Evolució Biològica i Origen de la Vida: Teories i Proves

Diversitat biològica: és el resultat de canvis successius que tenen com a conseqüència tant l’aparició de nous grups com la desaparició d’altres.

1. Teories Creacionistes

Els Déus han creat les espècies, que han vingut acompanyades de destruccions.

Fixisme

Teoria acceptada pels naturalistes, que explica l’origen de la gran biodiversitat que existeix a la Terra, segons la qual els éssers vius no canvien i les diferents espècies són immutables des de la seva creació.

Fixisme de G. Cuvier

(S. XVIII) Estudiant els fòssils, va considerar que havien existit diferents creacions i diferents processos catastròfics.

Les teories fixistes van tardar a abandonar-se perquè:

• Els processos evolutius són lents i no es poden percebre durant el període d’una generació humana.
• Sense els coneixements actuals resulta difícil comprendre com poden aparèixer noves característiques que originen noves espècies.
• En aquell moment, les teories evolutives constituïen un enfrontament amb les doctrines religioses.

2. Proves de l’Evolució

Proves Anatòmiques i Morfològiques

• Òrgans homòlegs: tenen diferent forma i funció però la mateixa estructura interna i el mateix origen embrionari. Constitueixen una prova d’evolució divergent.
• Òrgans anàlegs: tenen diferent origen embrionari i estructura, però la mateixa forma i funció. Constitueixen una prova de l’evolució convergent que consisteix en canvis produïts per adquirir estructures semblants per part de grups no emparentats.
• Òrgans vestigials: són restes evolutives d’òrgans no desenvolupats que tenen tendència a desaparèixer perquè no tenen cap funció. Són una prova de l’evolució a partir d’avantpassats en què aquests òrgans eren útils però van deixar de ser necessaris a causa de canvis en els hàbits de vida o en les condicions ambientals.

Proves Fòssils

Els fòssils revelen que van existir organismes diferents als actuals i que hi ha hagut canvis en les espècies al llarg del temps:

• Línies evolutives en fòssils: fòssils d’èpoques distintes que pertanyen a espècies emparentades i en els quals es poden apreciar canvis lents però progressius. Són les sèries filogenètiques. Ex: Cavall.
• Espècies de fòssils intermedis: formes intermèdies que corresponien a organismes que tenien característiques que avui posseeixen grups distints. Ex: Archaeopteryx.
• Fòssils vivents: organismes que no han evolucionat en milions d’anys. Ex: peix celacant.

Proves Embriològiques

Quan els embrions de diferents espècies són similars, hi ha un parentiu evolutiu entre elles.

Proves Biogeogràfiques

Els grups d’organismes aïllats geogràficament evolucionen de forma diferent i originen noves espècies.

Proves Moleculars

L’estudi de les molècules que es troben en els éssers vius revela que com més gran és el parentiu molecular entre dos grups d’organismes, més gran és el seu grau de parentiu evolutiu. En tots els éssers vius hi ha dos tipus de molècules, proteïnes i ADN, formades per la unió d’aminoàcids i nucleòtids d’acord amb unes seqüències específiques de cada organisme, i comparant aquestes seqüències s’estableix la proximitat evolutiva.

Altres Proves

• Els paràsits són organismes que viuen a costa d’altres i que han hagut de modificar els seus òrgans i la seva morfologia per adaptar-se a aquella forma de vida. Hi ha òrgans anàlegs en paràsits no relacionats.
• El comportament instintiu: té una base genètica, per això, espècies pròximes evolutivament solen presentar comportaments semblants.

3. Teories Evolucionistes

Teoria Lamarckista o Transformisme

Per adaptar-se al medi, els animals desenvolupen les estructures i els òrgans necessaris (“la necessitat crea l’òrgan”). Aquestes noves característiques es transmeten als descendents i van produint-se canvis que van modificant les espècies.

