Evolució Biològica: Origen de la Vida, Teories i Mecanismes
L'Origen de la Vida: Teories i Descobriments
Francesco Redi i la Generació Espontània
El primer científic que es va qüestionar seriosament la teoria de la generació espontània va ser Francesco Redi.
El descobriment dels microorganismes, presents a molts llocs com ara l'aigua estancada i la matèria orgànica en descomposició, va augmentar l'interès per la generació espontània.
Louis Pasteur i la Biogènesi
Louis Pasteur va concloure que tot ésser viu, independentment de la seva grandària, prové d'un altre ésser viu.
La Hipòtesi d'Oparin sobre l'Origen de la Vida
Oparin va proposar una teoria sobre l'origen de la vida: les primeres molècules es van formar a partir dels gasos de l'atmosfera primitiva per l'acció de descàrregues elèctriques de les tempestes i de la llum ultraviolada del sol.
L'Experiment de Miller i Urey
Miller va comprovar la hipòtesi d'Oparin, demostrant que a l'interior del seu experiment s'hi formaven molts compostos precursors de la majoria de les biomolècules, especialment aminoàcids.
Principals Teories Evolutives
Què és l'Evolució Biològica?
L'evolució biològica és la transformació gradual i progressiva de formes de vida primitives en altres de més diferenciades i complexes que s'han esdevingut al llarg d'extensos períodes de temps i ha donat origen a la gran diversitat de la vida.
Teoria Fixista
La Teoria Fixista considerava que totes les espècies eren invariables i que van ser creades al començament dels temps.
Teoria Catastrofista
La Teoria Catastrofista va intentar fer compatible el fixisme amb l'existència dels fòssils.
La Teoria de Lamarck (Històricament Falsa)
Tendència Innata al Perfeccionament
- Els éssers vius tenen una tendència innata al perfeccionament, que els permet adaptar-se als ambients més diversos.
- Llei de l'Ús i el Desús dels Òrgans: Els canvis de l'ambient creen necessitats en els organismes per adaptar-se a les noves condicions de vida. Això origina un augment o una disminució en l'ús d'alguns òrgans, cosa que implica que es desenvolupin més o menys i, conseqüentment, una modificació de l'organisme.
- La Funció Crea l'Òrgan: Quan els canvis ambientals originen necessitats completament noves, poden sorgir, com a resposta, òrgans totalment nous.
- Herència dels Caràcters Adquirits: Perquè els nous caràcters es perpetuïn i creixin en les generacions posteriors, han de ser hereditaris.
Teories Evolutives (II): Darwin i la Selecció Natural
Charles Darwin i la Teoria de la Selecció Natural
Charles Darwin va ser el fundador de la teoria moderna de l'evolució, que va proporcionar una explicació de l'origen dels organismes que constitueix la Teoria de la Selecció Natural.
Principis de la Selecció Natural:
- Els éssers vius en condicions naturals produeixen una descendència molt nombrosa.
- A la natura, només prospera una minoria dels éssers nascuts.
- Qualsevol població està formada per individus que presenten petites diferències (variabilitat).
- Sobreviuen els més aptes o els que estan més ben adaptats a l'ambient que els envolta. Els supervivents són els que triomfen en l'anomenada lluita per l'existència.
- La natura selecciona els individus amb la peculiaritat de constitució o de comportament que millor s'adapten al medi.
Influències en Darwin: Lyell i Malthus
Les Teories de Lyell
Les teories de Charles Lyell van influir molt en el pensament de Darwin, de manera que va tenir sempre en compte la importància del factor temps en els fenòmens que va observar i que l'acumulació de petits canvis a la Terra han arribat a produir resultats sorprenents.
Les Idees de Malthus
Les idees de Thomas Malthus van ser decisives per a Darwin. Les poblacions d'éssers vius tendeixen a créixer en progressió geomètrica, mentre que els mitjans de subsistència de què disposen ho fan només en progressió aritmètica. Darwin va concloure que la variabilitat en els organismes, la lluita per l'existència i la selecció natural constitueixen el mecanisme pel qual es produeix l'evolució.
Teories Evolutives (III): La Teoria Sintètica de l'Evolució
Modificacions i Mutacions
Modificacions
Les modificacions són canvis deguts a la relació dels individus amb el medi i no es transmeten a la descendència.
