente cuándo aparecieron por
primera vez o saber la naturaleza de los primeros tipos de organismos. Sin embargo,
algunos procariotas parecen haber aparecido primero que otros. La mayoría de los
procariotas y eucariotas son aeróbicos. Un organismo aeróbico es aquel que requiere
oxígeno. Claramente, si la atmósfera primitiva no incluía oxígeno, es poco probable
que los organismos más primitivos fueran aeróbicos. Sin embargo, algunos procariotas
son anaeróbicos; esto es, no necesitan oxígeno. Muchos científicos piensan que
los primeros organismos que aparecieron eran anaeróbicos.
Los
metanógenos son ejemplos de organismos anaeróbicos que viven hoy en día. Un metanógeno
es un procariota anaeróbico que cambia el hidrógeno, el bióxido de carbono o ciertos
compuestos orgánicos a metano. Los metanógenos viven en el fango, debajo de cuerpos
de agua donde hay poco oxígeno. Los metanógenos puedieron haber evolucionado en
una atmósfera sin oxígeno debido a que son anaeróbicos. Ellos podrían ser similares
a los primeros tipos de organismos que aparecieron.
Probablemente,
los próximos en evolucionar fueron los procariotas que podían llevar a cabo fotósíntesis,
la cual utiliza biósido de carbono. Si la atmósfera primitiva tenía bióxido de
carbono, los organismos fotosintéticos podrían haber sobrevivido. La evolución
de organismos fotosintéticos fue, probablemente, un paso necesario antes de que
pudiera aparecer un variedad más amplia de organismos. El oxígeno es un subproducto
de la fotosíntesis. Si la atmósfera primitiva no tenía oxígeno, los organismos
fotosintéticos podrían haber añadido oxígeno a la atmósfera.
El
Origen de los Eucariotas
Hay evidencia de que los
primeros procariotas aparecieron hace, aproximadamente, 3,500 millones de años.
Los eucariotas, o células con organelos, se desarrollaron mucho más tarde. Es
difícil saber exactamente cuándo aparecieron por primera vez las primeras células
eucarióticas, debido a la falta de evidencia fósil. Sin embargo, algunos biólogos
creen que los eucariotas evolucionaron de los procariotas, hace de mil a dos mil
millones de años.
La mayoría de los biólogos piensa que
los eucariotas evolucionaron de los procariotas. Se han propuesto varias hipóteiss
para expliar cómo pudo haber pasado esto. A una explicación se le llama la hipótesis
simbiótica. La hipótesis simbiótica propone que las células eucarióticas
evolucionaron de céluals procarióticas cuando algunos procariotas empezaron a
vivir dentro de otras células. Llamamos simbiosis a la asociación entre
organismos de diferentes clases, muchas veces con beneficio mutuo.
Muchos
biólogos creen que los eucariotas surgieron de una simbiosis en la que algunas
células simplemente absorbieron otras. O tal vez algunas células pequeñas se movieron
hacia dentro de unas células grandes. Si ambas células se beneficiaban, podían
haber continuado viviendo en esa forma. Las células más pequeñas podían haber
continuado creciendo y dividiéndose dentro de hospedero más grande. La célula
más grande también pudo haber seguido creciendo. Cuando la célula grande se dividió,
cada unas de la células hijas pudo haber recibido algunas células "huéspedes".
Los
biólogos han señalado semejanzas entre algunos organelos, en células eucarióticas
y algunas células procarióticas, en apoyo de la hipótesis simbiótica.
Los
cloroplastos son similares a las bacterias verde-azules. Los organismos procariotas
son, aproximadamente, del mismo tamaño, la misma forma y tienen, más o menos,
la misma estructura interna que las mitocondrias y los cloroplastos que encontramos
en las células eucarióticas. También se ha demostrado que las mitocondrias y los
cloroplastos tienen su propio DNA y ribosomas, similares al DNA y a los ribosomas
de las bacterias, y pueden llevar a cabo la repoducción y síntesis de proteínas.
¿Qué
ventajas pueden tener la simbiosis para la células procarióticas?
Las
mitocondrias proveen la energía de la célula. Tal vez han descendido de bacterias
que pdían producir tanta energía que tenían cantidades adicionales. Una célula
hospedera podría haber usado esta energía. A su vez, tal vez las bacterias se
protegían de extremos de calor y frío o de pérdida de agua o de que se las comieran
otras céluals. Los antecesores de los cloroplastos pueden haber obtenido ventajas
similares, mientras le proveían alimento a su hospedero a través del proceso de
la fotosíntesis.
No todos los biólogos aceptan la Teoría
Simbiótica. El hecho de que el DNA en los cloroplastos y las mitocondrias, tendría
que ocurrir algún porceso para transferir caracteristicas hereditarias a lo que
se convertiría en el núcleo. Algunos biólogos han ofrecido otra explicación para
el desarrollo de células eucarióticas.
Los primeros eucariotas
formaron sus organelos por medio de invaginaciones y rompimientos de algunas regiones
de la membrana celular.
