Evolució Biològica: Teories i Mecanismes

Fixisme i Creacionisme

El fixisme sosté que les espècies tenen un caràcter fix i immutable des de la seva creació divina, una idea lligada al creacionisme.

Catastrofisme vs. Transformisme

El catastrofisme va intentar oposar-se al nou pensament de Leclerc, que proposava la transformació gradual dels éssers vius sota la influència del medi.

Teoria de Lamarck

El Transformisme de Lamarck es basava en la generació espontània i els següents principis:

• Els organismes s'esforcen instintivament cap a la perfecció i s'adapten al medi.
• La natura comença cada dia i forma directament els organismes més simples per generació espontània.
• L'ús freqüent i sostingut d'un òrgan el desenvolupa, mentre que la manca d'ús el debilita i fa desaparèixer.
• Les pèrdues o adquisicions degudes a la influència del medi es mantenen a través de les generacions successives.

La Teoria de Darwin

Darwin, a la seva obra L'Origen de les Espècies (1859), va presentar innombrables proves de l'evolució i va descriure la selecció natural. Aquesta actua sobre la variabilitat hereditària present a les poblacions naturals.

Observacions Clau

Les seves importants observacions sobre la distribució geogràfica dels éssers vius durant els seus viatges (com els del Beagle) li van permetre extreure conclusions evolutives. Aquestes conclusions es van veure reforçades pels seus estudis sobre la selecció artificial en varietats de plantes i animals domèstics.

Aportacions Fonamentals de Darwin

Les dues aportacions principals de Darwin van ser:

• Nombroses proves de l'evolució.
• L'explicació del mecanisme de la selecció natural o lluita per l'existència.

Conceptes Clau de Darwin

• Les espècies tenen un enorme potencial reproductor i presenten variabilitat.
• No sobreviuen totes les espècies; només ho fan les més aptes. La selecció tria els més capaços per sobreviure.
• Com a conseqüència, els organismes canvien i s'adapten al medi, ja que l'ambient selecciona.

Darwin desconeixia l'origen real de la variabilitat sobre la qual actua la selecció. Per explicar la selecció, va acceptar la teoria de l'herència dels caràcters adquirits.

Teoria Sintètica de l'Evolució

La teoria sintètica (o neodarwinisme) integra la genètica amb la teoria de Darwin:

• Els gens són els elements determinants del caràcter sobre els quals actua l'evolució.
• Les mutacions són l'origen de la variabilitat.
• La selecció natural i altres factors evolutius actuen sobre la variabilitat com a conseqüència de la pressió adaptativa que exerceix el medi.
• Les poblacions són les unitats evolutives.
• L'estructura i la distribució de les poblacions influeixen en la possible aparició de noves espècies.
• La influència de múltiples factors evolutius pot conduir les poblacions en diferents direccions.

L'aïllament té un paper clau en l'aparició de noves espècies.

Neodarwinisme i Teoria dels Equilibris Puntuats

• Neodarwinisme: Inclou diverses corrents, com la teoria neutralista de Motoo Kimura, que posa en dubte que bona part de la variabilitat hereditària tingui valor adaptatiu.
• Teoria dels equilibris puntuats: Proposada per Stephen Jay Gould i Niles Eldredge, suggereix que el ritme de l'evolució no és continu, sinó que s'accelera en moments i situacions determinats, amb canvis a un ritme viu.

Proves de l'Evolució

Les proves de l'evolució provenen de diverses disciplines:

• Anatomia comparada: Estudi de les similituds i diferències en l'estructura anatòmica d'espècies diferents. Els òrgans homòlegs tenen una estructura embrionària semblant i un avantpassat comú proper, però no necessàriament la mateixa funció. Els òrgans anàlegs tenen funcions similars però origen i estructura diferents.
• Embriologia: La comparació d'embrions d'animals diferents revela semblances notables. Els vertebrats passen per una fase pisciforme, mostrant caràcters generals abans que els específics. Això recolza la llei biogenètica fonamental.
• Paleontologia: Els fòssils mostren espècies més antigues que eren diferents i més primitives que les actuals.
• Biogeografia: L'àrea de distribució dels éssers vius aporta moltes proves. La distribució no aleatòria i els fenòmens d'aïllament, diversificació i especiació expliquen les diferències entre la fauna i la flora de diferents regions.
• Bioquímica i genètica molecular: L'estudi comparatiu de la química dels éssers vius i el funcionament de la maquinària cel·lular, com la comparació de l'ADN humà i de ximpanzé, proporciona evidències sòlides de parentiu evolutiu.

