Describa cómo la teoría de la evolución por selección natural está respaldada por evidencia
La evidencia de la evolución es convincente y extensa. Al observar todos los niveles de organización de los sistemas vivos, los biólogos ven la firma de la evolución pasada y presente. Darwin dedicó una gran parte de su libro, Sobre el origen de las especies, a identificar patrones en la naturaleza que fueran consistentes con la evolución, y desde Darwin, nuestra comprensión se ha vuelto más clara y amplia.
Objetivos de aprendizaje
- Resume la evidencia física que respalda la teoría de la evolución
- Resume la evidencia biológica que respalda la teoría de la evolución
- Refuta los conceptos erróneos comunes sobre la evolución
Evidencia física
Fósiles
Los fósiles proporcionan evidencia sólida de que los organismos del pasado no son los mismos que se encuentran hoy, y los fósiles muestran una progresión de la evolución. Los científicos determinan la edad de los fósiles y los clasifican en todo el mundo para determinar cuándo vivían los organismos entre sí. El registro fósil resultante cuenta la historia del pasado y muestra la evolución de la forma durante millones de años (Figura 1a). Por ejemplo, los científicos han recuperado registros muy detallados que muestran la evolución de humanos y caballos (Figura 1b).
Figura 1. En esta (a) pantalla, los homínidos fósiles están ordenados desde el más antiguo (abajo) hasta el más nuevo (arriba). A medida que evolucionaron los homínidos, la forma del cráneo cambió. La interpretación de un artista de (b) especies extintas del género Equus revela que estas especies antiguas se parecían al caballo moderno (Equus ferus) pero variaban en tamaño.
Anatomía y embriología
Figura 2. La construcción similar de estos apéndices indica que estos organismos comparten un ancestro común.
Otro tipo de evidencia de la evolución es la presencia de estructuras en organismos que comparten la misma forma básica. Por ejemplo, los huesos de los apéndices de un ser humano, un perro, un pájaro y una ballena comparten la misma construcción general (Figura 2) que resulta de su origen en los apéndices de un antepasado común. Con el tiempo, la evolución provocó cambios en las formas y tamaños de estos huesos en diferentes especies, pero han mantenido el mismo diseño general. Los científicos llaman estructuras homólogas a estas partes sinónimos.
Existen algunas estructuras en organismos que no tienen ninguna función aparente y parecen ser partes residuales de un antepasado común pasado. Estas estructuras no utilizadas sin función se denominan estructuras vestigiales. Algunos ejemplos de estructuras vestigiales son las alas de las aves no voladoras, las hojas de algunos cactus y los huesos de las patas traseras de las ballenas.
Otra evidencia de la evolución es la convergencia de formas en organismos que comparten entornos similares. Por ejemplo, las especies de animales no emparentados, como el zorro ártico y la perdiz blanca, que viven en la región ártica han sido seleccionadas por fenotipos blancos estacionales durante el invierno para mezclarse con la nieve y el hielo (Figura 3). Estas similitudes no se deben a un ancestro común, sino a presiones de selección similares: los beneficios de no ser visto por los depredadores.
Figura 3. El pelaje blanco de invierno del (a) zorro ártico y el (b) plumaje de la perdiz blanca son adaptaciones a sus entornos. (crédito a: modificación del trabajo de Keith Morehouse)
La embriología, el estudio del desarrollo de la anatomía de un organismo a su forma adulta, también proporciona evidencia de parentesco entre grupos ahora ampliamente divergentes. de organismos. El ajuste mutacional en el embrión puede tener consecuencias tan magnificadas en el adulto que la formación del embrión tiende a conservarse. Como resultado, las estructuras que están ausentes en algunos grupos a menudo aparecen en sus formas embrionarias y desaparecen cuando se alcanza la forma adulta o juvenil. Por ejemplo, todos los embriones de vertebrados, incluidos los humanos, exhiben branquias y colas en algún momento de su desarrollo temprano. Estos desaparecen en los adultos de grupos terrestres pero se mantienen en formas adultas de grupos acuáticos como peces y algunos anfibios. Los embriones de grandes simios, incluidos los humanos, tienen una estructura de cola durante su desarrollo que se pierde en el momento del nacimiento.
