Ciencia y Creacionismo Parte 10. Evolución Humana

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Primeros homínidos, tales como los Australopitecos afarensis, especie que vivió hace 3 millones de años, tenía cerebros más pequeños y caras más largas que las especies pertenecientes al género Homo, el cual apareció hace aproximadamente 2.4 millones de años. Las partes blancas en las calaveras son reconstrucciones y cabe aclarar que no están a la misma escala.

Los estudios en la biología evolutiva han llevado a la conclusión de que la especie humana surgió de los primates ancestrales. Esta asociación fue debatida acaloradamente por los científicos en los tiempos de Darwin. Pero en la actualidad, no hay una duda científica significativa acerca del parentesco evolutivo entre todos los primates, incluyendo claro, la especie humana.

Muchos de los más importantes avances en paleontología en el siglo pasado se relacionaron con la historia evolutiva de la humanidad. No uno, sino muchos vínculos fueron encontrados en los fósiles. Estos hallazgos se detectaron en depósitos geológicos de la era intermedia (Los mencionados depósitos ‘documentan’ el tiempo y la velocidad en la que ocurrió la evolución de los humanos y los primates).

Los científicos han desenterrado miles de especímenes fósiles que representan miembros de la familia humana. Un gran número de los mismos no puede ser asignado a la especie del humano moderno, Homo sapiens. La mayoría han sido fechados, con frecuencia por técnicas de radiometría. Estos hallazgos revelan un árbol genealógico muy ramificado, de las cuales algunas partes permiten trazar una secuencia evolutiva general desde las formas simiescas hasta el humano moderno.

Los paleontólogos han descubierto numerosas especies extintas de simios en estratos rocosos con una antigüedad superior a los cuatro millones de años, pero nunca un miembro de la familia humana. El Australopitecos , el más antiguo de los fósiles conocidos tiene cerca de cuatro millones de años, tiene algunas características simiescas y algunas cercanas al humano moderno; referente al tamaño del cerebro, apenas es más avanzado que el de los simios; otras características que presenta son brazos largos, piernas cortas, estructura de los dedos de los pies intermedia y sus extremidades superiores indican que pasaban una gran parte del tiempo en los árboles, pero también caminaban erguidos, como los humanos. Se han descubierto rastros de andar bípedo de los Australopitecos, preservados con los de otros animales extintos en cenizas volcánicas endurecidas. La mayoría de estos ancestros murieron aproximadamente hace dos y medio millones de años, mientras que otras especies de Australopitecos, de donde se deriva la ‘rama’ humana, sobrevivieron al lado de otros homínidos avanzados, por otro millón de años.

Los huesos distintivos de las especies más antiguas del género humano, Homo, se remontan a los estratos rocosos de hace 2.4 millones de años. Los antropólogos físicos concuerdan en que los Homo evolucionaron a partir de una de las especies de Australopitecos. Durante dos millones de años, los primeros Homo tuvieron un cerebro de un tamaño promedio de 1.5 veces el del Australopitecos, aunque sigue siendo sustancialmente inferior al del ser humano moderno. La forma de los huesos de la pelvis y la pierna sugieren que estos primeros Homo no eran escaladores a tiempo parcial como el Australopitecos, pero caminaba y corría con sus largas piernas, tal como lo hacemos nosotros. Tal como su antecesor (Australopitecos) mostró un conjunto de características simiescas, humanas e intermedias, por lo que se les considera el primer Homo intermedio entre Australopitecos y el humano moderno en ciertos aspectos, y en otros, más cercano al hombre moderno. Las primeras herramientas de piedra son casi de la misma edad que los primeros fósiles Homo.

El registro fósil para el intervalo entre 2.4 millones y el actual incluye los restos óseos de varias especies asignadas al género Homo. Entre las especies más recientes se encuentra que se tienen cerebros más grandes. Este registro fósil es lo suficientemente completo como para mostrar que el ser humano se originó en África y se propagó a Europa y Asia en un periodo de 2 millones de años. Los diversos tipos de herramientas de piedra están asociados a diversas poblaciones. También con este registro, que conforme se incrementaba el volumen del cerebro, las herramientas creadas se volvían más sofisticadas.

La biología molecular también provee evidencia sólida de la relación cercana entre humanos y simios. El análisis de proteínas y genes ha demostrado que los humanos somos genéticamente similares a los chimpancés y gorilas, así como menos familiares a los orangutanes y otros primates.

