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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Ciencia y Creacionismo Parte 03. Vista Creacionista del Origen del Universo, la Tierra y la Vida

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Muchas personas religiosas sostienen que un Dios creó el Universo y los diversos procesos que llevaron a la evolución biológica y física, los cuales a su vez resultaron en la creación de las galaxias, de nuestro Sistema Solar y la vida en la Tierra. Esta creencia, no muestra una discrepancia con las explicaciones científicas de la evolución. De hecho, refleja el carácter extraordinario e inspirador del Universo físico revelado por la cosmología, paleontología, biología molecular y muchas otras disciplinas científicas.

Los ‘abogados’ de la ‘ciencia de la creación’ tienen diversos puntos de vista. Algunos claman que el Universo es relativamente joven (Entre 6 y 10 mil años). Estos individuos frecuentemente creen que la forma física presente de la Tierra puede ser explicada por ‘el catastrofismo’, incluyendo una inundación global, y que todos los seres vivos (Incluyendo a los humanos) fueron creados milagrosamente, esencialmente en las formas que ahora conocemos.

Otros, están dispuestos a aceptar que la Tierra, los planetas y las estrellas pueden haber existido durante millones de años. Pero argumentan que varios tipos de organismos, especialmente los humanos, podrían haber hecho su aparición solamente por medio de una intervención sobrenatural, porque muestran un ‘diseño inteligente’.

Abriendo paréntesis – Como aclaración, en este blog, cuando se utilicen ambos términos (Tierra Joven o Tierra Vieja) se referirán al ‘creacionismo’ o a la ‘creación especial’ – Cerrando paréntesis.

No hay información científica o cálculos válidos que sostengan la creencia de que la Tierra fue creada hace solo pocos miles de años. En este y las siguientes entradas (Post) iremos resumiendo la vasta cantidad de evidencia que sostiene la edad del Universo, nuestra galaxia, el Sistema Solar y la Tierra, obtenida por la astronomía, astrofísica, física nuclear, geología, geoquímica y geofísica. Métodos científicos independientes consistentes, determinan que la Tierra y el Sistema Solar tienen cerca de 5 mil millones de años, y que nuestra galaxia y el Universo, son entre 2 y 3 veces más antiguos. Estas conclusiones hacen que el origen del Universo. Estas conclusiones hacen al origen del Universo como un todo inteligible, da coherencia a diferentes ramas científicas, y da forma a las conclusiones centrales de un sorprendente cuerpo de conocimientos sobre el origen y comportamiento del mundo físico.

Tampoco hay evidencia de que todo el registro geológico, con su sucesión ordenada de fósiles, sea el producto de un ‘único diluvio universal’ que haya ocurrido hace unos pocos miles de años, el cual haya tenido una duración de poco más de un año y que haya cubierto las montañas más altas a una profundidad de varios metros. Por el contrario, en los depósitos intermareales y terrestres se demuestra que en ningún momento se registró en el pasado que todo el planeta haya estado bajo el agua. Aún más, un diluvio de la magnitud suficiente para formar las rocas sedimentarias vistas en la actualidad, las cuales en conjunto son muchos kilómetros de espesor, requeriría un volumen de agua mucho más grande que el que haya existido en la Tierra, al menos desde la formación de la primera corteza sólida hace aproximadamente 4 mil millones de años. La creencia de que los sedimentos de la Tierra, con sus fósiles, se depositaron en una secuencia ordenada en el plazo de un año, desafía todas las observaciones geológicas y principios físicos sobre las tasas de sedimentación y la posible cantidad de sólidos en suspensión.

