Teories i Proves de l'Evolució Biològica: Del Fixisme al Neodarwinisme

El Fixisme i el Creacionisme

Per explicar l’evolució i la biodiversitat, abans de l’aparició dels evolucionistes Lamarck i Darwin, s’utilitzava el fixisme, un corrent de pensament basat en la religió que sostenia que les espècies s’han mantingut immutables al llarg del temps des que van ser creades per Déu.

Aquesta teoria s’anomena també creacionisme i va ser defensada per científics de reconegut prestigi que, tot i fer contribucions molt importants a la ciència, no es van poder abstreure del corrent religiós imperant a l’època.

• Un exemple notable va ser Carl Von Linné, considerat el pare de la taxonomia i creador del sistema de nomenclatura binomial per classificar les espècies, vigent avui dia.
• Georges Cuvier investigava les relacions entre les espècies mitjançant les semblances anatòmiques. Quan va trobar fòssils d'animals prehistòrics molt diferents, no va poder explicar les diferències i va proposar la teoria del catastrofisme, que postula que les espècies antigues es van extingir per catàstrofes, donant pas a noves creacions. Aquest procés podria haver-se repetit moltes vegades.

L'Evolucionisme: Transformació de les Espècies

L’evolucionisme defensa que les espècies es transformen amb el pas del temps com a resultat de l’evolució biològica, creant-se les diferències entre els individus. Hi ha diferents teories, algunes de les quals anul·len les anteriors i altres només les matisen. Les dues més significatives són el lamarckisme i el darwinisme. Posteriorment, amb l’aparició de nous descobriments, el darwinisme va ser complementat i va donar lloc al neodarwinisme.

El Lamarckisme: Tendència a la Perfecció

El lamarckisme es basa en la idea que els éssers vius es transformen en altres formes de manera continuada al llarg del temps perquè existeix una tendència cap a la perfecció.

Aquesta teoria és falsa, ja que els caràcters adquirits no poden transmetre’s a la descendència perquè no es troben a l’ADN. Tampoc existeix una tendència innata a la perfecció; l’evolució no té un propòsit i avança a remolc dels canvis de l’entorn.

El Neutralisme: El Paper de l'Atzar

Si la selecció natural afavorís només els al·lels beneficiosos i eliminés els perjudicials, amb el temps, la diversitat genètica entre els individus d’una població aniria disminuint. Tanmateix, això no és el que succeeix.

Motoo Kimura va proposar la teoria del neutralisme, basada en el fet que la majoria de mutacions són neutres i no es veuen afectades per la selecció natural. El fet que aquests al·lels neutres desapareguin o no és producte de l’atzar (deriva gènica).

El Darwinisme: Selecció Natural i Adaptació

L'any 1831, Charles Darwin va viatjar pel món a bord del vaixell Beagle com a part d'una expedició científica que va durar 5 anys. Va recopilar moltes dades i reflexions que el van portar a desenvolupar una teoria molt important en la ciència. Davant la seva fe, va mantenir les idees en secret fins que Alfred Russel Wallace li va enviar una carta amb conclusions similars. Això el va convèncer de publicar el seu treball. El 1858, Darwin i Wallace van presentar la teoria de l'evolució en una conferència, i l'any següent, Darwin va publicar L'origen de les espècies.

La clau de la teoria evolucionista de Darwin va ser l’estudi de la fauna de les Illes Galápagos, on va observar una gran diversitat d’espècies, pròpies de cada illa malgrat la seva proximitat. Principalment es va fixar en les espècies de tortuga terrestre i els pinsans, exclusius de cada illa.

La seva conclusió va ser que les diferències no es devien a successives creacions, sinó a un procés d’adaptació als diferents hàbitats. Amb el temps i l’aïllament, van anar apareixent les noves espècies.

Per arribar a aquestes conclusions, Darwin va tenir en compte les idees de:

• L’economista Thomas Malthus sobre el creixement de la població (en progressió geomètrica) i el dels recursos (en progressió aritmètica). Segons Malthus, arribaria un punt on seria inevitable una competència pels recursos a causa de l’excés de població.
• El geòleg Charles Lyell, amb les seves idees sobre el gradualisme i l'uniformisme. El gradualisme afirma que els canvis geològics són molt lents i es produeixen durant milions d'anys. L'uniformisme, o actualisme, defensa que els processos naturals del passat són els mateixos que ara. Aquesta teoria s'oposa al catastrofisme, que sosté que les característiques geològiques actuals van sorgir de manera brusca per processos molt diferents als actuals.

Si les condicions ambientals no varien al llarg de molt temps, les variacions favorables d’un cert caràcter són cada cop més abundants i les menys favorables tendeixen a desaparèixer. El resultat és un canvi gradual i continuat de les espècies al llarg del temps.

La selecció natural és el motor de l’evolució i la principal responsable de l’aparició de nous caràcters. La selecció natural afavoreix els caràcters nous beneficiosos i elimina els perjudicials.