Ha sido extraído ADN de un esqueleto en buenas condiciones de una criatura humana extinta, conocida como Neandertal, miembro del género Homo y frecuentemente considerado como una subespecie Homo sapiens o como una especie separada. La aplicación del reloj molecular, el cual hace uso de los ritmos conocidos de mutación genética, sugiere que el linaje Neandertal y el Homo sapiens divergieron hace menos de un millón de años, lo cual es compatible por completo con la evidencia del registro fósil.

Teniendo como base la información genética y molecular, los evolucionistas apoyamos la hipótesis de que el Homo sapiens moderno, individuos muy similares a nosotros, evolucionó de los humanos arcaicos de hace100 a 150 mil años. También se cree que esa transición ocurrió en África, con la dispersión del humano moderno a Asia, Europa y eventualmente Australia y América.

Los descubrimientos de restos homínidos durante las últimas tres décadas en el Este y Sur de África, el Medio Oriente y otras partes, combinado con los avances en biología molecular, han iniciado una nueva disciplina “Paleoantropología Molecular”. Este campo de investigación está proporcionando un inventario (En constante crecimiento) de evidencias de afinidad genética entre seres humanos y simios africanos.

Las encuestas de opinión muestran que mucha gente cree que la intervención divina guió de forma activa la evolución de la especie humana. La ciencia no emite comentarios acerca del papel que tomaron ‘fuerzas sobrenaturales’ en asuntos humanos, sin embargo, las investigaciones científicas concluyen que las mismas ‘fuerzas’ responsables para la evolución de todas las formas de vida terrestre lo hicieron también con la especie humana.

Ciencia y Creacionismo Parte 09. Creacionismo y la evidencia de la evolución

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Algunos creacionistas citan lo que dicen es un registro fósil incompleto como evidencia del fracaso de la teoría evolutiva. El registro fósil estaba incompleto en la época de Darwin, pero muchos de los huecos importantes que existían entonces se han ido llenando por la investigación paleontológica subsecuente. Quizás la evidencia fósil más persuasiva para la evolución es la consistencia de la secuencia de fósiles del principio a la época reciente. En ninguna parte enla Tierrahemos encontrado, por ejemplo, mamíferos en el estrato devoniano (La era de los peces), o fósiles humanos coexistiendo con dinosaurios remanentes. Estratos inalterados con organismos unicelulares simples precedieron a los organismos multicelulares, e invertebrados precedieron a los vertebrados; en ningún lado se ha visto modificada esta secuencia. Los fósiles de los estratos adyacentes son más similares que los fósiles de estratos temporalmente distantes. La conclusión científica más razonable que se puede extraer del registro fósil es que desciende con modificaciones que tomaron lugar como lo establece la teoría evolutiva.

Algunos creacionistas argumentan que “Nadie ha visto que ocurra la evolución”. Esto ataca el punto de cómo la ciencia evalúa las hipótesis. Nosotros no vemos comola Tierragira alrededor del Sol o como los átomos conforman la materia. Nosotros “vemos” sus consecuencias. Los científicos infirieron que los átomos existían y quela Tierraorbitaba porque ellos habían evaluado predicciones derivadas de esos conceptos por observaciones extensivas y experimentación.

Además, en una escala menor, nosotros “experimentamos” la evolución que ocurre día tras día. Los cambios anuales en el virus de la influenza y el surgimiento de bacterias resistentes a los antibióticos, ambos son productos de las fuerzas evolutivas. De hecho, la rapidez con la cual algunos organismos con generaciones cortas, como las bacterias o los virus, pueden evolucionar bajo la influencia de sus ambientes es de gran importancia médica. Muchos experimentos de laboratorio nos han mostrado que, debido a las mutaciones de la selección natural, aquellos microorganismos pueden cambiar en formas específicas de aquellas generaciones que les precedieron un paso.

A gran escala, la evolución de la resistencia de los mosquitos a los insecticidas es otro ejemplo de la tenacidad y adaptabilidad de los organismos bajo stress ambiental. Similarmente, los parásitos de la malaria se han vuelto resistentes a los fármacos que fueron utilizados para combatirlos de forma extensiva durante años. Como consecuencia, la malaria se ha incrementado, con más de 300 millones de casos clínicos anuales.

