Evolució de la Vida: Evidències, Teories i Origen Humà

3 – Vida: Evolució

3.1 Evolució: Evidències (p.46)

S’estima que la quantitat total d’espècies que habiten la Terra pot estar entre 30 i 50 milions. Fins ara només se n’han catalogat 2 milions.

Totes aquestes espècies procedeixen d’avantpassats comuns que coneixem a través de les seves restes, els fòssils.

A partir de les primeres formes de vida, aparegudes fa 4.000 milions d’anys, aquesta enorme multiplicitat s’explica mitjançant el concepte d’evolució. En tenim 3 tipus de proves:

• Biològiques: basades en organismes actuals
• Paleontològiques: basades en els fòssils
• Moleculars: basades en la genètica

Proves biològiques:

- Estructures anatòmiques molt semblants entre animals diversos fan pensar en adaptacions d’una única anatomia, la de l’avantpassat comú. Ex.: les extremitats de rèptils o mamífers i les ales dels ocells comparteixen semblances entre si i amb el seu antecessor comú, un peix anomenat eustenopteron ja desaparegut.

- Òrgans vestigials: parts del cos sense cap utilitat en l’espècie actual, indiquen també l’existència d’antecessors. Ex.: l’ésser humà té més de 100 estructures vestigials (apèndix, còccix,...).

Proves paleontològiques:

Constituïdes pels fòssils: restes petrificades o conservades d’organismes d’altres èpoques o de la seva activitat (empremtes, excrecions,...). Cal remarcar els fòssils que representen les formes de transició entre grups diferents (ixtyostega, espècie entre peixos i amfibis).

S’han classificat uns 300.000 fòssils diferents però s’aventura que han estat vora 2.000 milions les espècies que han poblat la Terra en el passat, és a dir, s’han trobat fòssils només d’una de cada 7.000 espècies. Però aquesta petita mostra és suficient per plantejar l’arbre de l’evolució de la biosfera.

Proves de la biologia molecular:

- L’ADN: tots els organismes vius tenen el mateix sistema de transmissió de la informació genètica i comparteixen les mateixes proteïnes (tots les sintetitzen a partir dels mateixos 20 aminoàcids) i reaccions químiques.

- Per anàlisi del material genètic de diferents espècies es pot establir el grau de parentiu evolutiu entre elles: la diferència entre l’ADN humà i el del ximpanzé és de poc més d’1 per cent.

3.2 Evolució: Teories

• Teories fixistes: Creacionisme.
• Disseny intel·ligent.
• Lamarckisme: (Lamarck, principis s.XIX) és la primera teoria transformista, segons la qual les espècies s’anaven transformant d’unes en altres al llarg del temps.

Les causes serien:

- L’existència d’una tendència cap a la complexitat: l’evolució se segueix des de les espècies més senzilles a les més complexes per un “impuls intern” cap a la perfecció.

- La necessitat d’adaptació dels éssers vius als canvis ambientals: principi de l’ús i el desús dels òrgans dels éssers vius. “La funció fa l’òrgan”. L’ús els desenvolupa i el desús els atrofia i acaba per fer-los desaparèixer.

- L’herència dels caràcters adquirits: els canvis que experimenten els individus al llarg de la seva vida per tal d’adaptar-se al medi es transmeten als descendents.

Problemes fonamentals de la teoria:

- No explica com es poden heretar els caràcters adquirits (avui sabem que els caràcters adquirits en el decurs de la vida no s’hereten).

- No es confirma l’existència d’una tendència cap a la complexitat en els éssers vius. L’evolució no és determinista.

• Darwinisme: (C. Darwin, “L’origen de les espècies”, 1859).

Teoria que explica l’evolució de les espècies.

Va néixer de l’observació de la gran diversitat d’espècies a les illes Galápagos. Malgrat la proximitat de les illes moltes de les espècies tenien notables diferències.