Se puede encontrar evidencia que
apoye tanto la hipótesis simbiótica como la hipótesis de que los organelos de
eucariotas son el resultado de invaginaciones de la membrana celular. Tal vez
ambos procesos jugaron un papel en la evolución de células eucarióticas. Algunos
organelos pueden haberse formado por un proceso y otros pueden haberse desarrollado
por otro proceso.
Evolución de los organismos fotosintéticos:
Puesto
que al principio el oxígeno molecular no existía , o bien lo había en pequeñísimas
cantidades, esd e suponer que las primeras formas de vidda eistieron en ausencia
de este gas. Se consdera que casi todo el oxígeno gaseoso de la atmósfera terrestre
se debe principalmente al rpoceso de fotosíntesis, llevado a cabo pro vegetale
sverdes terrestres y marinos. La fotosíntesis es el proceso biológico mediante
el cual las sustancias orgánicas se sintetizan a partir de bióxido de carbono
y agua,utilizando energía luminosa absorbida por pigmentos especiales verdes llamados
clorofilas. Este proceso que produce oxígeno libre en forma gaseosa como subproducto,
se considera com una adquisición evolutiva en el desarrollo consecuente de las
formas vivientes. Algunos de esto organismos prmitivos, al poseer este pigmento
específico, probablemente fueron capaces de absorber parte dfe la luz solar y
utilizar esta energía luminosa para realizar un metabolismo más eficaz. La evolución
progersiva de estas formas fotosintéticas prmitivas dio origen a los organismos
fotosintéticos contemporáneos: los vegetales verdes, incluyendo algas y ciertas
bacterias.
Estos organismos fotosintéticos comenzaron a
tener predominancia hace cercad e 700 u 800 millones de años, en el tiempo en
qu elas aguas de los mares constitujían una fuente pobre de energía debido al
tipo de usstancias que contenian, muchas de la scuales fueron posiblemente productos
de desecho del metabolismo imperante en esa era, o sea en ausencia de oxígeno
libre o con muy poca cantidad de este gas. Debido a esta circustancia, únicamente
proliferaron los organismos fotosintéticos, evolucionaron muy rápidamente y en
muy poco tiempo enriquecieron la atmósfera con uno de los productos de descho
en la fotosíntesis, el oxígeno molecular. Se ha calculado que la actual pobalción
de vegetales verdes, especialmente en los océanos, se llevaría 3,000 años aproximadamente
en reemplazar totalmente el oxígeno atmosférico.
PRUEBAS
DE LA EVOLUCIÓN
Desde Darwing se han acumulado numerosas
evidencias que apoyan la evolución orgánica que sucedió en el pasado y sigue efectuándose.
Las principales pruebas que han convencido a los biólogos de que la evolución
es un hecho demostrado, se derivan de estudios de fósiles hechos por los paleontólogos,
la clasificación o taxonomía, los homólogos se encargaban de los estudios de comparación
de fisiología y bioquímica, anatomía y desarrollo embrionario. También la distribución
geográfica y la genética están incluidos en estos estudios sobre la evolución
Evidencias derivadas de los fósiles
Formación de
los fósiles: al morir los organismos, sus cuerpos generalmente son descompuestos
por microorganismos. Relativamente en pocos casos, las plantas animales que han
muerto y se sedimentan, llegan a formar parte de los estratos rocosos de la corteza
terrestre, preseverándose de una manera u otra. Como regla, solamente sus partes
duras, para ser más específicos, su parte esquelética, que son las más resistentes
a descomponerse, preseverándose; mientras sus partes blandas desaparecen por un
poseso normal de desintegración.
Formación y secuencia
de rocas sedimentadas: la corteza terrestre está constituido en parte de varias
capas o estratos de las llamadas rocas sedimentarias. Estas rocas se formaron
en grandes períodos de tiempo en el pasado, por medio del asentamiento y comprensión
de los sedimentos o los depósitos de arena, aluvión, ríos, lodo lava volcánica
de los mares, lagos, ríos y aires.
Los geólogos han sido
capaces de mostrar numerosas excepciones al orden cronológico de la estratificación
rocosa. En ciertos casos los cambios los localizados en la corteza han causado
tremendos plegamientos en el estrato rocoso; así las capas más viejas pueden ahora
localizarse por encima de las más recientes. A veces la aparición de grietas en
el estrato rocoso, conocidas como fallas y subsecuentes deslizamientos horizontales
pueden causar el mismo efecto.
En otros casos la erosión
de las capas rocosas superiores seguida por cambios en condiciones geológicas,
como la inmersión bajo mares poco profundos, que favorecen a la deposición, puede
ser responsable de la gran proximidad de las capas más recientes con las más antiguas.
Registro fósil de la vida animal: uno de los esquemas más favorecidos basado
en el registro fósil que ha sido sugerido para los grupos mayores de animales
se muestra a continuación.
Indica
los grupos de animales principales del pasado y representa la relación de abundancia
relativa y tiempo aproximado.