Los datos de la evolución molecular cuentan con una proposición reciente llamada “Teoría del Diseño Inteligente”. Los defensores de esta idea argumentan que la complejidad estructural es la prueba de la mano de Dios especialmente en la creación de los organismos tal como hoy lucen. Estos argumentos hacen eco de los realizados en el siglo XVIII por el clérigo William Paley, quien sostuvo que el ojo de los vertebrados, debido a su compleja organización había sido especialmente diseñado en su forma actual por un Creador omnipotente. Además, argumentan que las estructuras moleculares como el ADN o los procesos moleculares, tales como los pasos que sigue la sangre a través de los coágulos, son tan complejos que solo pueden funcionar si todos los componentes están operativos al mismo tiempo. Por lo tanto, dicen que estas estructuras y procesos no podrían haber evolucionado en su forma característica como una selección natural.

Sin embargo, las estructuras y procesos los cuales claman como complejos, no son tratados con una inspección más cercana. Por ejemplo, es incorrecto asumir que una estructura compleja o de los procesos bioquímicos solo puede funcionar si todos sus componentes están presentes y funcionan como los vemos hoy en día. Los complejos sistemas bioquímicos pueden construirse a partir de sistemas más simples a través de la selección natural. Por lo tanto, la ‘historia’ de una proteína puede ser rastreada a través de organismos más simples. Los peces sin mandíbula tienen un nivel de hemoglobina más sencillo que los peces que si la poseen, quienes a su vez la tienen más simple que los mamíferos.

La evolución de los sistemas moleculares complejos puede producirse en varias maneras. La selección natural puede reunir a las partes de un sistema para una función de una sola ocasión y entonces, en un evento posterior, las partes se recombinan con otros sistemas de componentes para producir un sistema que tiene una función diferente. Los genes se pueden duplicar, modificar y luego se amplifica a través de la selección natural.

De forma similar, los mecanismos evolutivos son capaces de explicar el origen de las estructuras anatómicas de alta complejidad. Por ejemplo, los ojos pueden haber evolucionado de forma independiente muchas veces durante la historia de la vida enla Tierra.Lospasos proceden de una simple mancha ocular hechas de células retinales sensibles a la luz (Cómo se encuentra ahora en los platelmintos), a la formación de distintas unidades fotosensibles (Omatidios) en los insectos con lentes de enfoque en luz, y a la eventual formación de un ojo con una sola lente que enfoca las imágenes en la retina.

En los humanos y otros vertebrados, la retina se compone no solamente de células fotorreceptoras, sino también de varios tipos de neuronas que empiezan a analizar la imagen visual. A través de tales medidas graduales, han evolucionado tipos diferentes de ojos, desde la simple detección de luz a órganos altamente complejos para la visión.

Ciencia y Creacionismo Parte 08. Biología Molecular.

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La mioglobina, molécula que almacena oxígeno en los músculos, consiste de una cadena de 153 aminoácidos envueltos alrededor de una molécula de oxígeno. La secuencia de aminoácidos en la mioglobina varía de especie a especie, revelando la relación evolutiva entre los organismos.

Similitudes durante el desarrollo

La embriología, el estudio del desarrollo biológico desde la concepción, es otra fuente de evidencia independiente para la descendencia común. Los percebes, por ejemplo, son crustáceos sedentarios con pequeñas similitudes aparentes con otros crustáceos tales como las langostas, camarones o copépodos. Sin embargo, los percebes, pasan a través de una etapa larvaria en la cual lucen como otras larvas de crustáceos. La similitud de las etapas larvarias da soporte la conclusión de que todos los crustáceos tienen componentes homólogos y un ancestro común.

Similarmente, una amplia variedad de organismos desde la mosca de las frutas a los gusanos, o los ratones a los humanos, tienen una secuencia de genes muy similar, que están activos en las etapas primarias del desarrollo. Estos genes influencian en la segmentación del cuerpo o en la orientación de los diversos grupos. La presencia de genes similares realizando funciones similares a través de un amplio rango de organismos es la mejor explicación acerca de que las especies actuales tuvieron ancestros comunes.

Nueva evidencia de la biología molecular

El principio unificador de la descendencia común que emergió de todas las líneas de evidencia precedentes esta siendo reforzada por los descubrimientos de la bioquímica moderna y la biología molecular.

El código utilizado para traducir las secuencias de nucleótidos en secuencias de aminoácidos es esencialmente la misma en todos los organismos. Es más, las proteínas en todos los organismos están compuestas invariablemente del mismo conjunto de 20 aminoácidos. Esta unidad de composición y funciones es un argumento poderoso a favor de la descendencia común de los más diversos organismos.