El Neodarwinisme: La Síntesi Moderna

Els nous descobriments en genètica, sobretot els treballs de Mendel, i altres disciplines com la biologia, la bioquímica, l’ecologia o la paleontologia, van permetre, a principis del segle XX, reformular la teoria evolutiva proposada per Darwin i Wallace. El neodarwinisme inclou coneixements de diferents branques de les ciències naturals i de la genètica de poblacions.

L'Equilibri Puntuat: Canvis Sobtats en l'Evolució

Alguns biòlegs, entre els quals Stephen Jay Gould, proposen que l’evolució no és gradual, sinó que, en alguns moments, es produeixen canvis sobtats. Les espècies es mantindrien invariables durant llargs períodes de temps (estasi) i, sobtadament, en períodes breus (especiació), canviarien i es diversificarien, patint modificacions profundes, ràpides i imprevisibles, produint l’extinció d’algunes espècies i l’origen de noves. Aquesta teoria pretén explicar així les llacunes existents en el registre fòssil.

Les Proves de l'Evolució Biològica

L'evolució biològica es recolza en diverses proves científiques:

• Proves Paleontològiques

  S’obtenen de l’estudi dels fòssils i s’observa que els fòssils moderns s’assemblen més a les espècies actuals que els fòssils antics i, a més, presenten més diversitat, com si de cada espècie ancestral n’haguessin sortit unes quantes diferents. Alguns fòssils són especialment rellevants perquè mostren un estat intermedi entre dues espècies molt allunyades que, inicialment, no semblaven estar emparentades. Aquests fòssils són molt útils perquè permeten connectar dues espècies que no semblaven estar emparentades.

• Proves Embriològiques

  S’obtenen de l’estudi comparat del desenvolupament embrionari de diverses espècies. D’aquest estudi es dedueix que:

  • El desenvolupament embrionari dels vertebrats és gairebé idèntic en els estadis inicials i les diferències augmenten a mesura que avança el creixement de l’embrió.
  • Les semblances entre individus són més grans mentre més emparentades estiguin.
  • Aquestes semblances són degudes al fet que les espècies tenen avantpassats comuns.

• Proves Anatòmiques

  A partir de l’anatomia comparada, analitzant diversos òrgans d’espècies diferents, podem establir relacions de parentiu. Contemplem tres tipus d’òrgans:

  • Homòlegs: Tenen una mateixa estructura (i per tant, origen), però han evolucionat i pot ser que tinguin diferent funció. Un exemple serien els braços de l’home, les potes del cavall, les ales d’un ratpenat o les aletes dels cetacis. Els òrgans han patit un procés d’evolució divergent, on, a partir d’un únic individu, n’han aparegut de nous.
  • Anàlegs: Tenen la mateixa funció, però un origen diferent. Un exemple són les ales dels ocells i les dels insectes. És un cas d’evolució convergent, en la qual, a partir d’espècies molt allunyades, s’ha arribat a una solució similar per adaptar-se al medi.
  • Vestigials: Òrgans atrofiats que han deixat de tenir funció, però que en el seu avantpassat sí la tenia. Un exemple és la pelvis de la balena, no connectada a la columna ni a cap altre os.

• Proves Biogeogràfiques

  Com més allunyades o separades estan dues zones, més diferències presenten les seves espècies. Això és perquè l’avantpassat comú és més remot. D’altra banda, les espècies que ocupen hàbitats semblants, encara que estiguin molt allunyats, presenten característiques semblants degut al procés d’adaptació. Com a exemple, ens fixem en les àguiles caçadores de micos de Sud-Amèrica, Àfrica i Àsia: són semblants, però no iguals. O el lleopard (Àfrica i Àsia) i el jaguar (Sud-Amèrica).

• Proves Bioquímiques

  Tots els organismes vius estan constituïts pel mateix tipus de molècules (glúcids, lípids, proteïnes i àcids nucleics). Els processos bioquímics són similars i comparteixen el mateix codi genètic. Això demostra l’origen comú de tots els éssers vius. Si comparem les proteïnes i els àcids nucleics, podem, a més, establir el grau de parentiu.

Variabilitat Genètica i Especiació

Variacions Genètiques

Les variacions genètiques es produeixen principalment de dues maneres:

• Les mutacions: Són canvis aleatoris en els gàmetes que es poden transmetre a la següent generació. Aquestes mutacions poden ser favorables, perjudicials o neutres. La selecció natural elimina les mutacions perjudicials i manté les favorables.
• La reproducció sexual: Crea variabilitat a través de tres processos: la recombinació genètica durant la meiosi, la separació aleatòria dels cromosomes i la fusió dels gàmetes durant la fecundació.

El Procés d'Especiació

L’especiació és el procés a partir del qual es pot originar una nova espècie. Són necessàries diverses etapes perquè es produeixi:

1. Primer, cal un aïllament de la població, que pot ser provocat per barreres geogràfiques, canvis en comportaments reproductius o preferències ecològiques.
2. Aquest aïllament porta a una divergència genètica entre les poblacions aïllades, a causa de mutacions, selecció natural i deriva gènica.
3. Finalment, aquesta divergència pot resultar en l’aparició de dues espècies diferents, ja que les diferències genètiques es fan tan àmplies que les poblacions no poden tornar a creuar-se si es retroben.