6. El origen del darwinismo | 🐵 Evolución | Joseleg

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 La biodiversidad de seres vivos en las islas británicas es baja, los historiadores naturales tendían a caminar horas y horas para ver algún insecto interesante, pero eso no es así en la selva húmeda tropical del Amazonas, cuando Darwin la visitó se quedó absorto ante tantos colores y formas extraños, siendo incapaz de prestar atención a un insecto exótico, pues este caminaba sobre una flor extraña. Al inicio de su viaje Charles Darwin modelaba la naturaleza en base a dos ideas:

Figura 26.  El gliptodonte. Glyptodon (griego para «diente con surco o esculpido») es un género extinto de un gran mamífero acorazado perteneciente a la subfamilia Glyptodontinae, emparentado con los armadillos que vivió durante la época del Pleistoceno. Era aproximadamente del mismo tamaño y peso que un Volkswagen Escarabajo, aunque de forma más aplanada. Con su caparazón óseo redondeado y extremidades agazapadas, recuerda superficialmente a las tortugas, y a los dinosaurios anquilosaurios, como ejemplo de la evolución convergente de linajes distantes hacia formas similares.

El fijismo que significa que las especies creadas por Dios no habían cambiado desde el inicio de la creación.

La teleología que implicaba que cada adaptación había sido creada con un propósito por Dios para su supervivencia o para el disfrute de los seres humanos.

Durante su viaje Darwin visitó las costas de Uruguay y Argentina, por dos razones, la primera era que tenía fuertes mareos en el mar y la segunda era para investigar la fauna local, pero lo que llamó su atención eran los fósiles. Muchos de ellos como el gliptodonte (género Glyptodon spp.) y el megaterio (género Megatherium spp.) parecían versiones gigantes de los armadillos y perezosos que habitaban esas tierras. El dato más relevante era el hecho de la extinción, evidentemente eran especies que fallaron para sobrevivir, ¿Cómo explicar la extinción desde el punto de vista de un diseño inteligente? (Charles, 2008; Vizcaíno, Fariña, & Fernicola, 2009).

Figura 27.  Megaterio. El Megatherium fue un mamífero extinto del orden Pilosa. Es también conocido como el perezoso terrestre gigante y se halló desde Argentina hasta Texas, poseía unas impresionantes dimensiones, de hasta 6 metros en los adultos. Su sólido esqueleto y su fuerte pelvis, excepcionalmente ancha, indican que un animal de movimientos lentos, podía erguirse sobre las patas traseras, en esa posición era más alto que un T.  rex y podía sentarse sobre los cuartos traseros mientras con las extremidades anteriores arrancaba hojas, pero su dieta no consistía sólo en eso, era omnívoro. De este animal, como del Nothrotheriops, también se han hallado esqueletos completos y restos momificados que aún conservan piel, carne y pelo adheridos a los huesos.

Darwin amaba el estilo de vida de los gauchos argentinos “vaqueros y pastores de las planicies” y cuando exploró con ellos se encontró con un fenómeno desconcertante, las especies hermanas. Las especies hermanas son dos especies muy similares entre sí y que viven muy cerca la una de la otra. En este caso eran dos especies de ñandú que actualmente se conocen como Rhea americana y Rhea pennata, la segunda especie fue la descrita por Darwin y también es conocido como ñandú petiso o ñandú de Darwin (Charles, 2008).

Figura 28.  Especies complejas y Darwin. Los ñandúes y su obvia relación con los avestruces fueron uno de los primeros contactos que tuvo Darwin con el problema de las especies complejas-complejos de especies.

Darwin encontró un problema con la creación especial, un diseñador no tendría problemas para diseñar estructuras específicas para funciones específicas, sin embargo, las aves patagónicas podían emplear una estructura específica “el ala aviar que es un quiridio con tres dedos” como alas, remos y aletas de estabilización, en otras palabras, no había función específica. Darwin estaba contrariado con dos fuentes de información opuestas. El pato vapor Tachyeres pteneres es evidentemente un pato, pero es incapaz de volar, lo cual sugería que era una especie que había perdido dicha capacidad recientemente ya que aún tenía alas (Charles, 2008).

Pero en los registros históricos humanos, aun desde las primeras civilizaciones, daban constancia de que los animales no habían cambiado. ¿Cómo conciliar estas dos fuentes de información? Los fósiles de ostras de aguas poco profundas encontrados en las cercanías y altitudes del Monte Aconcagua en Argentina en principio no eran problemáticas dado el mito del Diluvio Universal, el problema es que tantas ostras no podrían crecer en un mismo lugar en solo 40 días, al ser animales que no se mueven fácilmente, requieren tiempo para colonizar. Darwin tuvo que emplear las sugerentes hipótesis de Charles Lyell que sostenían que las montañas podían formarse desde el océano muy lentamente por fenómenos ordinarios como sismos, los volcanes, la erosión y la sedimentación. Darwin mismo recibió reporte de que la roca se había elevado 3 metros sobre el mar (Charles, 2008).