Evidencia biológica
Biogeografía
La distribución geográfica de organismos en el planeta sigue patrones que se explican mejor por la evolución junto con el movimiento de las placas tectónicas a lo largo del tiempo geológico. Los grupos amplios que evolucionaron antes de la ruptura del supercontinente Pangea (hace unos 200 millones de años) se distribuyen por todo el mundo.Los grupos que evolucionaron desde la ruptura aparecen de manera única en regiones del planeta, como la flora y fauna únicas de los continentes del norte que se formaron a partir del supercontinente Laurasia y de los continentes del sur que se formaron a partir del supercontinente Gondwana. La presencia de miembros de la familia de plantas Proteaceae en Australia, el sur de África y Sudamérica es mejor debido a su aparición antes de la ruptura del supercontinente sur de Gondwana.
La gran diversificación de marsupiales en Australia y la ausencia de otros mamíferos reflejan el largo aislamiento de Australia. Australia tiene una abundancia de especies endémicas, especies que no se encuentran en ningún otro lugar, lo que es típico de las islas cuyo aislamiento por extensiones de agua evita la migración de especies. Con el tiempo, estas especies divergen evolutivamente en nuevas especies que se ven muy diferentes a sus ancestros que pueden existir en el continente. Los marsupiales de Australia, los pinzones de las Galápagos y muchas especies de las islas hawaianas son únicos en su único punto de origen, pero muestran relaciones distantes con especies ancestrales en tierra firme.
Biología Molecular
Al igual que las estructuras anatómicas, las estructuras de las moléculas de la vida reflejan el descenso con modificación. La evidencia de un ancestro común para toda la vida se refleja en la universalidad del ADN como material genético y en la casi universalidad del código genético y la maquinaria de replicación y expresión del ADN. Las divisiones fundamentales en la vida entre los tres dominios se reflejan en importantes diferencias estructurales en estructuras que de otro modo serían conservadoras, como los componentes de los ribosomas y las estructuras de las membranas. En general, la relación de grupos de organismos se refleja en la similitud de sus secuencias de ADN, exactamente el patrón que se esperaría de la descendencia y la diversificación de un ancestro común.
Las secuencias de ADN también han arrojado luz sobre algunos de los mecanismos de la evolución. Por ejemplo, está claro que la evolución de nuevas funciones para las proteínas ocurre comúnmente después de eventos de duplicación de genes que permiten la libre modificación de una copia por mutación, selección o deriva (cambios en el acervo genético de una población resultantes del azar), mientras que la otra copia continúa produciendo una proteína funcional.
Evolución: es una cosa
Este video define la evolución y discute varias variedades de evidencia que apoyan la Teoría de la Evolución:
Conceptos erróneos sobre la evolución
Aunque la teoría de la evolución generó cierta controversia cuando se propuso por primera vez, fue aceptada casi universalmente por los biólogos, en particular los biólogos más jóvenes, dentro de los 20 años posteriores a la publicación de El origen de las especies. Sin embargo, la teoría de la evolución es un concepto difícil y abundan los conceptos erróneos acerca de cómo funciona.
La evolución es solo una teoría
Los críticos de la teoría de la evolución descartan su importancia al confundir deliberadamente la teoría de la evolución. uso cotidiano de la palabra «teoría» con la forma en que los científicos usan la palabra. En ciencia, una «teoría» se entiende como un cuerpo de explicaciones comprobadas y verificadas a fondo para un conjunto de observaciones del mundo natural. Los científicos tienen una teoría del átomo, una teoría de la gravedad y la teoría de la relatividad, cada una de las cuales describe hechos entendidos sobre el mundo. De la misma manera, la teoría de la evolución describe hechos sobre el mundo viviente. Como tal, una teoría en la ciencia ha sobrevivido a los esfuerzos significativos de los científicos para desacreditarla. En contraste, una «teoría» en la lengua vernácula común es una palabra que significa una suposición o explicación sugerida; este significado es más parecido al concepto científico de «hipótesis». Cuando los críticos de la evolución dicen que la evolución es «solo una teoría», están dando a entender que hay poca evidencia que la respalde y que todavía está en proceso de ser probada rigurosamente. Esta es una caracterización errónea.