En 1959, científicos de la Cambridge University, en el Reino Unido, determinaron la estructura tridimensional de dos proteínas encontradas en casi todos los animales multicelulares: la hemoglobina y la mioglobina. La hemoglobina es la proteína que transporta el oxígeno en la sangre. La mioglobina recibe oxígeno de la hemoglobina y lo almacena en el tejido hasta que se necesita. Estas fueron las primeras estructuras proteínicas tridimensionales desveladas, y redituaron en algunas revelaciones clave. La Mioglobina tiene una cadena simple de 153 aminoácidos envueltos alrededor de un grupo de hierro y otros átomos (Llamados “Hemo”), los cuales ‘atan’ al oxígeno. La hemoglobina, en contraste, está compuesta de cuatro cadenas: dos idénticas consistentes de 141 aminoácidos y otras dos (Idénticas también) consistentes de 146 aminoácidos. Sin embargo, cada cadena tiene un hemo exactamente como el de la mioglobina y cada una de las cuatro cadenas está plegada como la mioglobina. Así que fue obvio de inmediato concluir, que ambas moléculas estaban relacionadas de forma muy cercana.

Durante las siguientes dos décadas, fueron determinadas las secuencias de mioglobina y hemoglobina para mamíferos, aves, reptiles, anfibios, peces, gusanos y moluscos. Todas esas secuencias estaban relacionadas de manera tal que se pudieron comparar con confianza con las estructuras tridimensionales de los dos estándares seleccionados (Mioglobna de ballena y hemoglobina de caballo). Aún más significativo, las diferencias entre las secuencias de los diferentes organismos puede ser utilizada para construir un árbol genealógico de la variación de la hemoglobina y la mioglobina entre los organismos. Este árbol concuerda por completo con las observaciones derivadas de la paleontología y la anatomía acerca de la descendencia común de los organismos correspondientes.

Historias familiares similares se han obtenido de estructuras tridimensionales y secuencias de aminoácidos de otras proteínas, tales como el citocromo c (Una proteína que participa en la transferencia de energía) y la proteínas digestiva, tripsina. La revisión de la estructura molecular ofrece una extremadamente poderosa herramienta para estudiar las relaciones evolutivas. La cantidad de información es potencialmente enorme (Tan grande como las miles de proteínas diferentes contenidas en los organismos vivos, y limitado solamente por el tiempo y los recursos de los biólogos moleculares.

Como la habilidad para secuenciar los nucleótidos que conforman el ADN ha mejorado, es también posible utilizar los genes para reconstruir la historia evolutiva de los organismos. Debido a las mutaciones, la secuencia de nucleótidos en un gen cambia gradualmente con el tiempo. Cuanto más estrechamente relacionados son dos organismos, cuando menos, su ADN será diferente. Dado que hay decenas de miles de genes en el ser humano y otros organismos, el ADN contiene una cantidad tremenda de información acerca de la historia evolutiva particular.

Los genes evolucionan a diferente ritmo porque, aunque la mutación es un evento al azar, algunas proteínas son más tolerantes a los cambios en su secuencia de aminoácidos que otras. Por esta razón, los genes que los codifican son más tolerantes, que aquellas proteínas con menos restricciones que evolucionan más rápido. La velocidad promedio a la cual un gen particular o proteína evoluciona da lugar al concepto “Reloj molecular”. Este ‘reloj’ rápidamente para aquellas proteínas con pocas restricciones y más lentamente para aquellas que toleran el cambio más fácilmente.

La figura 2 compara tres relojes moleculares: 1) Citocromo c (La cuál interactúa íntimamente con otras macromoléculas y es muy limitado en sus secuencias de aminoácidos); 2) Hemoglobinas (Las cuales interactúan principalmente con oxígeno y otras moléculas pequeñas); 3) Fibrinopéptidos (Son fragmentos de proteínas obtenidos a partir de proteínas grandes – fibrinógenos – cuando la sangre se coagula). El reloj para los fibrinopéptidos corre rápidamente, 1% de los aminoácidos cambia en un periodo aproximado de un millón de años. En el otro extremo, el reloj molecular corre muy lentamente para el citocromo c, un cambio de 1% en su secuencia de aminoácidos requiere 20 millones de años. El reloj de la hemoglobina es intermedio.

El concepto del reloj molecular es conveniente por dos propósitos, determina la relación evolutiva de los organismos e indica el momento en el pasado cuando las especies comenzaron a diferenciarse unas de otras. Una vez se ha calibrado el reloj para un gen o proteína particular como referencia para algún evento cuyo tiempo es conocido, el tiempo cronológico actual cuando otros eventos ocurran puede ser determinado examinando la proteína o el árbol genealógico.