Los sucesos importantes
y relaciones de animales en el pasado biológica pueden resumirse de la siguiente
manera:
Invertebrados: el período Cámbrico de la
era Paleozólica, se considera como el primero que nos da registros fósiles extensos,
conteniendo ya la mayoría de los principales phyla de invertebrados marinos actuales.
Éstos incluyen muchos de los representantes marinos protozarios, esponjas celenterados,
equinodermos, moluscos, anélidos y antrópodos.
Estos últimos
estuvieron también muy bien representados por los trilobites, que son un grupo
primitivo de antrópodos, ahora extintos. Los Bryozoa aparecen hasta 50 a 100 millones
de años después.
Vertebrados: el principal suceso
biológico del Período Orvícido fue la aparición de los vertebrados, la mayoría
a partir de un ancestro tinicado. Los vertebrados más antiguos de los vertebrados
encontrados son los peces sin mandíbula. Estos son los vertebrados vivientes más
primitivos, cuyos representantes más modernos son las lampreas y los peces brujas.
En el curso de las eras geológicas, ciertos peces amandibulados pudieron originar
originar a los ya extintos peces mandibulados o placodermos, única clase extinta
de los vertebrados. Ciertos descendientes ancestrales de los placodermos a su
vez posiblemente evolucionaron independientemente a peces cartilaginosos y Chondrichthyes
y peces óseos u Osteochtyes. Los placodermos originaron el período Silúrico, llegando
a ser muy abundantes en el período Devónico, dispersándose de las aguas dulces,
en las cuales probablemente aparecieron hacia los mares, al terminar el Devónico
y comenzar el período Misisipiano, desaparecieron rápidamente; siendo reemplazados
por los relativamente nuevos y evolutivos peces cartilaginosos y óseos. Todas
las evidencias indican que los placodermos se extinguieron al final del período
Pérmico.
Los peces cartilaginosos representados actualmente
por los tiburones, mantarrayas y rayas son de tipo marino, los cuales han tenido
pocas fluctuaciones en abundancias durante su larga historia evolutiva.
Anfibios: los fósiles anfibios más primitivos conocidos remontan a ciertos
depósitos del devónico en Groenlandia. El desarrollo de pulmones para respirar
aire y de aletas para trasladarse sobre la tierra, fueron las dos adaptaciones
principales en la evolución de los peces a anfibios. Fueron posiblemente seleccionados
para un medio ambiente donde ocurrían sequías periódicas de estanques y corrientes,
quizás como resultado de la alternancia de estaciones lluviosas con épocas de
sequía. Los anfibios alcanzaron la cumbre en número y diversidad durante los períodos
Pérmico y Pensilvaniano. La última porción de la era Paleozólica que se extiende
desde el Misisipiano a través de los períodos Pérmico y parte del Triásico se
llama a menudo "edad de los anfibios. Los anfibios fueron probablemente tipos
con cuerpo predominantemente grandes, parecidos a los cocodrilos actuales. Su
repentina y casi completa extinción, quizá se debió a los reptiles, durante el
período Jurásico y fue seguida por la evolución de grupos nuevos de anfibios,
ranas y sapos.
Reptiles: los anfibios fueron eclipsados
por un grupo de organismos recién evolucionados, los primeros reptiles conocidos,
los Cotylosaurios, los cuales aparentemente se originaron como una rama de ciertos
anfibios primitivos al final del Misisipiano y principios del Pensilviano. Los
reptiles, como los vertebrados verdaderos, aumentaron rápidamente durante el período
Pérmico. Disminuyeron algo durante el período Triásico y aumentaron en el Jurásico
y Cretácico. Fue en este último período que alcanzaron su climax de abundancia.
Se adaptaron a una existencia en el agua, en la tierra u en el aire con las correspondientes
diferencias estructurales en su cuerpo y modos de vida. Fueron probablemente los
más exitosos animales terrestres del pasado. A la era Mesozoica se le conoce como
"la edad de los reptiles". En su plenitud, los reptiles tuvieron al menos cinco
líneas o troncos principales, todos ellos evolucionados de una línea primitiva
reptiliana, la ya mencionada de los cotilosaurios.
Repentinamente,
por razones aún no muy claras, muchas de las formas más grandes tales como los
dinosaurios, desaparecieron y fueron reemplazados por aves y mamíferos. Las lagartijas
y las víboras son las más abundantes de las formas modernas y son de origen más
recientes que los cocodrilos y tortugas. El estudio de los fósiles indica que
estos dos últimos no han cambiado mucho desde los tiempos de su aparición en la
era Pérmica y Triásico, hace unos 200 millones de años.
Aves y mamíferos: las aves y mamíferos evolucionaron independiente y separadamente
de dos de los cinco troncos de reptiles. Fue en el período Triásico que uno de
uno de los cinco troncos reptilianos, los llamados tecodontes, evolucionaron
de manera radiada en varios grupos pequeños. Estos en el uso del tiempo, originaron
independientemente a las aves ancestrales, a los ancestros de las lagartijas,
cocodrilos, tortugas y víboras actuales, etc. La transición evolutiva durante
el período Jurásico, de una de estas líneas radiadas de tecodontes que originaron
las aves, está apoyada por el fósil de la notable ave primitiva el Archaeopteryx
con numerosas características reptilianas.