Los geólogos han construido una historia detallada de la deposición de sedimentos que une los cuerpos particulares de roca en la corteza de la Tierra para entornos particulares y sus procesos. Si los geólogos petroleros pueden encontrar más petróleo y gas mediante la interpretación de los registros de las rocas sedimentarias como resultado de tener una sola inundación, esto podría favorecer dicha creencia, pero no lo hacen. En cambio, estos prácticos trabajadores están de acuerdo con los geólogos académicos acerca de la naturaleza de los ambientes y eras geológicas en que se realizaron dichos depósitos. Los geólogos petroleros han sido pioneros en el reconocimiento de los depósitos de fósiles que se formaron durante millones de años en ambientes tales como ríos serpenteantes, deltas, barrera de arena en las playas y los arrecifes de coral.

El ejemplo de la geología petrolera demuestra una de las grandes fortalezas de la ciencia. Utilizando el conocimiento del mundo natural para predecir las consecuencias de nuestras acciones, la ciencia hace posible resolver problemas y crear oportunidades utilizando la tecnología. El conocimiento detallado requerido para sostener nuestra civilización puede derivarse solamente a través de la investigación científica.

Los argumentos de los creacionistas no conducen a ninguna evidencia que pueda ser observada en el mundo natural. La ‘creación especial’ o la intervención sobrenatural no están sujetas a análisis significativos, los cuales requieren la predicción de resultados plausibles y la verificación de esos resultados por medio de observación y experimentación. De hecho, la pretensión de una ‘creación especial’ es contraria al proceso científico. La explicación es vista como inalterable y las pruebas que se solicitan son sólo para apoyar una conclusión particular, por cualquier medio posible.

Ciencia y Creacionismo. Parte 02. El Origen del Universo, la Tierra y la Vida

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El término “Evolución” usualmente se refiere a la evolución biológica de los seres vivos. Pero el proceso por el cual los planetas, estrellas, galaxias y el Universo se formaron y cambiaron a través del tiempo es también un tipo de evolución. En todos esos casos, el proceso involucrado es un poco diferente.

A finales de la década de 1920, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble realizó un interesante e importante descubrimiento. El hizo observaciones que interpretó como las estrellas distantes y las galaxias se alejaban de la Tierra en todas direcciones. Aún más, la velocidad se incrementaba en proporción directa con la distancia, un descubrimiento confirmado por numerosos análisis realizados desde la época de Hubble. La explicación de estos hallazgos es que el Universo se está expandiendo.

La hipótesis de Hubble de un Universo en expansión llevó a ciertas deducciones. Una fue que el Universo estuvo más condensado con anterioridad. De esta deducción, vino la sugerencia de que toda la energía y materia observada en la actualidad estuvo inicialmente condensada en una masa muy pequeña e infinitamente caliente. Una gigantesca explosión, conocida como “Big Bang”, envió entonces materia y energía en todas direcciones.

Esta hipótesis, guió entonces a más deducciones comprobables. Una fue que en el espacio profundo la temperatura debería estar varios grados por encima del cero absoluto. Diversas observaciones demostraron que esta deducción era correcta. De hecho, el satélite COBE (Cosmic Microwave Background Explorer), lanzado en 1991 confirmó que la radiación de fondo cósmico tiene exactamente el espectro predicho por un origen del Universo hecho por un Big Bang.

Conforme el Universo se expande, de acuerdo con el entendimiento científico actual, la materia ‘recolectada’ en las nubes comienza a condensarse y a rotar, formando los precursores de las galaxias. En el interior de las galaxias, incluyendo nuestra Vía Láctea, los cambios en la presión ocasionan que el gas y el polvo formen distintas nubes. En algunas de ellas, donde se tiene la masa suficiente y las fuerzas adecuadas, la atracción gravitacional causa que la nube se colapse. Si la cantidad de masa se comprime lo suficiente, inician reacciones nucleares y nace una estrella.