Conceptes de Genètica de Poblacions

Llei de Hardy-Weinberg

La llei de Hardy-Weinberg descriu les condicions en què les freqüències gèniques i genotípiques d'una població es mantenen constants de generació en generació. Aquestes condicions inclouen:

• Panmixi (encreuament a l'atzar).
• Absència de mutacions.
• Absència de migracions (flux gènic).
• Absència de selecció natural.
• Nombre d'individus prou gran per evitar la deriva genètica.

Flux Gènic

El flux gènic és el pas de gens d'una població a una altra, generalment a causa de la migració. En una població gran, els gens es difonen per encreuaments successius. Això pot originar clines, que són gradacions de variació d'un caràcter al llarg d'una direcció geogràfica.

Deriva Genètica

La deriva genètica és un factor dispersiu i aleatori en el canvi de les freqüències gèniques. Es produeix per errors de mostreig en la transmissió dels gens a la descendència. És un procés no direccional i dispersiu amb les següents conseqüències:

• Augment de l'homogeneïtat dins de la població.
• Pèrdua de variabilitat genètica.
• Diferenciació de poblacions aïllades.

Els seus efectes inclouen els colls d'ampolla (reduccions dràstiques de població per epidèmies, per exemple) i l'efecte fundador (quan una nova població s'origina a partir de pocs individus migradors). La població resultant sobreviu marcada per les característiques genètiques dels seus progenitors.

Selecció Natural

La selecció natural elimina els individus menys adaptats. Actua sobre els fenotips i afecta les proporcions de genotips en la població. Els seus efectes principals són:

• Direccional: Afavoreix un fenotip extrem.
• Equilibradora: Afavoreix els fenotips intermedis (heterozigots).
• Disruptiva: Afavoreix els dos fenotips extrems, podent originar dues noves espècies.

Coevolució i Mecanismes Evolutius

La coevolució es produeix quan dues espècies evolucionen conjuntament, seleccionant-se mútuament. Els mecanismes evolutius porten les poblacions a l'adaptació, l'extinció o l'especiació (formació de noves espècies).

Especiació

L'especiació és un procés gradual pel qual noves espècies sorgeixen a partir de poblacions aïllades.

• Especiació alopàtrica: Les poblacions divergeixen en àrees geogràfiques diferents.
• Especiació simpàtrica: Les poblacions comparteixen el mateix territori.

Concepte Biològic d'Espècie

El concepte biològic defineix una espècie com un conjunt d'individus similars morfològica i fisiològicament que poden reproduir-se entre si i originar descendència viable i fèrtil. Les barreres reproductives impedeixen la hibridació entre individus de diferents espècies.

Aïllament Reproductiu

L'aïllament geogràfic fragmenta una població en subgrups separats, frenant la seva expansió. Quan aquestes poblacions separades estan sotmeses a ambients diferents, selecció i mecanismes evolutius diferents, es produeix diversificació i s'impedeix l'encreuament, resultant en espècies diferents.

L'aïllament reproductiu és la propietat que impedeix que les espècies s'encreuin. Es divideix en barreres prezigòtiques (abans de la formació del zigot) i postzigòtiques (després de la formació del zigot).

Barreres Prezigòtiques

• Ecològic: Les poblacions viuen en hàbitats diferents dins la mateixa zona.
• Estacional: Les èpoques de zel o reproducció arriben en moments diferents.
• Sexual: L'atracció entre els sexes oposats és nul·la.
• Mecànic: Manca de correspondència física entre els òrgans reproductors.
• Per pol·linització: Les flors són pol·linitzades per insectes específics.
• Gàmetic: Els gàmetes no s'atrauen o no són compatibles.

Barreres Postzigòtiques

Quan l'aparellament i la hibridació tenen lloc, però no es produeix descendència viable o fèrtil, hi ha tres causes principals:

• Híbrids inviables: El zigot no es desenvolupa correctament.
• Híbrids estèrils: Els híbrids no poden reproduir-se.
• Degeneració d'híbrids: Reducció de la viabilitat o fertilitat de la descendència híbrida, portant a l'extinció de la línia híbrida.