Per exemple, va trobar 14 espècies diferents adaptades de pinsans. Darwin no trobava raonable que tantes formes diferents d’un mateix organisme en una zona tan reduïda fossin el resultat de nombrosos actes de creació. Més aviat va pensar que la diversitat devia ser fruit de l’adaptació als diferents hàbitats de cada illa dels descendents de les primeres espècies que hi van arribar.

Segons Darwin, el mecanisme de l’evolució es basa en 3 aspectes fonamentals:

- Les espècies tenen una elevada capacitat reproductora, però el creixement de la població és limitat per l’escassetat dels recursos alimentaris (això va portar Malthus a postular la idea de la “lluita per la supervivència”).

- La variabilitat de la descendència: dels organismes que es reprodueixen sexualment, tots els descendents són diferents entre si. Alguns seran més aptes per suportar determinades condicions ambientals.

- La selecció natural: si les condicions ambientals són hostils (la limitació de recursos ho fa ser així), la lluita per la supervivència fa que s’eliminin els individus menys aptes i que sobrevisquin els més ben adaptats. Així, els individus més aptes són els únics que es reprodueixen i, per tant, transmeten les seves característiques a la generació següent. Després de moltes generacions, això causa la desaparició de les característiques desfavorables i l’acumulació de les característiques favorables en relació amb el medi en el qual els organismes viuen. Apareixen noves espècies diferents.

El darwinisme doncs rebutja la idea de l’adaptació com un procés de reacció de l’organisme davant d’un canvi ambiental.

Segons el darwinisme, la variabilitat possibilita que hi hagi individus preparats per enfrontar-se a canvis en l’ambient (o a condicions hostils).

Darwin no va saber mai quin era l’origen de la variabilitat en la descendència, de fet va admetre l’herència dels caràcters adquirits. Avui sabem que les causes de la variabilitat són la mutació i la recombinació genètica.

- Recordem com es defineix espècie: conjunt d’individus capaços de reproduir-se entre si i de tenir descendència fèrtil.

• Neodarwinisme (teoria sintètica)

- El procés evolutiu es basa en els principis darwinistes de la variabilitat de la descendència i la selecció natural.

- Els gens, unitats d’informació genètica constituïdes pel DNA, determinen els caràcters hereditaris.

- La variabilitat de la descendència és causada per la mutació i per la recombinació genètica.

- Les mutacions ocorren a l’atzar i són preadaptatives, és a dir, creen la variabilitat sobre la qual, després, actuarà la selecció natural.

- Evolutivament, les poblacions són més importants que els individus. Aquests moren i, amb ells, els seus caràcters, moren amb el mateix genotip amb el qual van néixer. Les poblacions, en canvi, perduren i van canviant a mesura que varien les freqüències dels gens.

- Per què una població arribi a formar una nova espècie ha d’estar aïllada de les altres poblacions.

• Sobre l’aïllament de les poblacions

3.3 – Les extincions

Constantment s’estan extingint espècies; però durant la història de la vida hi ha hagut moments de desaparició de moltes espècies: les extincions massives.

• La que va afectar un major nombre d’espècies va tenir lloc fa 252 milions d’anys. Es creu que va desaparèixer la meitat de totes les espècies que hi havia a la Terra. La hipòtesi més recent ho atribueix a una catàstrofe per anòxia (falta d’oxigen a l’aigua marina) com a conseqüència de l’efecte dominó provocat per una llarga etapa de vulcanisme intens:

Vulcanisme → escalfament → disminució de la solubilitat de l’oxigen en l’aigua → anòxia

→ extinció massiva

• Una altra va succeir fa 65 milions d’anys i va causar l’extinció dels dinosaures i moltes altres formes de vida.

Un asteroide de la mida d’una muntanya va caure al sud de Mèxic i va provocar una catàstrofe ambiental. Grans canvis de temperatura van exterminar les espècies que necessitaven més aliments i una temperatura més estable, els dinosaures entre altres.

Com sabem que va caure un asteroide?

