Hoy Darwin es más actual que nunca con la aparición de la biología molecular, la investigación acerca de la base material de la vida. En la primera mitad del siglo XX, muchos científicos y filósofos aún eran partidarios del llamado vitalismo. Según los vitalistas, los seres vivos se distinguen de los no vivos por el impulso vital. Todo lo que vive está animado por una fuerza vital incorpórea. La biología molecular demostraría que esta suposición vitalista es incorrecta. La vida tiene una base material: no se necesitan sustancias o procesos inmateriales para explicar lo característico de la vida.
En 1953 Francis Crick y James Watson descubrieron la estructura del ADN: la doble hélice. Toda la vida en la tierra está formada por cadenas de azúcares y fosfatos formando una doble espiral. Esta estructura helicoidal se compone de cuatro bases: Adenina (A), Citosina (C), Guanina (G) y Timina (T). El orden de estas constituye el código genético de los organismos.
Al descubrir la doble hélice se volvía a apuntar hacia un origen común de la vida en nuestro planeta. Todos los organismos están compuestos por los mismos elementos básicos. Podemos reconstruir la historia evolutiva con ayuda del denominado “reloj molecular”. La velocidad con la que aparecen las mutaciones aleatorias es a menudo muy constante. Las mutaciones en el ADN mitocondrial parecen tan regulares que se las puede comparar con el tictac del reloj. Esta velocidad permite retroceder y determinar el punto en que se fueron separando las especies. Si existen muchas diferencias entre el ADN de dos especies significa que sus linajes se separaron hace mucho tiempo. Pero si las diferencias son pequeñas, la separación habrá tenido lugar en una época relativamente reciente. Entre los seres humanos y los chimpancés la diferencia genética es pequeña, mientras que entre los humanos y la mosca de la fruta la diferencia es considerablemente mayor. Si partimos de la suposición de que el reloj molecular también funcionaba de forma regular en el pasado, lo cual es probable, podemos calcular que el ancestro común del ser humano y del chimpancé debió de vivir hace unos 6 millones de años. Por el contrario, los linajes que llevarían al ser humano y a la mosca de la fruta se separaron hace ya varios cientos de millones de años.
Antes de aparecer la biología molecular, los biólogos evolutivos dependían de la morfología para investigar el parentesco. Pero las características exteriores no lo dicen todo. Así la morfología entre un dogo danés y un perro salchicha son considerables pero el ADN de ambos su diferencia es muy pequeña y que sólo ha surgido recientemente por selección artificial: los dos pertenecen a la misma especie. La biología molecular es un instrumento relativamente fiable.
Por otro lado, la biología molecular demostró que la genética es mucho más compleja de lo que suponía la primera generación de neodarwinistas. Dos organismos genéticamente idénticos pueden desarrollarse de formas muy distintas debido a las influencias ambientales. El desarrollo de un organismo tiene margen de libertad.
Un algoritmo es un fórmula que siguiéndola, da un resultado. Existe un algoritmo evolutivo en el que intervienen tres elementos: variación, selección y reproducción
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El algoritmo evolutivo genera adaptaciones biológicas y hace que las poblaciones puedan adaptarse a un entorno cambiante. La evolución es un mecanismo de criba acumulativo en el que el resultado de cada ronda de selección sirve de entrada para la siguiente ronda. Basta con que uno de estos procesos de criba acumulativos dure lo suficiente, para que se produzcan las adaptaciones más sorprendentes. Así el ojo, el ejemplo predilecto de los creacionistas y otros adversarios de la teoría de la evolución que afirman que un órgano tan complejo como el ojo nunca podría haber surgido al azar. Lo que olvidan los detractores de la teoría de la evolución es que la variación aleatoria es sólo un factor más en la evolución, no el único.
Los ojos de distintas especies han evolucionado varias veces de forma independiente entre sí, entre otros en los vertebrados, los insectos y los moluscos. Es muy probable que todos estos diferentes tipos de ojos empezaran siendo una simple célula fotosensible o un fotorreceptor. Durante decenas de millones de años, cada mejora en el diseño, por muy pequeña que fuese, era retenida y transmitida ya que cualquier mejora de la visión, por pequeña que sea, siempre viene bien. Al final, esto desembocó en los complejos ojos compuestos de los insectos y los ojos de los vertebrados.