Una línea interesante adicional de evidencia que dé soporte a la evolución involucra secuencias de ADN conocidas como “pseudogenes”, estos son remanentes de genes que ya no tienen ninguna función pero continúan transmitiéndose con el ADN como un ‘excedente de equipaje’. Los pseudogenes también cambian a través del tiempo, conforme van pasando de los ancestros a los descendientes y ofrecen una útil vía de reconstrucción de relaciones evolutivas.

Con genes funcionales, una explicación posible para la similitud relativa entre genes de organismos diferentes es que sus formas de vida son similares (Por ejemplo, los genes de un caballo y una cebra pueden ser más similares porque su hábitat y conducta son más similares que los genes de un caballo y un tigre). Pero esta posible explicación no funciona para los pseudogenes, dado que no desempeñan ninguna función. Más bien, el grado de similitud entre los pseudogenes debe simplemente reflejar su relación evolutiva. Entre más remoto sea el ancestro común de dos organismos, más distintos serán sus pseudogenes.

La evidencia para la evolución, desde el punto de vista de la biología molecular es abrumadora y está creciendo rápidamente. En algunos casos, esta evidencia molecular hace posible ir más allá en la evidencia paleontológica. Por ejemplo, ya tiene tiempo que se postuló que las ballenas descienden de mamíferos terrestres que optaron por regresar al mar. La evidencia paleontológica y anatómica, los parientes más cercanos a las ballenas que aún moran la tierra, podrían ser los mamíferos ungulados artiodáctilos (ganado moderno, ovejas, camellos, cabras, etc.). Comparaciones recientes de algunos genes de proteína de leche (Beta-caseína y Kappa-caseína) han confirmado esta relación y sugieren que pariente terrestre más similar a la ballena sería el hipopótamo. En este caso, la biología molecular ha aumentado el registro fósil. 

 

Las especies que se han diversificado desde hace tiempo tienen más diferencias en sus proteínas correspondientes, reflejando cambios en los aminoácidos a través del tiempo.

Ciencia y Creacionismo Parte 07. Distribución de las Especies

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La biogeografía también ha contribuido con evidencia sobre la descendencia de antepasados comunes. La diversidad de la vida es asombrosa. Aproximadamente 250,000 especies de plantas vivas, 100,000 especies de hongos y más de un millón de animales han sido descritos y nombrados, cada uno ocupando su muy peculiar escenario o nicho ecológico, y el censo está lejos de estar completo. Algunas especies, como la humana y los canes, pueden vivir en gran variedad de ambientes, otras son sorprendentemente especializadas. Una de las especies de hongos (Laboulbenia) crece exclusivamente en la parte trasera de las alas de un escarabajo (Aphaenops cronei) encontrado en algunas cavernas del sur de Francia. La larva de la mosca Drosophila carcinophila solo puede desarrollarse en ranuras especiales debajo de las ‘solapa’ del tercer par de apéndices orales de un cangrejo de tierra que solo puede encontrarse en ciertas islas caribeñas.

¿Cómo podemos hacer inteligible la diversidad colosal de los seres vivos y la existencia de tales extraordinaria y aparentemente caprichosas criaturas como los hongos, escarabajos y moscas ya descritas? ¿Y por qué son grupos de islas como los Galápagos habitadas tan a menudo por formas similares a las del continente cercano, pero pertenecen a especies diferentes? La teoría evolutiva explica que la diversidad biológica resulta de la descendencia de predecesores locales o migrantes adaptados de sus diversos ambientes. Esta explicación puede ser evaluada examinado las especies presentes y los fósiles locales para ver si tienen o no estructuras similares, las cuales podrían indicar como una es derivada de la otra. También, debe haber evidencia de que las especies sin un ancestro local establecido hayan migrado a la localidad.

Siempre que tales pruebas se han llevado a cabo, estas condiciones han sido confirmadas. Un buen ejemplo es proporcionado por las poblaciones de mamíferos del norte y sur de América, donde es notable que diferentes organismos nativos evolucionaran en aislamiento hasta que emergió el istmo de Panamá hace aproximadamente 3 millones de años. Posteriormente, el armadillo, el puercoespín y la zarigüeya (Mamíferos originarios de Suramérica) emigraron hacia el norte, junto con otras especies de plantas y animales, mientras el león de montaña y otras especies norteamericanas realizaron su cruce por el istmo hacia el sur.