   Figura 29.  El pato vapor. Tachyeres pteneres, o pato vapor porque al nadar sobre el agua parecía un barco de vapor de la época fue uno de los más grandes problemas para un Darwin defensor del diseño inteligente, pues las alas y su forma de nado no eran eficientes.

Debido a lo que Charles Darwin se encontró en las montañas de los Andes y de las ideas de Charles Lyell tuvo que sondear la inquietante idea de que la edad del mundo era mucho mayor que unos 4000 años como había creído hasta ese momento. La siguiente parada fue en las islas Galápagos en el Ecuador. Esta es quizá la parada más famosa y envuelta en leyendas, nadie se pone de acuerdo en que especie de aves fue la que capturó la mente de Darwin, algunos dicen que fueron los pinzones, los sinsontes, los ruiseñores o los picogordos, y la realidad es mucho más complicada ya que solo de pinzones hay 14 especies solo en las Galápagos. Todos son sin embargo aves cantoras pequeñas clasificadas en el suborden Passeri que significa “con forma de gorrión” (Charles, 2008).

La clave de la biodiversidad de las Galápagos era que cada islita tenía su propia colección de aves, sucedía lo mismo con pinzones, sinsontes, ruiseñores. De hecho, el mismo patrón se repetía con reptiles que no podían volar como las Pinzones.  

A Darwin también le interesó la biogeografía de las islas, especialmente de las islas generadas por atolones de coral aislados de los continentes. En los corales alrededor la biodiversidad era inmensa, pero sobre las islas era pobre. La hipótesis más aceptada era que en lugares aislados Dios había generado centros de creación independientes, con su propia diversidad, la pregunta era ¿Por qué en islas cercanas al continente Dios había creado más diversidad como en las Galápagos, pero en islas aisladas del continente, la diversidad creada por dios era más pobre? La respuesta de Darwin a la pregunta anterior fue ignorarla por completo y generar una explicación completamente naturalista. Esto implicaba que las plantas y animales terrestres debieron haber llegado de otras regiones y solo los que podían cruzar las barreras geográficas podían hacerlo. El principal problema o la principal consecuencia de la idea anterior radicaba en que las especies de las islas eran un poco diferentes de las de los continentes, lo cual a su vez implicaba que las especies de las islas habían cambiado al aislarse, la palabra para describir el cambio a través del tiempo que empleó fue transmutación, pero actualmente la llamamos “Evolución” (Charles, 2008).

Figura 30.  Sinsontes o pinzones de Darwin. Hablando de especies complicadas, pues, si se parecen, pero a Darwin le interesaron los sinsontes (arriba), no los pinzones (abajo).  De las cuatro especies del complejo de sinsontes  Nesomimus spp., de las Galápagos, Darwin capturó tres. Posteriormente los pinzones ganaron más notoriedad ya que su complejo de 14 especies era más complicado y gradual.

En cuanto Darwin analizó la biodiversidad que vio en su viaje en base a la idea de linajes de seres vivos que, al aislarse en diferentes territorios por medio de océanos o ríos, pudo plantear una relación o explicación común, el mismo fenómeno podía aplicarse a los ñandús, a las aves de las Galápagos, a las especies que había aisladamente en las montañas, pero al considerar que lo mismo sucedía en los seres humanos se dio cuenta de que le traería más de un problema.  Las claves de la nueva hipótesis de Darwin recaían en una gran cantidad de tiempo, en la capacidad interna de las especies para cambiar con el tiempo, y en algún mecanismo naturalista que causara que algunas se extinguieran mientras que otras fueran exitosas por algún tiempo. El único esquema o gráfica que Darwin planteó en sus escritos originales fue un diagrama de árbol ramificado “en la actualidad lo llamamos dendrograma”, en el que las especies se diversifican generando nuevas especies. El mecanismo evolutivo propuesto por Darwin se basa en un fenómeno intrínseco a las especies y otros que son externos a ellas. El fenómeno interno es que toda especie tiene la capacidad de reproducirse más rápido que sus recursos como el alimento y el resguardo. Los fenómenos externos a las especies se conocen en la actualidad como interacciones ecológicas: relación depredador-presa, competencia, comensalismo, mutualismo, parasitismo entre otras. La suma de las interacciones como la depredación y el parasitismo controlan las poblaciones y las especies, seleccionando naturalmente aquellos individuos más adaptados a un ambiente cambiante. A esta idea se la conoce como la Selección Natural (Charles, 2008).

Figura 31.  YouTube:  El origen de las especies: construyendo una teoría | HHMI BioInteractive Video.