Los registros
fósiles muestran que los primeros reptiles semejantes a los mamíferos, poseían
una mezcla de características reptilianas y de mamíferos como las representadas
en los llamados terápsidos, originados a finales del Pérmico y principio
del Triásico hace cerca de 125 millones de años. Durante el período Jurásico existieron
al menos cuatro órdenes diferentes de mamíferos ahora extintos. Fue a principio
del período Terciario, hace unos 70 millones de años, que evolucionaron los mamíferos,
constituyendo líneas diversificadas con diferentes estructuras corporales y modos
de existencia; representando a cada orden de mamíferos actuales y a algunos ahora
extintos.
La clara disminución de casi todos los phyla
durante los períodos Pérmico y Triásico está de acuerdo con la evidencia geológica
del enorme cambio de la corteza terrestre en este período, llamado "Revolución
apalachiana", que estuvo acompañada por cambios radicales de clima. Esto pone
fin a la era Paleozoica y comienza la Mesozoica.
REGISTRO
DE FÓSIL DE LA VIDA VEGETAL
El registro fósil de los
vegetales, al igual que los animales, también demuestra claramente que la evolución
es un hecho y que en general se ha verificado progresivamente desde los grupos
más sencillos a los más complejos; y que en muchas especies de vegetales se han
extinguido como lo indican relativamente escasos restos fósiles. La historia de
los fósiles se resume a continuación.
Algas primitivas:
como en el caso de los animales, los primeros fósiles de los animales datan
desde el período Cámbrico de la era Paleozoica. Indican que las algas marinas
fueron la forma predominante de vida vegetal, incluyendo las algas verde-azules,
verdes y aún ciertas algas paradas parecidas a las actuales. Los más comunes son
las algas marinas en los períodos Cámbrico y Ordovícico son los tipos secretos
de cal o calcáreas, la cual probablemente fueron más resistentes a la destrucción
y desintegración que las otras algas.
Primeros vegetales
terrestres: los fósiles de los primeros vegetales terrestres conocidos son
de las ahora extintas Psilophytales; aparecieron en el Silúrico, aproximadamente
100 millones de años antes de la aparición de los mamíferos terrestres, y sugieren
que ellas hayan sido originado en el período Ordovícico presente.
Aunque no existe un acuerdo total referente al significado evolutivo de las psilofitales,
el punto de vista más favorable en la actualidad es que ellas y las briofitas
evolucionaron independientemente de ciertas algas verdes primitivas. Se cree que
las psilofitales, como plantas vasculares, son los ancestros de los grupos más
recientes traqueofitas. E el siguiente período, o sea el devónico, las psilofitales
aumentaron tanto en número como en distribución. Otros tipos de plantas empezaron
a hacer su aparición, incluyendo licopodios primitivos, colas de caballo y los
llamados "helechos con semillas", parecidos a los helechos en su estructura general,
pero con óvulos que se desarrollaban en semillas.
Bosques
pantanosos y mantos carboníferos: los períodos Misisipiano y Pensilvaniano
testificaron el desarrollo de bosques pantanosos, densos y extendidos, constituidos
de grandes licopodeos arbóreos, colas de caballos, helechos con semillas y otras
gimniospermas primitivas. Estos son los bosques pantanosos ancestrales, cuyos
restos se transformaron gradualmente en los mayores mantos carboníferos del mundo.
Por esta razón a los períodos Pensilvaniano y Misisipiano se les llama a menudo
como "períodos carboníferos o edad del carbón".
Muchas
de estas plantas cayeron al agua y a los pantanos, siendo pronto cubiertas por
fango y lodo. Los sedimentos superiores acumularon en los millones de años que
siguieron, creando grandes presiones y requebrajamientos, originando eventualmente
la conversión gradual de los restos vegetales a depósitos de carbón.
Bosques de gimnospermas: con el fin del período Pérmico, el cual marcó
el final de la era Paleozólica, muchas plantas dominantes ancestrales del período
carboníferos se extinguieron y fueron reemplazadas por grandes bosques de gimnospermas
muy parecidas a las actuales. Por consiguiente, en el curso de 350 millones de
años que representan la era Paleozólica, la vida primitiva acuático de nuestro
planeta que consistía en hongos y algas bien desarrolladas fue reemplazada progresivamente
por los primeros vegetales terrestres (psilofitales), licopodios, equisetos, helechos
con semillas, culminando finalmente con los grandes bosques de gimnospermas.
Aparición de las flores: otro avance evolutivo
importante se hace evidente por sí mismo en el período Jurásico de la era mesozóica,
en donde aparecen los primeros restos fósiles de angiospermas o plantas con flores.
Se cree que evolucionaron de un grupo primitivo de helechos con semillas parecidos
a la cicadácea, independientemente de los angiospermas superiores. El rápido surgimiento,
desarrollo y dispersión de las angiospermas durante el siguiente período Cretácico,
dio por resultado que constituyeran la vegetación terrestre dominante en los años
del mosozoico. Durante este tiempo, los gimnospermas, entonces predominantes,
comenzaron a declinar.