Valoració positiva dels seus postulats:

• Afirma l’existència d’un procés evolutiu.
• Proposa un mecanisme per explicar aquest procés.
• Justifica la relació de les estructures anatòmiques amb la seva funció.
• Sosté que els organismes s’adapten al medi on viuen, la qual cosa provoca canvis en ells.

Errors:

• Defensa que els caràcters adquirits individualment, en la seva adaptació al medi, són heretats pels descendents.
• Afirma que els animals tenen una necessitat interna de perfeccionar-se i fer-se més complexos.

Teoria Darwinista

Teoria elaborada per Charles Darwin en el S. XIX, que constitueix la base de l’explicació actual de l’evolució biològica. Principis bàsics:

• Els individus que formen qualsevol població d’éssers vius presenten diferències anatòmiques, fisiològiques o de comportament.
• Es produeix un nombre major de cada classe d’organismes que poden sobreviure fins que es reprodueixen.
• El fet que neixin més individus que aquells que aconsegueixen sobreviure implica que entre ells hi ha una competència per l’espai, l’aliment i la procreació.
• Els individus, les variacions dels quals els faciliten la supervivència en un determinat entorn, es veuen afavorits en comparació amb els individus que estan mal adaptats.
• Quan es reprodueixen, els individus supervivents donen origen a la següent generació, i d’aquesta manera les variacions més favorables es transmeten a la seva descendència.

Com a conseqüència, es produeix la “supervivència dels més aptes”: els individus posseïdors de característiques avantatjoses sobreviuen.

4. Teories Evolutives Actuals

Teoria Neodarwinista o Sintètica

En el S. XX es va millorar la teoria darwinista:

• La reproducció sexual, que fa aparèixer combinacions de gens distintes a les dels progenitors.
• La recombinació genètica, que es produeix durant la meiosi.
• Les mutacions, que provoquen canvis ràpids en els gens.

El neodarwinisme considera que la selecció natural no actua sobre un individu aïllat, sinó sobre la població a la qual pertany.

Teoria de l’Equilibri Puntual o Puntualisme

Segons la qual el procés evolutiu no sempre es duu a terme de forma lenta i gradual, sinó que, en molts casos, l’aparició de noves espècies es produeix ràpidament. Es basa en estudis paleontològics en què s’observa l’aparició de grups de fòssils sense que hi hagi formes prèvies similars o de transició amb grups antecessors.

Teoria Neutralista

Sosté que la majoria de les mutacions origina gens que no presenten avantatges ni inconvenients per als individus que els posseeixen i, per això, la selecció natural no actua sobre ells, i pot originar-se una nova espècie si aquests individus van creant descendència i s’aïllen dels altres membres.

(El Gen Egoista): és similar a la teoria neodarwinista però considera que la unitat evolutiva no és la població sinó el gen.

5. L’Evolució i l’Origen de Noves Espècies

Espècie: està formada per un conjunt d’individus amb un aspecte morfològic similar, amb les mateixes característiques anatòmiques i fisiològiques i que es poden reproduir entre elles, originant una descendència fèrtil.

La formació de noves espècies es produeix en quatre etapes:

1. Producció de canvis evolutius en les poblacions: la selecció natural afavoreix uns individus i perjudica uns altres. Com a conseqüència, les noves poblacions són diferents a les originals, encara que pertanyen a la mateixa espècie.
2. Aïllament genètic de la nova població: Perquè es constitueixi una espècie nova és imprescindible que els membres de la nova no puguin reproduir-se amb els de l’original. Aquest aïllament s’aconsegueix mitjançant barreres de diferent tipus:
   • Barreres geogràfiques: impedeixen el contacte entre poblacions i, per tant, la reproducció entre els seus individus.
   • Barreres sexuals: poden originar-se en diferències anatòmiques que impedeixen l’aparellament, o en una manca de sincronia en els períodes fèrtils.
   • Barreres fisiològiques: consisteixen en incompatibilitats en el funcionament dels gàmetes que impedeixen la fecundació, encara que els individus puguin aparellar-se.
   • Barreres cromosòmiques: Són canvis en els cromosomes que impedeixen que els individus que els posseeixen puguin tenir descendència amb la resta.
   • Barreres etològiques: es tracta de l’aparició de nous comportaments en determinats individus que produeixen el rebuig per part d’altres.
3. Diferenciació gradual: després de l’aïllament, la població acumula canvis causats per noves mutacions i a poc a poc va diferenciant-se més de la població original.
4. Especiació: els canvis genètics, anatòmics i fisiològics són tan importants que no és possible obtenir descendència mixta i, a partir d’aquest moment, les poblacions es consideren dues espècies distintes.