La evidencia que Darwin encontró por la influencia de la distribución geográfica de la evolución de los organismos se ha fortalecido conforme se avanza en el conocimiento. Por ejemplo, aproximadamente dos mil especies de moscas pertenecientes al género Drosophila se encuentran en la actualidad en todo el mundo. Aproximadamente el 25% vive solo en Hawai. Más de mil especies de caracoles y otros moluscos de tierra se encuentran también en Hawai. La explicación biológica para la multiplicidad de especies relacionadas en localidades remotas es que tal diversidad es consecuencia de su evolución de pocos ancestros comunes que colonizaron un ambiente aislado. Las islas Hawaianas están lejos de cualquier continente u otras islas, y sobre la base de la evidencia geológica nunca han estado unidas a otras tierras. En consecuencia, los pocos colonizadores que arribaron a estas islas encontraron disponibles muchos nichos ecológicos, donde ellos podrían, en numerosas generaciones, experimentar cambios evolutivos y diversificación. Los únicos mamíferos que habitaban las islas cuando el ser humano arribo, era un murciélago, de forma similar, muchas otras especies de plantas y animales se encontraban ausentes.

Las islas Hawaianas no son menos hospitalarias que otras partes del mundo para las especies ausentes. Por ejemplo, los puercos y las cabras se han multiplicado en forma silvestre en Hawai y también han prosperado otras especies domésticas. La explicación científica para la ausencia de muchos tipos de organismos y la gran multiplicación de unos cuantos, es que muchas especies de organismos nunca llegaron a las islas, por su aislamiento geográfico. Aquellas que lo hicieron, se diversificaron con el tiempo por la ausencia de organismos afines que pudieran competir por los recursos.

Ciencia y Creacionismo Parte 06. Estructuras Comunes

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Therapsida

Las inferencias acerca de la descendencia común derivadas de la paleontología son reforzadas por la anatomía comparativa. Por ejemplo, los esqueletos de los humanos, ratones y murciélagos son sorprendentemente similares, a pesar de las diferentes formas de vida de esos animales y la diversidad de ambientes en el cual florecieron. La correspondencia de estos animales, hueso por hueso, puede ser observada en cada parte del cuerpo, incluyendo las extremidades; sin embargo, una persona escribe, el ratón corre y un murciélago vuela con estructuras construidas de huesos que son diferentes en detalle pero similares en la estructura general y en la relación de uno con otro.

Se les denomina estructuras homólogas y se ha concluido que la mejor explicación es la descendencia común. Anatomistas comparativos investigan tales homologaciones, no solo en la estructura ósea sino en otras partes del cuerpo, que elaboran relaciones en diversos grados de similitud, Sus conclusiones proveen importantes inferencias acerca de los detalles de la historia evolutiva, inferencias que pueden evaluarse por comparaciones de la secuencia de las formas ancestrales en el registro paleontológico.

Las orejas y mandíbulas de los mamíferos son instancias en las cuales la paleontología y la anatomía comparativa se combinan para mostrar un ancestro común a través de etapas de transición. La mandíbula inferior contiene solo un hueso, mientras que los reptiles poseen varios. Los otros huesos en la mandíbula de los reptiles son homólogos con huesos encontrados en las orejas de los mamíferos. Los paleontólogos han descubierto formas de vida intermedias entre los mamíferos y los reptiles (Therapsida) con una doble mandíbula articulada, una parte compuesta por huesos que aun persisten en las mandíbulas de los mamíferos y otra consistente de huesos que eventualmente se han vuelto parte de su oído.

Ciencia y Creacionismo Parte 05. El Registro Fósil.

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A pesar de que Darwin, antes que otros, fue el primero que reunió evidencia convincente sobre la evolución biológica, hubo académicos que previamente habían reconocido que los organismos en la Tierra habían cambiado sistemáticamente en largos periodos de tiempo. Por ejemplo, en 1799, un ingeniero de nombre William Smith reportó que, en ininterrumpidas capas de rocas, los fósiles se produjeron en un orden secuencial definido, con una apariencia similar a las criaturas modernas, cada vez más cercanos a la cima. Dado que las capas del fondo se establecieron antes y por lo tanto, son más antiguas que las capas superiores, la secuencia de los fósiles también podría dar una cronología de lo más antiguo a lo más reciente. Sus hallazgos fueron confirmados y extendidos en la década de 1830 por el paleontólogo William Lonsdale, quien reconoció que los restos fósiles de los estratos inferiores eran más primitivos que los ubicados en los superiores. Hoy, se han identificado miles de depósitos antiguos que muestran las sucesiones correspondientes de organismos fósiles.