EVIDENCIAS
DERIVADAS DE LA DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA
Los estudios de la distribución de los vegetales y animales del pasado, sobre
la superficie de la tierra, nos proporciona evidencias adicionales para la evolución.
Muchas especies de plantas y animales se encuentran en diversas partes del mundo,
mientras otras, tales como los mamíferos marsupiales, están restringidos a áreas
particulares, aunque se piense que las condiciones climáticas de otras regiones
son excelentes y apropiadas para su existencia.
Estos fenómenos
se explican relacionando la distribución actual de animales vegetales con los
registros fósiles del pasado.
Los organismos que habitan
las regiones aisladas, tienden a evolucionar en líneas divergentes, a menudo con
características diferentes. Los efectos exagerados de un aislamiento prolongado
se observan en Australia, donde han evolucionado numerosas líneas de marsupiales,
tales como canguros de las llanuras, los osos koala arborícolas y el lobo marsupial.
La flora característica de islas oceánicas como las Hawaii y Fiji son otros ejemplos
de períodos prolongados de aislamientos geográficos.
En
casos de distribución discontinua como los ya citados, los fósiles indican frecuentemente
que estos organismos o ancestros íntimamente relacionados tuvieron en un tiempo
de continuidad geográficas en varias áreas de un territorio; pero como resultado
de cambios geológicos y climáticos, en ciertas áreas de un territorio; pero como
resultado de cambios geológicos y climáticos, en ciertas áreas muchos de los organismos
no pudieron sobrevivir y se extinguieron.
EVIDENCIAS
DERIVADAS DE LA GENÉTICA
A
partir de diversas fuentes, se han obtenido pruebas experimentales y reales de
la evolución. La más antigua de éstas es indudablemente a selección y las prácticas
de cruzamientos utilizadas por el hombre hace miles de años para obtener variedades
nuevas y más apropiadas de animales domésticos y plantas cultivadas. Mucho tiempo
antes de que el hombre supiera de hechos de la genética, aprovechó la ocurrencia
de las variaciones hereditarias, para desarrollar numerosas variedades, líneas
o razas de plantas cultivadas y animales domésticos.
Los
microorganismos han sido especialmente útiles para la demostración experimental
de la evolución. Las experiencias con bacterias basadas en la alteración o mutación
de unos o pocos genes, seguida por un simple proceso de selección puede originar
fácilmente el desarrollo de nueva ´población o estirpe bacteriana.
Un
bioma es una gran comunidad unitaria caracterizada por el tipo de plantas y animales
que alberga. En oposición, el término ecosistema se define como una unidad natural
de partes vivas y no vivas que interactúan para formar un sistema estable en el
cual el intercambio de materiales sigue una vía circular. Así, un ecosistema podría
ser un pequeño estanque a una amplia zona coextensiva con un bioma, pero que incluye
no sólo el medio físico, sino también las poblaciones de microorganismos, plantas
y animales.
En cada bioma es uniforme el tipo de vegetación
culminante (hierbas, coníferas, árboles caducos), pero una especie particular
de planta puede ser distinta en diferentes partes del bioma. La clase de vegetación
culminante depende del medio físico, y éste y aquélla determinan el tipo de animales
presentes. La definición de bioma incluye no solo la comunidad dominante de la
región, sino también las comunidades intermedias que la preceden.
No
suele haber línea de demarcación precisa entre biomas adyacentes, sino que, por
el contrario, cada uno se superpone en una vasta zona de transición llamada ecotonía.
En el norte de Canadá, por ejemplo, hay una dilatada región en que se mezclan
la tundra y los bosques de coníferas. La comunidad ecotónica consta típicamente
de algunos organismos de cada bioma, más otros característicos y a veces incluso
restringidos a la ecotonía. Constituye tendencia de la ecotonía (que se llama
efecto de borde) incluir mayor número de especies y tener mayor densidad de población
que cualquiera de los biomas vecinos.
Algunos de los biomas
reconocidos por lo ecólogos son la tundra, bosque de coníferas, bosque de árboles
deciduos. Bosque subtropical siempre verde, pradera, desierto, chaparral y bosque
tropical con gran precipitación pluvial. Estos biomas están distribuidos, aunque
de manera algo irregular, como fajas alrededor del mundo ; así, quien viaja del
ecuador al polo, puede cruzar bosques tropicales de clima lluvioso, praderas,
desiertos, bosque deciduo, bosque de coníferas y finalmente llegar a la tundra
en el norte de Canadá y Alaska.
Como las condiciones climáticas
de las grandes altitudes son en cierto modo parecidas a las de altas altitudes,
suele haber sucesión similar de biomas en las faldas de las grandes montañas.
Por ejemplo : si se asciende del valle de San Joaquín, en California, hasta las
sierras, se pasa desde el desierto a través de bosques deciduos y de coníferas,
a una zona de vegetación selvática, para alcanzar después una región que recuerda
la tundra ártica.