La probabilidad de que un mono delante de un ordenador que aporree las teclas, consiga a escribir una obra de Shakespeare es infinitamente pequeña. Pero la evolución no funciona así. Si pusiéramos un filtro en el ordenador que sólo acepta las letras que cumplen ciertas reglas… las posibilidades se agrandarían enormemente.
En mucho libros de biología se cita el ejemplo de la polilla del abedul. Esta polilla es una mariposa pequeña y poco llamativa común en toda Europa. En Inglaterra, las aventuras de esta especie de mariposa están bien documentadas. En la primera mitad del siglo XIX, las mariposas tenían un color claro que les permitía pasar inadvertidas sobre el fondo de los líquenes. Las polillas de color claro tenían una gran posibilidad de no ser vistas por los pájaros. Pero se produjo un cambio drástico. Debido a la revolución industrial y la contaminación del aire todo se recubrió con una fina capa de hollín. Así las mariposas claras no lograban camuflarse y los pájaros las veían más claramente. Por sorpresa, comenzaron a aparecer variantes oscuras de la polilla del abedul. Los individuos algo más oscuros estaban mejor camuflados y eran más difíciles de detectar. Primero las polillas oscuras eran escasas, pero en unas décadas, esta característica se propagó en toda la población y sólo se veían polillas oscuras. Hoy en día, la industria pesada ha desaparecido en gran medida y la contaminación ya no es grave. El hollín ha desaparecido en gran parte. Ahora pueden encontrarse tanto variantes claras como oscuras y es probable que vuelva a dominar poco a poco la variante clara.
A menudo, los organismos tienen muchas características que carecen de utilidad. Son efectos secundarios de la evolución como, por ejemplo, el intestino ciego o los pezones en los hombres. Los hombres tienen pezones porque el embrión de los mamíferos posee el arquetipo femenino y es en etapas posteriores cuando las características sexuales pasan a un primer plano. A menudo es fácil conocer la función de una determinada característica. Por ejemplo, en el caso de órganos como el corazón y los pulmones, de sentidos como la vista y del mimetismo de la polilla del abedul. Todas ellas son adaptaciones recogidas por el algoritmo evolutivo. El corazón tiene la función de bombear la sangre, los pulmones la de suministrar oxígeno a la sangre. El ojo es un órgano que permite recopilar información del entorno y el mimetismo ofrece un camuflaje a la polilla del abedul.
Pero a veces no está claro la función de una determinada característica. Se especula sobre si las rayas de las cebras son o no funcionales. Las rayas parecen dar una ventaja a las cebras si se mueven por la hierba alta. Pero las cebras casi nunca se mueven en la hierba alta y sí en hierba baja. Pero entonces su dibujo a rayas es más bien un cebo. Posiblemente a las cebras les iría mejor si fueran marrones. Así que no siempre se sabe con seguridad qué características han sido formadas por la selección natural y cuáles no. Lo único que los biólogos evolutivos pueden decir con seguridad es que si una característica es una adaptación, esta habrá sido diseñada por la selección natural. Pero no todas las características son adaptaciones. Se estima que estas rayas son beneficiosas en el ámbito de manada: tantas rayas juntas provocan la no fijación en un objetivo fijo en los depredadores.
Junto a características que posiblemente no cumplen función alguna, hay otras que parecen ir directamente en contra del principio de selección natural. El pavo real macho es un fanfarrón que hace lo posible por llamar la atención. Su cuerpo está recubierto de plumas de color azul brillante y despliega su cola y abre su abanico de colores con decenas de “ojos” llamativos. ¿Cuál es la función de una característica tan curiosa? ¿No es más bien desfavorable tener una cola tan ostentosa? Así llama la atención de sus depredadores y a la hora de escapar de ellos, la cola es un estorbo pues al macho le cuesta mucho alzar el vuelo y mantenerse en el aire. Si todo dependiera de la selección natural, los machos serían poco llamativos y podrían camuflarse. ¿Por qué evolucionó una característica como esta? Y siendo las hembras discretas en su colorido ¿por qué a menudo hay diferencias tan grandes entre los dos sexos?