Algunas estrellas, como nuestro Sol, se forman en el centro de un disco ‘plano’ giratorio de material. En el caso específico de nuestro sol, el gas y el polvo del interior colisionaron y se agregaron en pequeños granos, los cuales se fueron acumulando y formaron cuerpos más grandes llamados “Planetesimales” (Planetas muy pequeños), algunos de los cuales alcanzan diámetros de varios cientos de kilómetros. En etapas posteriores, estos planetesimales formaron los ocho planetas y los diversos satélites. Los planetas rocosos, como la Tierra, quedaron cerca del Sol, y los gaseosos, en órbitas más distantes.

Las edades del Universo, nuestra galaxia, el Sistema Solar y la Tierra, pueden estimarse utilizando métodos científicos modernos. La edad del Universo puede obtenerse de las relaciones observadas entre las velocidades y las distancias que separan a las galaxias. Las velocidades de las galaxias distantes pueden medirse con gran precisión, pero, la medida de las distancias es más incierta. En las últimas décadas, las mediciones de la expansión de Hubble, nos han proporcionado edades estimadas entre los 7 y 20 mil millones de años, aunque las más recientes, han reducido el rango a 10-15 mil millones de años.

La edad de la Vía Láctea ha sido calculada de dos maneras. Una involucra el estudio de las etapas observadas de evolución de las estrellas de diferentes tamaños en los cúmulos globulares. Estos Cúmulos se producen en un tenue halo que rodea el centro de la galaxia, y con cada grupo conteniendo entre cientos de miles a millones de estrellas. La poca cantidad de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio en estas estrellas, indica que debieron formarse en etapas tempranas en la historia de la galaxia, antes de que las grandes cantidades de elementos pesados fueran creadas en el interior de las primeras generaciones de estrellas y después de que fueran distribuidos en el medio interestelar a través de explosiones de supernovas (De hecho, el Big Bang creó los átomos de hidrógeno y helio primarios). Las edades estimadas de las estrellas en los cúmulos globulares están el rango de los 11 a 16 mil millones de años.

Un segundo método está basado en la abundancia presente de varios elementos radioactivos de larga vida en el Sistema Solar. Su abundancia es establecida por su rango de producción y distribución a través de las explosiones de supernovas. De acuerdo con estos cálculos, la edad de nuestra galaxia oscila entre los 9 y 16 mil millones de años. En consecuencia, ambos métodos para estimar la edad de la Vía Láctea concuerdan el uno con el otro, y son consistentes con las estimaciones independientes obtenidas para la edad del Universo.

Los elementos radioactivos que se encuentran de forma natural en las rocas y minerales también proporcionan una forma de estimar la edad del Sistema Solar y de la Tierra. Varios de estos elementos decaen con vidas medias de 700 millones de años y otros hasta de 100 mil millones de años (La vida media de un elemento es la mitad del tiempo que le toma a un elemento decaer radioactivamente en otro). Utilizando estos cronometradores, se ha calculado que los meteoritos, los cuales son fragmentos de asteroides, se formaron entre 4.53 y 4.58 mil millones de años (Los asteroides son pequeños planetoides que orbitan alrededor del Sol y son remanentes de la nebulosa solar que dio lugar al Sol y los Planetas). Los mismos cronometradores radioactivos aplicados a las tres muestras lunares más antiguas traídas a la Tierra por los astronautas de las misiones Apollo manifiestan edades entre 4.4 y 4.5 mil millones de años, proporcionando estimados mínimos para el tiempo de formación de la Luna.

Las rocas terrestres más antiguas conocidas se encuentran en el noroeste de Canadá (3.96 mil millones de años), pero rocas muy bien estudiadas con antigüedad similar se encuentran también en otras partes del mundo. En Western Australia, cristales de circonio encerrados en rocas más jóvenes tienen edades de 4.3 mil millones de años, haciendo que esos cristales sean los materiales más viejos encontrados hasta hoy en la Tierra.

Las mejores estimaciones de la edad de la Tierra se obtienen calculando el tiempo requerido para el desarrollo de los átomos de plomo observado en los minerales de plomo más antiguos de la Tierra. Estas estimaciones arrojan una edad de 4.54 mil millones de años como la edad de la Tierra y de los meteoritos y por consiguiente del Sistema Solar.