Para la explicación de los diferentes
biomas dividermos los biomas en tres tipos: biomas terrestres, biomas dulceacuícolas
y biomas marinos. Los marions ocntienen muchas más sales disueltas que los
biomas de agua dulce. Los biomas terrestres son los más variados.
Entre
los biomas terrestres tenemos los siguientes: la tundra, los bosques de coníferas,
los bosques deciduos, los pastizales, los desiertos y las selvas de lluvia.
Bioma
de la Tundra
Entre el Océano Artico y el casquete polar,
por una parte, y los bosques situados al sur, por otra, se encuentra una región
en forma de banda desprovista de árboles llamada tundra, la cual se extiende en
unos 202 millones de áreas a través de América del Norte, Europa septentrional
y Siberia. Las características primarias de esta región son temperaturas bajas
y brevedad de la estación de cultivo. La precipitación pluvial es más bien escasa,
pero el agua no suele ser factor limitante, ya que el ritmo de evaporación es
también muy bajo.
El terreno esta casi siempre congelado,
excepto en los 10 ó 20 cm. superiores que experimentan deshielo durante la brevísima
temporada estival. La alfombra de vegetación, siempre de poco espesor, incluye
líquenes, musgos, hierbas, juncos y algunos arbustos chaparros. Los animales que
se han adoptado a vivir en la tundra son :
caribú, reno,
liebre y zorro árticos, oso polar, lobos, lemming, búhos, perdiz blanca, y durante
el verano, enjambres de moscas y mosquitos y gran número de aves migratorias.
El
caribú y el reno emigran casi incesantemente por la escasez de vegetación en las
diferentes áreas que recorren, insuficiente para sustentarlas. Si bien una inspección
superficial podría sugerir que las tundras son zonas estériles, es muy grande
el número de organismos que se han adoptado y sobreviven al frío. Durante las
largas horas de luz diurna del brevísimo verano, la producción primaria es muy
elevada. La que deriva de la vegetación que brota en el terreno, de las plantas
que crecen en las muchas lagunas que bordean la campiña, y la procedente del fitoplancton
del Océano Artico vecino, proporcionan bastante alimento para cubrir las necesidades
de gran variedad de mamíferos que residen en la tundra en forma permanente, y
de muchos tipos de aves migratorias y de insectos. La mayor parte de éstos ponen
huevecillos que resisten la congelación.
Biomas
del bosque
Cabe distinguir diferentes tipos de biomas
del bosque dispuestos casi siempre sobre un gradiente de norte a sur o de altitud
elevada a baja altitud. Cercano a la región de la tundra a gran altitud y latitud
se encuentra el bosque septentrional de coníferas, que se extiende por el norte
de América y de Eurasia, inmediatamente al sur de la tundra. Crecen en estas tierras
el abeto y el pino y viven la liebre ártica, el lince y el lobo.
El
hecho del verdor permanente de los árboles quiere decir que hay una sombra densa
durante todo el año que tiende a inhibir el desarrollo de arbustos y herbáceas.
La presencia continua de hojas verdes permite que haya fotosíntesis durante los
12 meses del año, a pesar de la temperatura baja durante el invierno, con índices
bastante elevados de producción anual primaria.
Estos bosques
de coníferas son la fuente más importante de madera comercial en el mundo. Después
de la tala las ramas se descomponen con gran lentitud y el suelo adquiere un estado
característico con poco humus relativamente. En los bosques septentrionales de
coníferas, como en la tundra, se observa periodicidad estacional netamente delimitada
; la población animal aumenta y disminuye en número en curvas con depresiones
y cúspides muy manifiestas.
A lo largo de la costa occidental
de América del Norte desde el sur de Alaska al centro de California hay una región
denominada bioma de bosque de coníferas de clima lluviosos, caracterizada por
temperaturas más altas, mucha más humedad, y menos fluctuaciones estacionales
que en los bosques de coníferas clásicos situados más al norte. La precipitación
pluvial es intensa, y además las frecuentes nieblas contribuyen mucho a la humedad
de estas regiones. En la parte norte hay grandes bosques de abetos del Canadá,
en la zona de Puget Sound prosperan el abeto ordinario, el árbol conífero o de
la vida y el pino, y en California, crece profusamente el pino costeño gigante,
Sequoia sempervirens. La producción potencial de estas regiones es enorme, y con
forestación y replantación cuidadosa la recolección anual de madera es elevadísima.
El
bioma de bosques de árboles de hoja caduca y clima benigno se encuentra en zonas
con lluvias abundantes uniformemente distribuidas (75 a 150 cm. anualmente), y
temperaturas moderadas con veranos e inviernos netamente delimitados. Estos bosques
cubrieron originalmente la parte oriental de América del Norte, toda Europa, regiones
de Japón y Australia, y la porción meridional de América del Sur.
Los
árboles de estas áreas, hayas, arces, robles, nogales y castaños, pierden sus
hojas durante medio año, haciéndose así muy patente el contraste entre verano
e invierno. Suele ser manifiesto el deficiente desarrollo de hierbas y arbustos.