Los individuos evolucionan
La evolución es el cambio en la composición genética de una población a lo largo del tiempo, específicamente a lo largo de generaciones, como resultado de la reproducción diferencial de individuos con ciertos alelos. Los individuos cambian a lo largo de su vida, obviamente, pero esto se llama desarrollo e implica cambios programados por el conjunto de genes que el individuo adquirió al nacer en coordinación con el entorno del individuo Cuando se piensa en la evolución de una característica, probablemente sea mejor pensar en el cambio del valor promedio de la característica en la población a lo largo del tiempo. Por ejemplo, cuando la selección natural lleva a un cambio en el tamaño del pico en los pinzones de tamaño mediano en las Galápagos, esto no significa que los picos individuales de los pinzones sean cambiados. ng. Si uno mide el tamaño promedio del billete entre todos los individuos de la población al mismo tiempo y luego mide el tamaño promedio del billete en la población varios años después, este valor promedio será diferente como resultado de la evolución.Aunque algunos individuos pueden sobrevivir desde la primera hasta la segunda, aún tendrán el mismo tamaño de pico; sin embargo, habrá muchos individuos nuevos que contribuirán al cambio en el tamaño promedio de los billetes.
Los organismos evolucionan con un propósito
Declaraciones como «los organismos evolucionan en respuesta a un cambio en un ambiente ”Son bastante comunes, pero tales declaraciones pueden dar lugar a dos tipos de malentendidos. En primer lugar, no debe entenderse que la declaración significa que los organismos individuales evolucionan. La declaración es una abreviatura de» una población evoluciona en respuesta a un entorno cambiante «. Sin embargo, puede surgir un segundo malentendido al interpretar la declaración en el sentido de que la evolución es de alguna manera intencional. Un entorno cambiado da como resultado que algunos individuos de la población, aquellos con fenotipos particulares, se beneficien y, por lo tanto, produzcan proporcionalmente más descendencia que otros fenotipos. Esto da como resultado un cambio en la población si las características están determinadas genéticamente.
También es importante comprender que la variación en la que trabaja la selección natural ya está en una población y no surge en respuesta a un cambio ambiental . Por ejemplo, la aplicación de antibióticos a una población de bacterias, con el tiempo, seleccionará una población de bacterias resistentes a los antibióticos. La resistencia, que es causada por un gen, no surgió por mutación debido a la aplicación del antibiótico. El gen de la resistencia ya estaba presente en el acervo genético de la bacteria, probablemente con una frecuencia baja. El antibiótico, que mata las células bacterianas sin el gen de resistencia, selecciona fuertemente a los individuos que son resistentes, ya que estos serían los únicos que sobrevivieron y se dividieron. Los experimentos han demostrado que las mutaciones para la resistencia a los antibióticos no surgen como resultado de los antibióticos.
En un sentido más amplio, la evolución no está dirigida a un objetivo. Las especies no se vuelven «mejores» con el tiempo; simplemente rastrean su entorno cambiante con adaptaciones que maximizan su reproducción en un entorno particular en un momento particular. La evolución no tiene el objetivo de hacer especies más rápidas, más grandes, más complejas o incluso más inteligentes, a pesar de lo común de este tipo de lenguaje en el discurso popular. Las características que evolucionan en una especie son una función de la variación presente y del entorno, los cuales cambian constantemente de manera no direccional. ¿Qué rasgo encaja en un entorno en uno? El tiempo puede ser fatal en algún momento en el futuro. Esto es igualmente válido para una especie de insecto que para la especie humana.