El 1980 es va descobrir a Itàlia una capa d’argila de 5 mm de gruix amb un alt contingut d’iridi i osmi, elements molt rars a la Terra però freqüents en meteorits i, per tant, en els asteroides, dels quals procedeixen. Aquesta capa d’argila amb iridi existeix arreu del planeta però al Carib té 50 cm de gruix en lloc de 5 mm.

Per sota d’aquesta capa d’argila apareixen fòssils de dinosaures, però per damunt no s’observa cap tipus de fòssil.

Això unit al descobriment del cràter Chicxulub (Mèxic) el 1990, suggereix que es va produir l’impacte d’un gran asteroide.

A conseqüència d’això es va aixecar un immens núvol de pols que va cobrir el planeta: es va bloquejar el pas de llum, va disminuir l’activitat fotosintètica i la temperatura va baixar de forma global. La capa d’iridi es va formar quan es va assentar la pols.

3.4 – L’origen de l’ésser humà

El registre i la datació de fòssils humans així com l’estudi del DNA antic han permès establir l’arbre evolutiu i la seva localització.

En un molt breu resum, l’arbre evolutiu que va donar lloc a l’espècie humana és:

S’estima que fa vuit milions d’anys va començar la formació de la Vall del Rift, una gran escletxa a l’est del continent que el va separar en dues parts desiguals. Aquest canvi de relleu va modificar el clima de l’Àfrica oriental i va convertir la selva en sabana.

A la selva hi vivien grups de l’ordre dels primats, antecessors de la família hominids a la qual pertanyem els humans, que agrupa els gèneres australopithecus i homo.

El canvi climàtic va impulsar alguns primats a modificar els seus hàbits: per recollir aliment en un paisatge obert, com la sabana, la postura bípeda té avantatges sobre la quadrúpeda. Així, els mutants de tendències bípedes tindrien avantatge. Sabem que fa vora 4 milions d’anys ja hi havia éssers bípedes, els primers australopithecus.

- Homo habilis: el primer fabricant d’eines – primer ésser humà

- Homo ergaster: (treballador). Gran viatger. Va arribar a la Xina fa 1,5 milions d’anys.

- Homo neanderthalensis: extingit fa 35.000 anys.

L’espècie humana té l’origen a l’Àfrica.

Les primeres espècies del gènere Homo van aparèixer a l’Àfrica fa 2,3 milions d’anys. Posteriorment es van expandir per Euràsia i finalment Amèrica del Nord.

Al continent africà també es va originar fa 200.000 anys la nostra espècie, l’Homo sapiens. Els fòssils més antics d’Homo sapiens van ser trobats a l’Àfrica i tenen una antiguitat de 130.000 anys.

Durant el procés de l’evolució humana, l’hominització, la selecció natural va actuar de manera que es van seleccionar caràcters biològics que afavorien:

- La posició erecta o bipedisme

- L’augment de la capacitat craniana

- La mà prènsil capaç de manipular objectes,

- L’aparició del llenguatge articulat

La posició erecta va permetre l’alliberament de la mà que, amb el polze oposable, va ser capaç de manipular objectes amb precisió.

Canvis posteriors en l’aparell fonador van permetre la progressió del llenguatge.

L’encefalització, augment progressiu del volum i les funcions cerebrals, és el caràcter que més extraordinàriament es va desenvolupar entre els humans. Aquesta evolució estava relacionada amb la complexitat del sistema nerviós, implicada en la manipulació d’estris, en el llenguatge i en la capacitat d’aprendre.

Però, l’espècie humana no és la culminació de l’evolució. Des del punt de vista científic no té sentit parlar d’organismes més evolucionats que altres. La selecció natural ha actuat afavorint el desenvolupament de certs caràcters biològics d’una manera diferent en cada ésser viu.

Cal esmentar també el procés d’humanització que ha experimentat la nostra espècie, és a dir, d’evolució cultural (l’ús del foc, la fabricació d’eines i armes, objectes de ceràmica i les manifestacions artístiques).