Los animales originales de estos bosques fueron venado, oso, ardilla, zorro, gato
montés, pavo salvajes y pájaro carpintero. Muchas de estas zonas boscosas son
actualmente ciudades o campos cultivados.
El bioma de bosque
subtropical de grandes hojas verdes se encuentra en regiones muy lluviosas con
diferencias de temperatura entre verano e invierno no bien delimitadas, como por
ejemplo, en Florida. La vegetación incluye encinas perennes, magnolias, tamarindos,
palmeras, viñedos y muchas epífitas como orquídeas y musgo negro.
La
variedad máxima de formas de vida se observa en los bosques tropicales de gran
precipitación pluvial (Selva Tropical) que ocupan regiones bajas cerca del ecuador
con lluvia anual de 200 cm. o más. Los bosques más densos de este tipo, con enorme
variedad de plantas y animales, se encuentran en los valles de los ríos Amazonas,
Orinoco, Congo y Zambesi, y en algunas zonas de América Central, malaya, Borneo
y Nueva Guinea.
La vegetación es muy densa, dificulta el
estudio e incluso la fotografía de estos bosque tropicales. Dicha, vegetación,
verticalmente estratificada, se compone de árboles elevadísimos cubiertos a menudo
de enredaderas, trepadoras, líanas y epífitas.
No existe
ninguna especie animal o vegetal que por su gran número pueda considerarse dominante.
La diversidad de especies de plantas e insectos en unas cuantas áreas de estos
bosques tropicales que en toda Europa. Los árboles son altos y de hojas verdes
; sus raíces generalmente poco profundas, tienen bases tumefactas o contrafuertes.
Los
bosques tropicales constituyen la base de la jungla, aunque la escasa intensidad
de luz a nivel del terreno suele dar origen a zonas de vegetación escasa o francamente
ralas. La mayor parte de los animales viven en las capas superiores de vegetación
; entre los más típicos destacan monos, perezosos, termitas, hormigas, osos hormigueros,
muchos reptiles y gran variedad de aves de brillantes colores, como pericos, tucanes
y aves del paraíso.
Bosque
Deciduo
Las zonas templadas tienen una estación de crecimiento
larga, por lo generla de más de seis meses. Allí la precipitación alcanza unos
100 cm anuales. Donde el suelo es bueno y las sequías de verano son raras o no
existenentes, encontramos grandes bosques deciduos. Los bosques deciduos
se encuentran en el este de Estados Unidos, en la Gran Bretaña, en Europa Central
y en parte de China y de Siberia. En Sudamérica encontramos una zona similar,
pero su extensión está limitada por la falta de la lluvia.
Existe
una diversidd de vegetaciones clímax deciduas, las cuales dependen de factores
físicos como las condiciones del suelo, el drenaje de éste y el clima. Veamos
la variedad de ellas en los Estados Unidos. En las regiones centrales del norte
se localizan bosques de hayas y arces. También son comunes los bosques de encino
y nogal americano en las regiones oeste y sur. Los bosques de encino y de castaño
alguna vez fueron comunes en las montañas Apalaches, pero el tizón de la castaña
destruyó la mayor parte de los castaños. Otros árboles han crecido allí para reponer
los castaños. Ahora crcen algunas coníferas. En algunos lugares se han plantado
bosques de pino, que crecen donde antes hubo bosques deciduos. Otros árboles deciduos
de la zona templada son el sicomoro, el olmo, el chopo temblón, el sauce y el
álamo. Cada uno des estos bosques específicos tienen sus especies animales típicas.
Varios animales osn comunes a todos los bosques deciduos. El gran herbívoros común
es el venado. Otros mamíferos familiares son la zorra, el mapache y la ardilla.
Alguna vez hubo manadas de lobos entre los bosque de coníferas y deciduos, pero
ahora están restringidos a Minnesota, Canadá y Alaska. Hay también muchas aves
que anidan en los árboles.
Bioma
de la Pradera
El bioma de la pradera se encuentra en
parajes con lluvia de 25 a 75 cm. por año, cifra insuficiente para el sustento
de un bosque, y superior a la normal en un desierto verdadero. Se encuentra terreno
de prado en el interior de los continentes y son bien conocidas las praderas del
occidente de Estados Unidos, y las de Argentina, Australia, Rusia meridional y
Siberia. Estas tierras proporcionan pasta natural para el ganado, y de las mismas
se han obtenido por selección artificial las principales plantas alimenticias
de importancia en la agricultura.
Los mamíferos del bioma
de la pradera son zapadores o de pasto : bisón, antílope, cebra, caballo y asno
salvaje, conejo, ardilla, perro de las praderas y topo. Las aves características
de estas regiones son chocha, alondra y halcón.
La altura
de las diversas especies de hierbas de las praderas puede fluctuar entre 150 y
250 cm. ; algunas especies crecen en grupos o manojos, y otras diseminadas con
rizomas subterráneos. Las raíces de las muchas especies de hierbas de las praderas
penetran profundamente en el suelo y su peso en una planta sana es varias veces
superior al del tallo.