El origen de la vida no puede datarse con precisión, pero hay evidencia de que organismos similares a las bacterias vivieron en nuestro planeta hace 3.5 mil millones de años y podrían haber existido con anterioridad, cuando se formó la corteza sólida, hace casi 4 mil millones de años. Estos organismos primarios deben haber sido más simples de los que existen en la actualidad. Además, antes de que estos organismos primarios existieran estructuras que si bien, no podríamos denominar como ‘vivas’ si contenían los componentes de los seres vivos. Hoy, estos organismos vivientes almacenan y transmiten información a través de la herencia utilizando dos tipos de moléculas, el ADN y el ARN. Cada una de esas moléculas está compuesta a su vez de cuatro tipos de subunidades conocidas como nucleótidos. Las secuencias de nucleótidos de una longitud particular en el ADN o el ARN, son conocidos como genes, dirigen la construcción de unas moléculas conocidas como proteínas, las cuales se encargan de catalizar reacciones bioquímicas, proporcionar componentes estructurales para los organismos, y desempeñar muchas otras funciones de las cuales depende la vida. Las proteínas consisten de una cadena de subunidades conocidas como aminoácidos. La secuencia de nucleótidos en el AND y el ARN por tanto determina la secuencia de aminoácidos en las proteínas; este es el mecanismo central en toda la biología.

Experimentos realizados bajo condiciones similares a aquellas que se tenían en la Tierra primitiva han resultado en la producción de algunos de los compuestos químicos de las proteínas, AND y ARN. Algunas de esas moléculas también han sido detectadas en meteoritos del espacio exterior e interestelar por astrónomos, utilizando radiotelescopios. Los científicos han concluido que la ‘construcción de bloques de vida’ podría haber estado disponible desde los comienzos de las historia de la Tierra.

Una nueva e importante vía de investigación se ha abierto con el descubrimiento de ciertas moléculas hechas de ARN, llamadas ribosomas, que pueden actuar como catalizador en células modernas. Se pensaba que solo las proteínas podían servir como el catalizador requerido para llevar a cabo funciones bioquímicas específicas. Por lo tanto, en el mundo prebiótico primario, las moléculas de ARN podrían haberse ‘autocatalizado’, esto es, que podrían haberse replicado por sí mismas antes de que hubiera catalizadores de proteínas (Llamados enzimas).

Los experimentos en laboratorios demostraron que las moléculas de ARN autocatalíticas replicantes se sometieron a cambios espontáneos y que las variantes de las moléculas de ARN con la mayor actividad autocatalítica llegando a prevalecer en sus entornos. Algunos científicos están a favor de la hipótesis de que hubo un “Mundo ARN” primario, y están evaluando modelos que vayan del ARN a la síntesis de un ADN simple y moléculas de proteínas. Estos ensambles de moléculas eventualmente podrían haber sido empacados en membranas, lo cual formaría las ‘protocélulas’ (Versiones primitivas de células muy simples).

Para aquellos que estudian el origen de la vida, la cuestión ya no es si la vida podría haberse originado por procesos químicos que involucren elementos no biológicos. La cuestión actual es cuales de los muchos caminos podrían haber sido seguidos para producir las primeras células.

¿Seremos capaces de identificar el camino de la evolución química que tuvo como efecto el iniciar la vida en la Tierra? Los científicos especializados están diseñando experimentos y especulando acerca de cómo la Tierra primitiva pudo haber proporcionado un sitio acogedor para la generación de moléculas en unidades que podrían haber formado parte de los primeros sistemas vivientes. La especulación reciente incluye la posibilidad de que las primeras células se habrían presentado en Marte, germinando en la Tierra vía la cantidad de meteoritos que se sabe viajaron de Marte hacia nuestro planeta.

