Teoria de l'Evolució: Darwinisme i Neodarwinisme

Conceptes Clau del Darwinisme

La teoria evolutiva o darwinisme es concreta en els següents punts:

• Variabilitat de les poblacions: Dins d'una població d'una mateixa espècie hi ha una gran variabilitat d'individus diferents, que s'adapten de diferent manera a un ambient determinat.
• Selecció natural: Procés en el qual la naturalesa permet prosperar els individus més ben adaptats i elimina els inadaptats. La selecció és el mecanisme pel qual les espècies canvien al llarg del temps.
• Lluita per la supervivència: La capacitat reproductiva de les espècies és elevada, però els recursos del medi són limitats.
• Adaptació: Aquells qui tinguin un caràcter avantatjós es podran reproduir millor i passaran aquest caràcter a la descendència, que serà cada vegada més freqüent a la població.
• Pressió de selecció: Factors que afecten de manera negativa la supervivència dels individus.

La selecció natural actua sobre la variabilitat de les poblacions, seleccionant aquells individus que estiguin més ben adaptats i que guanyin la lluita per la supervivència.

1. Les formes de vida no són estàtiques sinó que evolucionen; les espècies canvien contínuament, unes s'originen i altres s'extingeixen.
2. El procés de l'evolució és gradual, lent i continu, sense salts discontinus o canvis sobtats.
3. Els organismes semblants es troben emparentats i descendeixen d'un avantpassat comú. Tots els organismes vivents poden remuntar-se a un origen únic de la vida.
4. La selecció natural és la clau, en dues fases, que explica tot el sistema.
   La primera fase és la producció de variabilitat: la generació de modificacions espontànies en els individus.
   La segona, la selecció a través de la supervivència en la lluita per la vida: els individus més ben dotats, els que han nascut amb modificacions espontànies favorables per a fer front al medi ambient, tindran més possibilitats de sobreviure, de reproduir-se i de deixar descendència amb aquests avantatges.

Segons Darwin, els individus d'una població no modifiquen el seu cos en funció de l'ambient, sinó que la competència entre ells fa que es mantinguin les característiques (que ja existien en la població) més aptes per a un ambient concret, ja que únicament aquestes característiques es poden perpetuar en els descendents.

Teoria Neodarwiniana o Sintètica

El naixement d'una nova ciència, la genètica, va donar peu a una reactivació del fixisme. Les lleis de Gregor Mendel, redescobertes a començaments del segle XX, semblaven un cop fatal a l'evolucionisme.

Un retorn a les idees evolucionistes es va fer viable amb les observacions del botànic holandès Hugo de Vries (1848-1935), les quals donaven testimoni de l'aparició sobtada de variants en el procés de reproducció de certs tipus de plantes. Concloïa que noves espècies elementals apareixien a conseqüència de mutacions o variacions brusques. De Vries qüestionava tant el gradualisme com el mecanisme de la selecció natural.

Gràcies als esforços de Dobzhanski, Ernst Mayr i G.G. Simpson, entre d'altres, va néixer una concepció general i integradora, la teoria sintètica de l'evolució; la nova teoria perfeccionava la de Darwin a la llum, principalment, de la teoria cromosòmica de l'herència iniciada per Mendel i de la genètica de poblacions.

La teoria sintètica de l'evolució o neodarwinisme es caracteritza per:

1. Els gens són els elements que determinen els caràcters, i l'evolució actua sobre aquests caràcters.
2. Les mutacions són l'origen o la causa de la variabilitat.
3. El reconeixement del mecanisme de la selecció natural amb les seves dues fases actualitzades.
   Primera, la producció de mutacions cromosòmiques o variabilitat genètica.
   Segona, la selecció dels portadors de dotació genètica més favorable per a fer front a les pressions ecològiques; aquests, estadísticament parlant, tenen una probabilitat de supervivència i de procreació més alta que la resta de la població.
4. L'estructura i la distribució de les poblacions són les unitats a partir de les quals pot aparèixer una nova espècie.
5. Un factor molt important per a la formació d'espècies noves és l'aïllament reproductor.

Proves de l'Evolució

Les proves de l'evolució són tots aquells processos o mecanismes que avalen el fet de l'evolució de les espècies segons les idees de Darwin.