Por lo tanto, la secuencia general de fósiles ya había sido reconocida antes de que Darwin concibiera la descendencia con modificaciones. Pero los paleontólogos y geólogos previos a Darwin utilizaron la secuencia de fósiles, no como una prueba de la evolución biológica, sino como una base para la elaboración de la secuencia original de los estratos de roca que había sido estructuralmente alterado por los terremotos y otras fuerzas.

En la época de Darwin, la paleontología era todavía una ciencia rudimentaria. Gran parte de la sucesión geológica de las rocas estratificadas fueron desconocidas o insuficientemente estudiadas. Darwin, por lo tanto, se ocupó por la rareza de las formas intermedias entre algunos de los mayores grupos de organismos.

La erosión ha expuesto capas de roca sedimentaria, cerca de Paria River, en Utah, EEUU.

Hoy, muchos de los huecos en el registro paleontológico se han cubierto por las investigaciones en de los investigadores. Cientos de miles de organismos fósiles, encontrados en las secuencias de rocas han sido datados, representan sucesiones de las formas a través del tiempo y manifiestan muchas transiciones evolutivas. Como se mencionó previamente en este blog, la vida microbiana de tipo más simple ya existía hace 3.5 mil millones de años. La evidencia más antigua de organismos más complejos (Como las células eucarióticas), fueron descubiertas en fósiles de aproximadamente 2 mil millones de años. De los organismos multicelulares (Como los hongos, plantas y los animales) solo se han encontrado evidencias en los estratos geológicos más recientes. La siguiente lista muestra el orden en el que fueron apareciendo formas de vida cada vez más complejas:

Se han descubierto muchas formas de vida intermedias entre los peces y los anfibios, entre anfibios y reptiles, entre reptiles y mamíferos, y a lo largo de la línea de primates, tan a menudo que es difícil identificar categóricamente cuando se produce la transición de una especie a otra en particular. De hecho, casi todos los fósiles pueden ser considerados como productos intermedios en cierto sentido, son formas de vida que precedieron a otras.

El registro fósil proporciona una evidencia consistente de cambio sistemático en el tiempo. A partir de esta gran cantidad de evidencia, se puede predecir que no se encuentran cambios en el futuro de los estudios paleontológicos. Esto es, los anfibios no aparecerán antes que los peces o los mamíferos antes que los reptiles. Esta predicción es confirmada por la evidencia acumulada hasta hoy. 

Se han descubierto muchas formas de vida intermedias entre los peces y los anfibios, entre anfibios y reptiles, entre reptiles y mamíferos, y a lo largo de la línea de primates, tan a menudo que es difícil identificar categóricamente cuando se produce la transición de una especie a otra en particular. De hecho, casi todos los fósiles pueden ser considerados como productos intermedios en cierto sentido, son formas de vida que precedieron a otras.

El registro fósil proporciona una evidencia consistente de cambio sistemático en el tiempo. A partir de esta gran cantidad de evidencia, se puede predecir que no se encuentran cambios en el futuro de los estudios paleontológicos. Esto es, los anfibios no aparecerán antes que los peces o los mamíferos antes que los reptiles. Esta predicción es confirmada por la evidencia acumulada hasta hoy.

Ciencia y Creacionismo Parte 04. Evidencia que da soporte a la evolución biológica

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El camino que conduce desde los orígenes de la ‘vida’ primitiva, la cual existe desde al menos 3.5 mil millones de años, a la profusión y diversidad actual, es conocido como evolución. Contrario a la opinión popular, ni el término o la idea de una evolución biológica comenzaron con Darwin y su obra principal “El Origen de la Especies (1859)”. Muchos eruditos de los antiguos filósofos griegos habían inferido que especies similares descendían de un ancestro común. La palabra “Evolución” hizo su aparición en 1647 en una conexión no biológica y se utilizó ampliamente para todo tipo de progresiones de inicios más simples. El término Darwiniano utilizado más a menudo para referirse a la evolución biológica es “Descendencia con modificación”, el cual sigue siendo una buena y breve definición del proceso en la actualidad.