De acuerdo, aún si una célula viva fue hecha en el laboratorio, no prueba que la naturaleza siguió el mismo trayecto hace miles de millones de años. Pero es el trabajo de la ciencia proporcionar explicaciones naturales y verosímiles para los fenómenos naturales. El estudio del origen de la vida es un área de investigación muy activa en la cual se realizan progresos importantes, aunque el consenso entre los científicos es que ninguna de las hipótesis actuales ha sido confirmada hasta el momento. La historia de la ciencia muestra que los problemas aparentemente insolubles, pueden llegar a ser susceptibles a la solución posteriormente, como resultado de los avances en la teoría, la instrumentación o el descubrimiento de nuevos hechos.

Ciencia Y Creacionismo. Parte 01

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La ciencia es una particular forma de conocimiento acerca del mundo. En la ciencia, las explicaciones están limitadas a lo obtenido en observaciones y experimentos que puedan reproducirse por otros científicos. Las explicaciones que se basan solo en ‘lo que se quiere creer’ no son parte de la ciencia.

En la búsqueda por el entendimiento, la ciencia involucra una gran cantidad de información meticulosa que a la larga produce una descripción detallada por escrito de la naturaleza. Los científicos comunican sus resultados y conclusiones a otros científicos y al público en general a través de publicaciones, conferencias, charlas de pasillo, blogs y otros medios. Otros científicos entonces, prueban esas teorías y construyen sobre el trabajo preexistente. De esta manera, la precisión y la sofisticación de las descripciones de la naturaleza, tienden a aumentar con el tiempo, así las subsecuentes generaciones de científicos corrigen y extienden la labor realizada por sus predecesores.

Los avances en la ciencia consisten en el desarrollo de mejores explicaciones para las causas de los fenómenos naturales. Los científicos nunca podemos estar seguros de que las explicaciones otorgadas son completas y definitivas. Algunas de las hipótesis resultan ser incorrectas en los experimentos posteriores. Sin embargo, muchas explicaciones han sido comprobadas exitosamente y se llevan a cabo con un alto grado de confianza.

La teoría de la evolución es una de esas bien establecidas explicaciones. Una enorme cantidad de investigación científica desde el siglo XIX ha convertido a las primeras ideas acerca de la evolución propuesta por Darwin y otros, en una teoría sólida y bien apoyada. En la actualidad, la evolución es un campo muy activo de investigación, con una abundancia de nuevos descubrimientos que están aumentando de forma continua nuestra comprensión de cómo es que la evolución sucede.

A partir de hoy, en El Cerebro de Broca estaremos hablando sobre estos tópicos en particular. ¿De qué manera? Bueno, consideraremos la ciencia que apoya la teoría de la evolución, enfocándonos en tres categorías de evidencia científica:

  • La evidencia de los orígenes del Universo, la Tierra y la vida.
  • La evidencia de la evolución biológica, incluyendo los resultados de la paleontología, anatomía comparada, biogeografía, embriología y la biología molecular.
  • La evidencia de la evolución humana.

Al final de cada una de estas ‘secciones’ las posiciones defendidas por los ‘abogados’ de la ‘Ciencia de la creación’ serán presentadas y analizadas también.

La teoría de la evolución se ha convertido en el concepto central unificador de la biología y es un componente crítico de varias disciplinas relacionadas. Por el contrario, lo que afirma la ‘Ciencia de la creación’ carece de soporte y no puede ser comprobado de manera significativa. Estas observaciones llevan a dos conclusiones fundamentales: a) La enseñanza de la evolución debe ser una parte integral de la enseñanza de las ciencias; b) La ‘Ciencia de la creación’ no es, de hecho, una ciencia y no puede presentarse como tal, y mucho menos en las clases de ciencias.

“Cuando la ciencia estaba en la infancia, la religión trató de estrangularla en la cuna” – Robert G. Ingersoll, Freethought Magazine, Septiembre de 1986