De las bacterias al hombre: la evolución

Daniel Piñeiro

• Verlag: Fondo de Cultura Económica
• Jahr: 2014
• ISBN:
  9786071620972
• Thema: Biological Sciences
• Thema: Evolution

Documentado resumen de los gigantescos pasos que la evolución ha dado a lo largo de millones de años, desde las primigenias formas de vida unicelulares hasta los organismos superiores de los primates y el hombre de nuestro siglo.

I. ¿Cómo sabemos que ha
habido evolución biológica?
Las especies del pasado
y las actuales
no son las mismas

HISTORIA DE LA VIDA EN LA TIERRA

CUANDO en la escuela nos enseñan historia lo que hacen es enseñarnos la historia de la civilización. El hombre ha vivido en diferentes sociedades organizadas por aproximadamente 10 000 años, con una civilización basada en la cultura. Pero la historia que nos enseñan sólo cubre una parte de ese periodo, esto es, los últimos 2 000 años. Para la historia de la vida en la Tierra este lapso es muy pequeño, puesto que ésta tiene 400 000 “historias” de nuestra civilización. Así pues, lo que aprendemos no es más que el último acto de una historia que incluye la historia de la Tierra, o en forma más general, la del universo. A veces un número no refleja la idea que quisiéramos transmitir. Para imaginarnos el periodo de tiempo que incluye la historia de la vida se ha comparado la historia del hombre con el último minuto y medio de un día de 24 horas, o con la última página de un libro de 4 000 hojas. Esto es, hemos leído una página de un relato del cual desconocemos 3 999 de ellas. Un sentimiento de insignificancia recorre entonces nuestro cuerpo. No parece que seamos el evento más común de la historia de la vida en la Tierra.

Nos gustaría conocer pues algunos aspectos de esta historia. En principio quisiéramos saber ¿cuándo? y ¿quiénes? Para responder estas preguntas el hombre ha tenido que entender dos fenómenos. El primero es el llamado proceso de fosilización y el segundo el decaimiento de material radiactivo. La fosilización es un fenómeno que incluye tanto la preservación de las partes duras de los organismos (conchas, huesos, etc.), como la de moldes o huellas de éstos. Vemos así que los organismos que han existido en el pasado han dejado huellas que se han preservado como tales por miles y hasta por millones de años. Los fósiles son, de hecho, el único testimonio biológico de lo ocurrido en la Tierra en el pasado. Una vez que se encuentra un fósil es necesario localizarlo en el tiempo. ¿De cuándo es? Para ello se usan métodos de fechado utilizando elementos radiactivos. Estos elementos tienen la característica de emitir partículas en una proporción constante que depende del elemento de que se trate. Por ejemplo, el carbono-14 (isótopo radiactivo del carbono-12, que es el carbono más común) tiene una vida media de 5 730 años. Es decir, que si partimos de una roca en donde, digamos, había 100 gramos de carbono-14, en 5 730 años habrá 50 gramos de carbono-14 (o sea 50 gramos de carbono-12). Así, al medir la cantidad de estos elementos se puede saber la edad aproximada de la roca y por tanto la de los fósiles que se hallan en ella. Otros elementos como el potasio-40 y el uranio-235 tienen una vida media mucho mayor (de 1 300 y 713 millones de años respectivamente), por lo que son usados para fechar rocas mucho más antiguas.

La presencia de fósiles y la capacidad que se tiene para fechar la época en la que existieron facilita enormemente el trabajo del paleontólogo (el biólogo que se dedica a estudiar los fenómenos que han ocurrido en el pasado geológico). Se puede ir entonces reconstruyendo lo que ha ocurrido sobre la Tierra. Los resultados de estas investigaciones han sido sorprendentes. En primer lugar se ha encontrado que la historia de la vida en la Tierra es muy larga (aproximadamente 3 800 millones de años) y casi tan antigua como las rocas más viejas encontradas en ella (4 800 millones de años). Pocas otras evidencias tenemos entre los 3 800 millones de años y los 2 000 millones que no sean algunos fósiles. Los más viejos que se han encontrado son microscópicos, algunos redondeados y otros alargados. Sin duda durante ese periodo se originó la vida. Desde el punto de vista paleontológico, esa época es una caja dentro de la que no podemos asomarnos.

LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL EXISTE
DESDE HACE 2 000 MILLONES DE AÑOS

Hace alrededor de 2 000 millones de años ocurrió una revolución ambiental en nuestro planeta: la composición de la atmósfera, que contenía una gran cantidad de hidrógeno y otros compuestos ricos en este elemento (metano, ácido cianhídrico, ácido sulfúrico), comenzó, como ocurre en algunos planetas actuales, a tener concentraciones muy altas de oxígeno. Como se sabe, el oxígeno es un gas importante para la vida por dos razones opuestas: la primera porque funciona como un recurso importante para organismos que, como el nuestro, no pueden utilizar la energía ambiental (por ejemplo la del Sol) directamente y la segunda porque al ser muy tóxico es muy reactivo. Las concentraciones de oxígeno en una atmósfera reductora (con altas concentraciones de compuestos de hidrógeno) son menores de 1%. En nuestra atmósfera actual la concentración es de 21%. ¿De dónde viene este oxígeno? ¿Quién lo produjo? De hecho la concentración de oxígeno en el universo es de alrededor de 0.05%. Sólo el fenómeno fotosintético mediante el cual organismos como las plantas unen moléculas de bióxido de carbono con moléculas de agua podría liberar oxígeno en esas concentraciones. La vida en la Tierra se inició hace 3 800 millones de años en una atmósfera con altas concentraciones de compuestos de hidrógeno, y al poco tiempo empezaron a proliferar los organismos que, utilizando el bióxido de carbono fueron poco a poco “contaminando” la atmósfera con oxígeno. No fue sino hasta entonces, cuando la concentración de oxígeno fue suficientemente grande, que otros organismos que requieren de oxígeno para vivir (como nosotros) pudieron desarrollarse. Este fenómeno en el que un grupo de organismos viven en un ambiente particular y lo modifican de tal manera que otros organismos con características diferentes pueden ahora crecer allí se llama, en otra escala, sucesión ecológica y es una versión académica del dicho “nadie sabe para quién trabaja”. Además demuestra que la evolución es un proceso muy dinámico que involucra tanto modificaciones ambientales como de los organismos.

¿QUÉ SON LOS PRIMEROS FÓSILES?

Los fósiles más antiguos de los que se tiene evidencia hasta ahora fueron encontrados en Fig Tree Chart, África. Tienen una edad aproximadamente de 3 300 millones de años. Son restos de la pared (estructura que envuelve la membrana de una célula) de organismos unicelulares difíciles de interpretar. ¿Qué apariencia tenía la Tierra entonces? Si sólo había organismos formados por una sola célula no había árboles ni hierbas ni ranas. Muchos de estos organismos primigenios vivían en comunidades acuáticas formadas por varios cientos de especies diferentes de bacterias. Estas comunidades, llamadas estromatolitos, eran mundos en sí mismos. Había entonces una gran diversidad de especies y una gran complejidad en estos ecosistemas microscópicos. En la actualidad, en algunas partes del mundo, como Australia, todavía pueden encontrarse comunidades de estromatolitos que nos ofrecen una ventana para asomarnos a lo que ocurría en el pasado. Por su forma característica de crecimiento, los estromatolitos forman columnas que van aumentando en diámetro y en altura a una velocidad que depende de la vida que tiene una célula. En cada generación la comunidad se incrementa por la acumulación de los restos de las células que mueren.

Ésta fue entonces una Tierra completamente diferente a la actual. Las especies que la poblaban eran muy diferentes de las que existen hoy en día; el paisaje no contenía ni llanuras ni montañas verdes. La Tierra era del dominio de la Tierra, no de la vida. Las aguas en cambio contenían todas las especies existentes. De hecho, la atmósfera de entonces no hubiera permitido la existencia de la mayoría de las especies que viven en la actualidad. Éstas, como ya sabemos, viven en condiciones oxigénicas (altas concentraciones de oxígeno). Aun así, las especies de hace 3 300 millones de años y las actuales tienen algunas características en común, siendo la más importante el que aquéllas son ancestros de las actuales. El estudio del fenómeno evolutivo es entonces la descripción del cambio de unas especies en otras y de los mecanismos involucrados en el proceso.

La historia de la vida en la Tierra está llena de eventos que han modificado el desarrollo posterior de los organismos. Un primer ejemplo de este tipo de eventos lo representa el incremento en la concentración de oxígeno en la atmósfera. Veamos otros eventos tan importantes como éste.

HIJOS IGUALES A LOS PADRES

Sin duda la aparición de la vida es en sí el evento que más ha modificado la historia de nuestro planeta. La vida, un fenómeno difícil de caracterizar, pero de todos entendido, tiene como una de sus características más importantes la autorreplicación. Las células se dividen y tienen células hijas de la misma manera como el hombre se reproduce y tiene hijos. Tanto las células hijas como nuestros hijos se parecen a los padres porque la molécula encargada de la...