La evolución explica el origen de la vida
Es un malentendido común de que la evolución incluye una explicación de los orígenes de la vida. Por el contrario, algunos de los críticos de la teoría creen que no puede explicar el origen de la vida. La teoría no intenta explicar el origen de la vida. La teoría de la evolución e Explica cómo las poblaciones cambian con el tiempo y cómo la vida diversifica el origen de las especies. No arroja luz sobre los inicios de la vida, incluidos los orígenes de las primeras células, que es como se define la vida. Los mecanismos del origen de la vida en la Tierra son un problema particularmente difícil porque ocurrió hace mucho tiempo y, presumiblemente, solo ocurrió una vez. Es importante destacar que los biólogos creen que la presencia de vida en la Tierra excluye la posibilidad de que los eventos que llevaron a la vida en la Tierra puedan repetirse porque las etapas intermedias se convertirían inmediatamente en alimento para los seres vivos existentes.
Sin embargo, una vez que un Si existiera un mecanismo de herencia en la forma de una molécula como el ADN, ya sea dentro de una célula o pre-celular, estas entidades estarían sujetas al principio de selección natural. Los reproductores más efectivos aumentarían en frecuencia a expensas de los reproductores ineficientes. Entonces, si bien la evolución no explica el origen de la vida, puede tener algo que decir sobre algunos de los procesos que operan una vez que las entidades pre-vivientes adquirieron ciertas propiedades.
En resumen: evidencia de la evolución
Desde que Darwin desarrolló sus ideas sobre la descendencia con modificaciones y las presiones de la selección natural, se ha reunido una variedad de pruebas que apoyan la teoría de la evolución. La evidencia fósil muestra los cambios en los linajes durante millones de años, como en homínidos y caballos. El estudio de la anatomía permite a los científicos identificar estructuras homólogas en diversos grupos de organismos relacionados, como los huesos de las piernas. Las estructuras vestigiales también ofrecen pistas sobre ancestros comunes. Usando la embriología, los científicos pueden identificar ancestros comunes a través de estructuras presentes solo durante el desarrollo y no en la forma adulta.
La biogeografía ofrece más pistas sobre las relaciones evolutivas. La presencia de organismos relacionados en todos los continentes indica cuándo estos organismos pueden haber evolucionado. Por ejemplo, algunas especies de flora y fauna de los continentes del norte son similares en estas masas de tierra pero distintas de las de los continentes del sur.Islas como Australia y la cadena de Galápagos a menudo tienen especies únicas que evolucionaron después de que estas masas terrestres se separaron del continente. Finalmente, la biología molecular proporciona datos que respaldan la teoría de la evolución. En particular, la universalidad del ADN y la casi universalidad del código genético de las proteínas muestra que toda la vida alguna vez compartió un ancestro común. El ADN también proporciona pistas sobre cómo pudo haber ocurrido la evolución. Las duplicaciones de genes permiten que una copia sufra eventos mutacionales sin dañar un organismo, ya que una copia continúa produciendo proteína funcional.
Existen muchos conceptos erróneos sobre la teoría de la evolución, incluidos algunos perpetuados por los críticos de la teoría. Primero, la evolución como teoría científica significa que tiene años de observación y datos acumulados que la respaldan. No es «solo una teoría» como una persona puede decir en la lengua vernácula común.
Otro concepto erróneo es que los individuos evolucionan, aunque de hecho son las poblaciones las que evolucionan con el tiempo. Los individuos simplemente portan mutaciones. Además, estos Las mutaciones no surgen a propósito ni surgen en respuesta a una presión ambiental. En cambio, las mutaciones en el ADN ocurren espontáneamente y ya están presentes en los individuos de una población cuando ocurre una presión selectiva. Una vez que el ambiente comienza a favorecer un rasgo en particular, entonces esos los individuos que ya portan esa mutación tendrán una ventaja selectiva y es probable que sobrevivan mejor y superen a otros sin la adaptación.
Por último, la teoría de la evolución no se ocupa de los orígenes de la vida en este planeta. Científicos Creemos que no podemos, de hecho, repetir las circunstancias que llevaron a la vida en la Tierra porque en este momento la vida ya existe. La presencia de vida ha cambiado tan dramáticamente el medio ambiente que el Los orígenes no se pueden producir totalmente para su estudio.
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