Mutacions
Les mutacions són degudes a alteracions espontànies dels gens i que es transmeten a la descendència. Les mutacions explicarien l'evolució de les espècies i l'aparició d'espècies noves.
Teories Actuals de l'Evolució
Gradualisme
El Gradualisme, defensat per Darwin, proposa que l'evolució es produeix gradualment i contínua en el temps, i treu importància als fenòmens catastrofistes en l'evolució.
Equilibri Puntual o Saltacionisme
L'Equilibri Puntual o Saltacionisme proposa que les espècies viuen llargs períodes d'estabilitat que es veuen tallats per fases breus de canvis en les quals sorgeix un gran nombre de novetats evolutives.
Evolució en Mosaic
L'Evolució en Mosaic la va proposar Gavin de Beer, que estableix que el ritme de canvi de les diferents parts d'un organisme no és uniforme. Alguns caràcters es manifesten estables i altres evolucionen gradualment.
Sociobiologia
La Sociobiologia es basa en la creença que certs comportaments socials tenen una base genètica i que els processos evolutius afavoreixen aquelles conductes que milloren l'èxit reproductiu i la supervivència. El comportament també es pot explicar per la selecció natural.
Els Mecanismes de l'Evolució Biològica
Mutacions
Les mutacions són canvis en el material genètic (ADN) d'un ésser viu. Quan les mutacions es produeixen a les cèl·lules dels gàmetes, es transmeten a la descendència. Els individus que presenten mutacions s'anomenen mutants. Les mutacions sempre es produeixen a l'atzar i independentment de si causen un benefici o un perjudici a l'organisme i a la seva descendència.
Recombinació Genètica
Durant la meiosi, la recombinació dels gens, que resulta de l'encreuament dels cromosomes homòlegs i la seva distribució a l'atzar, produeix gàmetes diferents entre si que són una gran font de variabilitat genètica.
Variabilitat i Selecció Natural
Els individus experimenten mutacions i recombinacions que augmenten la variabilitat entre ells. La selecció natural preserva les variacions favorables i n'elimina les desfavorables. Els canvis que s'esdevenen en la població se succeeixen de manera gradual. La selecció natural no està guiada per cap objectiu.
La Formació d'una Espècie (Especiació)
Què és l'Especiació?
L'especiació és el procés de formació de noves espècies a partir d'un avantpassat comú per mitjà de l'acumulació de petits canvis.
Especiació Al·lopàtrica (Aïllament Geogràfic)
- Dues poblacions de la mateixa espècie queden separades geogràficament per una barrera, com ara un riu, un braç de mar o una serra, que n'impedeix l'aparellament lliure. Cada població es va adaptant als diferents ambients i acumula diferències genètiques a causa de les mutacions i la selecció natural.
Especiació Simpàtrica (Aïllament Reproductiu)
- Dues poblacions de la mateixa espècie no estan separades geogràficament, però hi ha mecanismes d'aïllament que eviten l'intercanvi de gens entre elles. Aquests sorgeixen quan les poblacions viuen en hàbitats diferents i es reprodueixen en estacions diverses o en diferents moments del dia.
Poliploïdia
Un individu poliploide és aquell les cèl·lules del qual tenen més de dues dotacions haploides de cromosomes, provinents d'errors en la meiosi. La poliploïdia és molt freqüent en les plantes.
La Biodiversitat i la seva Importància
La biodiversitat és el resultat de l'evolució biològica, que va començar fa molt de temps i continua actualment.
Variabilitat Genètica i Evolució
La presència de diferents al·lels per a cada gen és la font primordial de matèria primera per al procés evolutiu.
Rol Ecològic de la Biodiversitat
Des del punt de vista ecològic, la diversitat biològica intervé en el reciclatge dels nutrients de tots els ecosistemes.
Paper d'alumini.
Impacte Humà en la Biodiversitat
Les poblacions humanes s'expandeixen i alteren l'ambient natural, de manera que han reduït la diversitat biològica al nivell més baix des del final de l'Era Mesozoica. A mitjans del segle XXI, l'extinció podria arribar a una quarta part de les espècies. Les conseqüències d'aquesta destrucció, sens dubte, seran pernicioses.