El biformismo sexual es la diferencias entre sexos de una misma especie. Darwin estableció una distinción entre características sexuales primarias y secundarias. Las primarias son los órganos reproductores o el marsupio de los marsupiales, estas diferencias tienen que ver directamente con la reproducción. Pero Darwin estuvo más interesado en las características sexuales secundarias. Sospechaba que estas diferencias entre machos y hembras tenían que ver indirectamente con el éxito en la reproducción. Esto puede aplicarse también a la cola del pavo real.
También en los primates se evidencia dimorfismo sexual en las características secundarias. Así en el macho del mandril posee todos los colores del arco iris mientras que las hembras tienen una cara poco llamativa. A veces, no se trata tanto del color o de la forma, sino más bien de la diferencia en tamaño y peso entre machos y hembras. Como el gorila. El macho dominante o macho alfa es mucho más grande que las hembras y las supera más de tres veces en cuanto a peso. El dimorfismo sexual también se observa en el comportamiento de los animales. El canto de los pájaros machos o las luchas que entablen entre sí. Entre las aves migratorias, los machos emigran antes que las hembras, les construyen los nidos, etc. Estas características no son necesarias para sobrevivir. A fin de cuentas, las hembras no poseen las características mencionadas y ello no las perjudica en absoluto. ¿Por qué han surgido estas diferencias secundarias?
La evolución es, en gran medida, competencia. Esta lucha no sólo se origina por los alimentos, el territorio, sino por los miembros del otro sexo. La más llamativa es la lucha entre machos por las posibilidades de aparearse con las hembras. En muchas especies, sólo algunos machos consiguen reproducirse. Esta competencia entre machos es la forma más elemental de selección sexual. El efecto es más pronunciado en las especies polígamas, es decir, en aquellas en que los machos intentan aparearse con el mayor número posible de hembras. En las especies animales polígamas la lucha entre machos conducirá a un gran dimorfismo sexual entre sexos. Debido a la presión de selección, los machos desarrollan todo tipo de armas, como cornamentas, astas, colmillos, mandíbulas, espolones y pinzas y los machos son más grandes y pesados que las hembras.
En las especies monógamas, el dimorfismo sexual suele ser mucho menor. Los machos no tienen tanta necesidad de entablar una lucha continua para conseguir el favor de las hembras. Entre las especies monógamas se encuentran los cuervos y otras aves e incluso se puede incluir al ser humano. En lo que respecta al tamaño o peso, los hombres no se diferencian tanto de las mujeres. Pero la selección sexual también desempeña un papel en los seres humanos.
Explicamos así el por qué los machos son más grandes que las hembras y poseen todo tipo de armas. Pero esto no desvela el enigma del pavo real, pues los machos no luchan entre sí. Así que tiene que haber algo más. Ha de haber una forma más sutil de selección sexual: la selección femenina. Las hembras eligen a la pareja sexual que más le impresiona. Así se establece una competencia continua entre los machos, aunque ya no entablen una lucha. En lugar de ello, los machos intentan superarse unos a otros con brillantes colores, danzas de apareamiento o cantos melodiosos. El objetivo es seducir al sexo contrario pero las que deciden son las hembras. Los descendientes machos de hembras exigentes heredan las características de su padre, mientras que las hembras heredan las preferencias de su madre. Así, el efecto se duplica e impulsa la evolución. Así, la selección sexual por la preferencia femenina puede conducir a las características más extrañas y fantásticas, como la famosa cola del pavo real. Lo que en un momento fue un modesto capricho aumentó hasta convertirse en un ciclo selectivo en el que la característica en cuestión se amplía de forma cada vez más extrema. Cualquier mínima ampliación de una característica se propagará como un reguero de pólvora entre la población. La escalada se detiene cuando las “extravagancias” alcanzan un límite crítico y las desventajas empiezan a superar a las ventajas.
La incuestionable evolución
