Orígenes. La vida. Capítulo 8. La evolución de la vida

En este capítulo vamos a intentar comprender cómo se ha estudiado la evolución históricamente hasta la actualidad.

Comenzamos con las claves de la evolución biológica

Imagen tomada de biotay.blogspot.com.es/

La duración de la vida de un humano no nos permite observar en directo los cambios que se producen generación tras generación. Desde un punto de vista centrado en nosotros la evolución es lenta.
Una mutación o cambio en el genotipo se produce entre millones de replicaciones, es muy difícil de localizar. El ADN comete pocos fallos y necesitamos una acumulacíon de ellos para poder observarlo.
¿Cómo hemos llegado entonces a tenerlo tan claro?
Hagamos un rápido repaso histórico sobre cómo hemos ido estudiando el tema:
Aristóteles, mejor dicho, su escuela, realizó los primeros estudios de morfología comparada.
Durante demasiado tiempo el conocimiento no fue importante y pocos avances se produjeron sobre este complicado tema.

Siglo XVIII
El Conde de Buffon ya hablaba de variaciones sucesivas en el ámbito de la biología.
Hutton, un conocido en este blog, estudió los cambios geológicos como evolutivos.

Siglo XIX
Lamarck ya habla de evolución biológica, todo desciende de otra especie, aunque su explicación no sea correcta. Por los últimos datos que tenemos quizás en EEUU todavía mucha gente siga sus ideas.
Weels introduce el concepto de selección natural.
Saint-Hilarie dice que aunque hay correspondencia de órganos entre distintas especies las formas de los mismos cambian.
Lyell crea el uniformismo, los cambios se producen todo el tiempo y de forma gradual.
Darwin, quien reconoce el mérito de Lamarck, no considera el cambio como una necesidad previa sino que son las variaciones las que favorecen  no la adaptación llevando dichos cambios a una separación de la original creando una nueva especie. Aparece la divergencia y la novedad
"No es la más fuerte de las especies la que sobrevive, ni la más inteligente, sino la que responde mejor al cambio"
Esta nueva visión de un mundo en evolución deja a un lado el origen divino de las especies. La evolución es un ajuste menor en la biodiversidad aunque de una importancia increíble.
Wallace, coautor de la teoría de la evolución y catalizador de su publicación, no llegó a ser tan profundo en sus aportaciones pero debe aparecer en cualquier resumen.
Ambos desconocían los trabajos de Mendel por lo que demostraron gran intuición.

Siglo XX
Haldane, Fisher y Wright crean la Teoría sintética de la evolución que integra evolución y genética como base de la misma.
Los fallos en la replicación producen cambios fenotípicos, así el error es la base de la evolución. La mayoría de los cambios son perjudiciales pero las mejoras conceden una ventaja que permitirán que la nueva especie se imponga cuando haya un cambio en el medio que les haga competir.
Otra fuerza evolutiva es la cooperación, simbiosis, que hace mucho más eficientes a ambas especies.
Kimura explica que muchas mutaciones no producen cambios fenotípicos. La deriva genética se muestra como otra de las fuerzas evolutivas.
Si añadimos la transferencia génica horizontal ya estamos preparados para estudiar todo el proceso evolutivo.

Podemos crear un árbol de la evolución en el que se van diferenciando especies de un tronco común pero los datos nos muestran que no existe la linealidad con la que lo solíamos representar, tendríamos que hablar de arbusto para ser más exactos.

La evolución no está dirigida sino que se produce al azar y se fija con las adaptaciones al medio. Y más concretamente se conforma con con lo que funcione de entre lo que la química empezó a separar, con la aparición de las membranas, de la tendencia al equilibrio termodinámico.
Un símil muy acertado es pensar en muchos albañiles construyendo casas con pequeñas variaciones, la que más resistan servirán para, a partir de ellas, construir otros edificios.
Se nos muestra visión en la que un ser vivo es albañil y edificio en un proceso sin fin.

Es necesario que tengamos pruebas que apoyen nuestras teorías, en este caso los seres de los provienen los que hoy podemos observar no existen. Nos apoyaremos en los fósiles como huellas de la evolución.

La paleontología estudia los fósiles para reconstruir los caminos evolutivos de los seres vivos.
Para que un fósil pueda ser descubierto no sólo hay que encontrarlo, que ya es difícil. El espécimen debe contener partes duras o consistentes para mantener su forma, ser enterrado en condiciones anaerobias, permanecer allí hasta que se mineralice y que la roca no sea modificada en los procesos en los que se vea envuelta durante los millones de años que tarde en ser descubierta.
Si somos tan afortunados de encontrar uno bien conservado podremos extraer ADN. Bueno, no tan deprisa. Después de los 7 Ma (millones de años) las secuencias no se conservan íntegras. Sólo podremos hacer buenos estudios sobre, por ejemplo, humanos, no más allá. Nos quedamos sin Parque Jurásico y sin la todavía más prometedora serie sobre la explosión Cámbrica.

Los avances en la materia nos permiten llegar un poco más lejos. El colágeno se mantiene bien conservado hasta 80 Ma y se pueden comparar cambios entre especies. Se han conseguido informaciones incompletas de hasta 700 Ma y llegamos a saber sobre microbios de 3500 Ma, los estromatolitos.
El estudio de biomarcadores moleculares en rocas nos podría ayudar a conocer el medio en el que se originó la vida. Pero no disponemos de rocas tan antiguas. En rocas de 2700 Ma se han podido caracterizar lípido que podrían formar membranas celulares, en este caso han sido alterados por la diagénesis de la roca.

Termina el capítulo estudiando los genomas

La hipótesis de trabajo emitida por Zukerkland y Pauling y el trabajo de Sanger han permitido comparar genes y seguir avanzando. Si encontramos un gen que muestre una tasa de mutación constante en el tiempo y lo comparamos entre dos especies actuales podremos tener una idea de cuánto tiempo hace que divergieron de un antepasado común. Nos sirve también una proteína codificada por él. Podemos ser capaces de crear árboles filogenéticos moleculares.
Los genes elegidos no deben estar implicados en transferencias génicas horizontales (para que la variación sólo se deba a mutación). También deben evolucionar a una velocidad compatible con la distancia taxonómica de las especies, más lento si se separaron hace más tiempo (para que haya variaciones pero no demasiadas).
Es bastante complicado pero es un camino. Distintos genes seleccionado marcan tiempos diferentes pero si nos apoyamos en el registro fósil sí encontramos avances significativos.

Ya estamos preparados para regresar al principio de todo. Necesitamos un gen común a todos los seres vivos y, por lo tanto, fundamental para la vida. Woese y Fox eligieron un ribosomal que finalmente demostró la existencia de LUCA y los tres linajes que derivan de él.
Repetidos los estudios con otros genes aparece como más probable la separación inicial de Bacteria para luego separarse Archaea y Eucarya.
Sin embargo estas técnicas tampoco nos permiten volver más allá de LUCA.

Pincha para ver la fuente

Temas propuestos para comentar:

- La importancia de Lamarck
- Si seguimos avanzando a este ritmo en genética comparada, ¿crees que podremos conocer cómo fue LUCA?
- ¿Prefieres la idea de un LUCA o de una comunidad como propone el profesor Doolittle?

Buen finde y mejor semana