Darwin propuso que la evolución podría explicarse por la supervivencia diferencial de organismos siguiendo su variación natural (El proceso que él denominó como “Selección natural”). De acuerdo con esto, la descendencia de los organismos difiere unos de otros y de sus padres en formas que son hereditarias (Es decir, que pueden transmitir las diferencias genéticas a su propia descendencia). Por otra parte, los organismos en la naturaleza suelen producir más crías que pueden sobrevivir y reproducirse, dadas las limitaciones de alimento, espacio y otros recursos ambientales. Si una descendencia particular presenta rasgos que le otorguen una ventaja en un entorno particular, ese organismo tendrá más probabilidades de sobrevivir y transmitir esas características. Como las diferencias se acumulan de generación en generación, las poblaciones de los organismos difieren de sus antepasados.

La hipótesis original de Darwin ha sido objeto de una amplia modificación y ampliación, pero los conceptos centrales se mantienen firmes. Los estudios en genética y biología molecular (Campos desconocidos en el tiempo de Darwin) han explicado la aparición de las variaciones hereditarias que son esenciales para la selección natural. Se tiene como resultado variaciones genéticas o las mutaciones en las secuencias de nucleótidos del ADN. Estos cambios en el ADN pueden ser detectados en la actualidad y describirse con gran precisión.

Las mutaciones genéticas surgen por casualidad. Pueden o no ‘equipar’ al organismo con mejores medios para sobrevivir en su entorno. Pero si una variante genética mejora la adaptación al medio ambiente (Por ejemplo, permitiendo que un organismo pueda hacer un mejor uso de los nutrientes disponibles, o para escapar de los depredadores de forma más eficaz, como a través de fuertes piernas o disfrazarse de otro color), los organismos portadores de ese gen tienen más probabilidades de sobrevivir y reproducirse que los que no. Con el tiempo, su descendencia tiende a incrementar, cambiando las características promedio de la población. A pesar de la variación genética en la cual la selección natural trabaja basada en elementos al azar o la casualidad, la selección natural produce por sí misma ‘adaptación’ al cambio (Todo lo contrario al azar).

Los científicos también han adquirido una comprensión de los procesos por los que se originan nuevas especies. Una nueva especie es aquella en la que los individuos no pueden aparearse y producir descendencia viable con los individuos de una descendencia preexistente. La división de una especie en dos a menudo se inicia porque un grupo de individuos se separa geográficamente del resto. Esto es particularmente evidente en las islas remotas, como las Galápagos y el archipiélago de Hawaii, cuya gran distancia de América y Asia hace que el arribo de colonizadores tenga poca o ninguna oportunidad de aparearse con individuos remanentes. Montañas, ríos, lagos y otros obstáculos naturales también cuentan para la separación entre las poblaciones que alguna vez pertenecieron a la misma especie.

Una vez aislados, los grupos separados geográficamente se vuelven genéticamente diferenciados, como consecuencia de una mutación u otros procesos, incluyendo la selección natural. El origen de las especies es con frecuencia un proceso gradual, por lo que al principio el aislamiento reproductivo entre los grupos separados de los organismos, es solo parcial, pero con el tiempo llega a ser completo. Los científicos prestan atención a estas situaciones intermedias porque ayudan a reconstruir los detalles del proceso y para identificar genes particulares o grupos de genes que dan cuenta del aislamiento reproductivo entre especies.

Un ejemplo especialmente convincente de especiación implica las 13 especies de pinzones estudiadas por Darwin en las islas Galápagos, conocidos ahora como pinzones de Darwin. Los ancestros de estos pinzones parecen haber emigrado de Sudamérica a las Galápagos. Hoy en día, las diferentes especies de pinzones en las islas tienen hábitats, dietas y conductas diferentes, pero los mecanismos involucrados en la especiación siguen funcionando. Un grupo de investigación liderado por Peter y Rosemary Grant, de Princeton University ha demostrado que un año de sequía en las islas puede impulsar cambios evolutivos en los pinzones. La sequía disminuye el suministro de frutos de cáscara agrietada fácilmente, pero si permite la supervivencia de las plantas de producción mayor, las nueces más duras. Las sequías entonces, favorecen a las aves con un pico fuerte y amplio que puede romper las semillas duras, produciendo poblaciones de aves con estas características. Los Grant han estimado que si las sequías ocurren aproximadamente una vez cada diez años en las islas, podría surgir una nueva especie de pinzón en tan solo 200 años.

Las diferentes especies de pinzones de Darwin en las Islas Galápagos. Tienen picos de diferentes tamaños que han evolucionado para tomar ventaja de las distintas fuentes de alimento.

En los siguientes post (Entradas o publicaciones) se considerarán diversos aspectos de la evolución biológica en mayor detalle, tomando como base la paleontología, anatomía comparada, biogeografía, embriología y la biología molecular para una mayor evidencia de la evolución.

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