Proves Paleontològiques

Es basen en l'estudi dels fòssils, que són restes preservades d'organismes, o restes de la seva activitat. Per a poder ser útil com a prova de l'evolució, un fòssil s'ha de correspondre amb un tàxon que hagi presentat molts individus i que hagi perdurat al llarg del temps.

Proves Biogeogràfiques

Es basen en l'estudi de les espècies en diferents continents o àrees geogràfiques concretes.

Proves Anatòmiques

Es basen en l'estudi comparat de les estructures corporals dels organismes per tal de buscar relacions de parentiu.

• Òrgans homòlegs: Estructures heretades d'un antecessor comú, que posteriorment es van diferenciar entre elles a partir de l'adaptació a medis diferents. (Divergència adaptativa)
• Òrgans anàlegs: Estructures heretades d'antecessors diferents però que s'han adaptat a funcions semblants. (Convergència adaptativa)
• Òrgans vestigials: Òrgans que tenien una funció en espècies predecessores però que han perdut la funció en les espècies actuals.

Proves Embriològiques

Estudi comparat del desenvolupament embrionari de diferents animals. Quan es comparen els primers estadis del desenvolupament d'algunes espècies com els vertebrats es troben semblances que més tard potser desapareixen, com els arcs branquials i la cua.

Proves Bioquímiques

Estudi de la comparació molecular de diferents organismes. Es compara l'ADN i els aminoàcids i com més s'assemblin, més properes són evolutivament.

Proves Etològiques

Estudiant diferents grups d'éssers vius s'ha observat que presenten comportaments similars davant de situacions similars.

Proves Serològiques

Comparar reaccions antigen-anticòs en diferents organismes.

Genètica de Poblacions

La genètica de poblacions estudia la composició genètica de les poblacions i com varia aquesta composició en funció del temps.

Una població mendeliana és el conjunt d'individus que es poden creuar entre ells i que, per tant, comparteixen un mateix conjunt de gens.

En genètica de poblacions, la composició genètica d'una població no varia si no intervenen elements que la modifiquin.

En genètica de poblacions, les freqüències al·lèliques s'acostumen a expressar amb decimals:

S'acostumen a utilitzar els símbols estadístics “p” i “q” per a simbolitzar les freqüències amb les quals dos al·lels, l'un dominant (“A” de freq. “p”) i l'altre recessiu (“a” de freq. “q”) apareixen en el pool o reservori de gens d'una població. Per tant:

p + q = 1

Càlcul de Freqüències Al·lèliques i Genotípiques

La relació matemàtica entre les freqüències al·lèliques i genotípiques en les poblacions va ser desenvolupada independentment per Hardy i Weinberg i se la coneix com a equilibri de Hardy-Weinberg. Es basa en el principi que la freqüència dels al·lels recessius i dominants en una població és constant al llarg de les generacions si no intervenen elements modificadors (veure apartat 4).

Si “p” és la freqüència de l'al·lel “A” i “q” la de l'al·lel “a”, les freqüències de les tres combinacions possibles d'aquests dos al·lels seran:

i es compleix que:

p² + 2pq + q² = 1

Exemples de Càlculs de Freqüències

Amb dos al·lels autosòmics codominants

Quan dos al·lels són codominants, cada fenotip correspon a un genotip diferent.

Si en una població de N individus una característica està determinada per dos al·lels A i B codominants:

• D individus seran homozigòtics AA
• R individus seran homozigòtics BB
• H individus seran heterozigòtics AB

I a més:

                               D + R + H = N

Donat que els organismes són diploides, el nº total d'al·lels és 2N.

Freqüència de l'al·lel A = p = (2D + H) / 2N = (D + ½ H) / N

Freqüència de l'al·lel B = q = (2R + H) / 2N = (R + ½ H) / N

Amb dos al·lels autosòmics, un dominant i un recessiu

Amb dos al·lels, un dominant “A” i un recessiu “a”, el fenotip dominant pot correspondre a dos genotips diferents (AA i Aa); l'únic fenotip del qual podem saber el genotip sense cap dubte és el recessiu “aa”.

En una població de N individus:

• D seran AA
• H seran Aa
• R seran aa

La freqüència del genotip recessiu “aa” serà R/N i aquesta freqüència és igual a q².

Es pot calcular així la freqüència de l'al·lel recessiu “a” (q) i la de l'al·lel dominant “A” (p = 1 – q).