Microevolució i Macroevolució

Microevolució: procés d’aparició de grups molt relacionats entre si.

Macroevolució: tipus d’evolució pel qual es van originar grans grups d’organismes per canvis dràstics.

La formació d’espècies divideix els estudiosos en dos grups:

• Gradualistes: defensen que la macroevolució es produeix de manera similar a la microevolució però en unes condicions determinades:
  • L’existència d’estructures anatòmiques que puguin originar òrgans nous.
  • L’acumulació, durant molt de temps, de variacions genètiques que possibiliten una evolució ràpida davant d’importants canvis ambientals.
  • L’existència de nous hàbitats, anteriorment despoblats, on els nous organismes puguin assajar les noves adquisicions.
  • L’aparició d’avantatges fonamentals en els nous grups.
• Puntualistes: els partidaris de la teoria de l’equilibri puntual troben un suport per a les seves idees en la macroevolució, ja que pensen que l’aparició dels grans grups d’organismes es va produir mitjançant canvis bruscos i no per l’acumulació de canvis graduals.

6. El Començament de la Vida

Teoria de la Generació Espontània

Es pensava que la vida s’originava a partir d’objectes inanimats, i que seguia ocorrent en determinades condicions.

Proves que la van desestimar: Es va demostrar que les mosques que es trobaven en la carn descomposta provenien dels ous postos prèviament per altres mosques, i es va demostrar que els microorganismes tampoc no s’originaven per generació espontània amb l’experiment de Pasteur.

Teoria d’Oparin

Segons la qual la vida hauria sorgit mitjançant processos fisicoquímics ocorreguts en l’atmosfera primitiva terrestre:

1. Va tenir lloc una sèrie de reaccions químiques espontànies entre els components de l’atmosfera.
2. Reaccions que es van obtenir de les descàrregues elèctriques provinents de les tempestes, les intenses radiacions del Sol i les contínues erupcions volcàniques.
3. El vapor d’aigua de l’atmosfera es va condensar en baixar la temperatura i s’hi van produir pluges intenses que van formar els mars primitius, més calents i menys profunds.
4. Les molècules orgàniques formades es van unir i van fer molècules grans.
5. Es van aïllar del medi aquàtic a l’interior de coacervats.
6. Alguns estables es van dividir i van originar-ne d’altres similars, sintetitzant al seu interior molècules d’autoduplicació.

Hipòtesi Actual

Teoria d’Oparin però amb algunes modificacions. Haurien sigut necessaris determinats minerals per permetre que les molècules orgàniques petites s’unissin formant les molècules biològiques grans, per això, és més probable que la unió es produís en zones argiloses i no en l’aigua. El primer àcid nucleic aparegut seria l’ARN, més senzill, però més inestable que l’ADN que va sorgir després. Experiments comproven les primeres etapes de la hipòtesi però no la demostració completa; una de les dificultats és explicar la formació del primer organisme viu.

(Teoria de la Panspèrmia): atribueix el començament de la vida en el planeta a l’arribada d’espores o altres formes de resistència de microorganismes a l’interior de meteorits, i després del seu desenvolupament se’n formarien la resta dels éssers vius.