A veces se encuentran árboles y arbustos
en las praderas, con frecuencia formando fajas a lo largo de los márgenes de ríos
y arroyos, y en ocasiones irregularmente dispersos. El suelo de las praderas es
muy rico en humus por virtud del rápido crecimiento y descomposición de los vegetales,
y muy apropiado para el crecimiento de plantas alimenticias como trigo y maíz
; sirven también las praderas como terrenos que brindan pastura natural a bovinas,
ovinos y caprinos. Ahora bien, cuando se utilizan e exceso como campos de pasto
o de labranza pueden convertirse en verdaderos desiertos creados por la mano del
hombre.
Hay una amplia faja de pradera tropical o sabana
en Africa entre el Sahara y el bosque tropical de clima lluvioso de la cuenca
del Congo. Se encuentran otras sabanas en América del Sur y Australia. Si bien
la precipitación anual es elevada, hasta 125 cm. la presencia de una estación
seca prolongada impide el desarrollo de bosques. En esta región viven muchas variedades
de ganado y predatores como los leones.
Cuál sea la mejor
forma de utilizar estas praderas africanas es el problema al que se enfrentan
en la actualidad las nuevas naciones de aquel continente en su deseo de mejorar
el nivel de nutrición de sus pobladores. Muchos ecólogos opinan que quizá fuera
lo mejor explotar los herbívoros nativos, antílope, hipopótamo y ñu, en lugar
de exterminarlos sustituyéndolos por ganado bovino. La diversidad de la población
natural significaría más amplio uso de todos los recursos de producción primaria,
además de que las especies nativas son inmunes a los muchos parásitos tropicales
y enfermedades que diezman el ganado procedente del exterior.
Bioma
del Chaparral
En las regiones del mundo de clima benigno,
con lluvias relativamente abundantes en invierno pero con veranos muy secos, la
comunidad culminante incluye árboles y arbustos de hojas perennes gruesas y duras.
Este tipo de vegetación se llama "chaparral" en California y México, "macchie"
en la cuenca del Mediterráneo y "mellee scrub" en la costa meridional de Australia.
Los
árboles y arbustos frecuentes en el chaparral de California son chamizos y manzanitas.
Los eucaliptos de la región del chaparral procedentes de la costa sur de Australia
han prosperado profusamente substituyendo en gran medida a la vegetación leñosa
nativa en las cercanías de las ciudades.
Mulos, venados
y muchos tipos de aves viven en el chaparral durante la estación de las lluvias
pero se desplazan hacia el norte, o a altitudes más elevadas para escapar de los
veranos calientes y secos. Son animales característicos del bioma de chaparral
algunas variedades de conejos y ardillas, ratas de la madera, lagartos, reyezuelos
y pinzones. Durante los veranos secos y calurosos es constante el peligro de fuego
que puede invadir rápidamente los lomeríos del chaparral. Después de los incendios
y siguiendo a las primeras lluvias, los arbustos retoñan con gran vigor pudiendo
alcanzar su desarrollo máximo en plazo de unos 20 años.
Bioma
del Desierto
En regiones con menos de 25 cm. de precipitación
por año, o en zonas cálidas, con lluvias más copiosas pero con distribución no
uniforme durante el ciclo anual, la vegetación es poco densa y consta de arbustos
quenopodiáceos, artemisas y cactos. Las plantas en el desierto se encuentran ampliamente
esparcidas, con grandes zonas ralas separando unos macizos de otros. Durante la
breve temporada de lluvias el desierto de California se cubre de una asombrosa
variedad de hierbas y flores silvestres, la mayor parte de las cuales completan
su ciclo vital de semilla a semilla en el transcurso de pocas semanas. Entre los
animales de esta región figuran reptiles, insectos, y roedores que labran madrigueras,
como la rata canguro y el ratón bolsudo, capaces de vivir sin beber por extraer
el agua de las semillas y de los cactos jugosos que los sirven de alimento.
La
escasa precipitación pluvial puede ser debida a presión barométrica alta persistente,
como en los desiertos del Sahara y australianos ; a una posición geográfica al
abrigo de la lluvia en una montaña, como en los desiertos del oeste de Estados
Unidos ; o a grandes altitudes, como en las regiones desérticas del Tíbet y Bolivia.
Los únicos desiertos absolutamente libres de lluvia son los del norte de Chile
y el Sahara central.
Las mediciones cuidadosas de la cantidad
de materia seca producida por un área dada en el curso de un año ponen de manifiesto
una clara relación lineal con el volumen de lluvias, cuando menos hasta 60 cm.
por año. Esto ilustra en forma indiscutible el importantísimo papel de la humedad
como factor limitante en la productividad del desierto. Cuando el terreno es favorable,
un desierto bien regado puede ser muy productivo, dada la gran cantidad de luz
solar que recibe.
Si nos basamos en las temperaturas promedio
podemos distinguir dos tipos de desierto : el "caliente", como el de Arizona,
por ejemplo, caracterizado por el cacto sahuaro gigante, árboles de palo verde,
y arbusto