Wallace era una generación más joven de Darwin y no conocía la respuesta a la gran pregunta de la historia natural de la época ¿de dónde surgen las especies? Aunque Darwin había encontrado la respuesta tuvo miedo de sus repercusiones y no publicó nada. Alfred Rusell Wallace se embarcaría en su propio viaje de exploración, esta vez a las islas de Malaysia que se encuentran entre el sudeste de Asia y Australia, allí se encontraría con una serie de paradojas sobre la biogeografía, es decir sobre el modo en que los seres vivos se distribuyen geográficamente (Rubin, 2013).

Figura 32.  Wallace y las especies complejas. Al igual que con Darwin, Wallace solo pudo analizar una fracción de la diversidad, que sin embargo le hubiera dicho la misma historia, la de un complejo de especies que se desarrollan en aislamiento generando características únicas.

El complejo de especies que capturó la atención de Wallace fueron las mariposas alas de pájaro (género Ornithoptera spp.,). Un complejo de especies son un grupo de especies muy semejante que a primera vista parecen ser una sola, pero en realidad son especies hermanas estrechamente relacionadas evolutivamente. El patrón de distribución de las mariposas alas de pájaro es semejante al de los animales de las islas Galápagos, en aislamiento lo que parecería ser una misma especie se diversifica de manera independiente, por lo que se puede reconocer de que isla pertenece un determinado espécimen solo por su apariencia externa. Al ser un mismo patrón, Wallace concluyó lo mismo que Darwin sin saberlo, debió haber una sola especie de mariposas alas de pájaro que se aisló en diferentes especies cuando las islas se separaron generando especies hermanas, en resumen, las especies cambian (Rubin, 2013).

Figura 33.  Sin especies complejas no hay teoría evolutiva, Wallace es un ejemplo de por qué no pudo haber verdadero evolucionismo antes de la edad de la exploración, sin un conocimiento realista de la diversidad y distribución de los seres vivos, detalles como la ley de Wallace de sobre donde surgen las especies no serían evidentes.

La ley de Wallace establece que las especies hermanas evolutivamente deben distribuirse biogeográficamente de manera muy cercana “no al azar”, aunque separadas por barreras reproductivas como ríos, océanos y montañas. A demás establece que los cambios de cada población aislada si son al azar, de lo contrario animales como el jaguar y el tigre que son similares entre si y viven en ecosistemas semejantes serian exactamente iguales, lo mismo sucedería con cacatúas y las guacamayas, si los cambios no fueran al azar ambos linajes aislados deberían verse exactamente igual. La consecuencia de la ley de Wallace era que todas las especies debían estar emparentadas y que esto podía representarse por medio de un árbol de ramificaciones, en la que cada rama representa un linaje, del cual pueden surgir otros o extinguirse. Una consecuencia era la existencia de organismos transicionales, por ejemplo, entre ballenas completamente adaptadas al mar y animales terrestres, sin embargo, aún hoy viven animales con diversos grados de adaptación gradual al mar como las nutrias, las focas, los leones marinos y los manatías.  Wallace también se encontró una frontera invisible en las islas malayas, en el oeste vivían primates euterios en los árboles y en el este, canguros arborícolas marsupiales, esta frontera fue llamada la línea de Wallace (Rubin, 2013).

Figura 34.  La catástrofe de Malthus. La selección natural surge como un modelo que relaciona a las poblaciones reproductivas y variantes con el equilibrio natural y la crueldad de las interacciones ecológicas. Los seres vivos luchan por la existencia, muchos mueren para mantener el equilibrio, los que sobreviven lo hacen porque tienen cuerpos superiores a los de sus compañeros en cada generación.

Wallace sabía que los individuos de una misma especie son todos diferentes, y esto plantea diferencias en sus interacciones ecológicas, algunos pueden defenderse mejor de los depredadores, otros son mejores competidores y otros resisten mejor a los parásitos. Aquellos que con su variación especial pueden enfrentar de mejor forma a la suma de las interacciones ecológicas sobrevivirá y pasará su especial combinación exitosa a la siguiente generación. La suma de las interacciones ecológicas se conoce como la Selección Natural. Debido a que las especies son super-fecundas y a la “ley de Malthus”, una combinación de caracteres exitosa se multiplicará en la población rápidamente con algunas variaciones nuevas en cada generación lo que reinicia el ciclo de selección (Rubin, 2013).

En ciencia quien publica primero se lleva el prestigio, sin embargo, a defenecía de otros casos como el de Carl Correns y Hugo de Vries o el de Isaac Newton y Gottfried Leibniz que se enfrascaron en amargas disputas de prioridades; Darwin y Wallace decidieron publicar conjuntamente en 1858, aunque Wallace siempre reconoció que Darwin tenía más datos y llevaba más tiempo estudiando esta nueva teoría. Darwin publicaría los frutos de 20 años de esfuerzos en El origen de las especies (1859), mientras que Wallace continuaría robusteciéndola con los años, publicando un resumen de su obra en un libro dedicado al viejo maestro que llamó Darwinismo (1889), el mismo año en que la genética clásica nace realmente de la mano de Hugo de Vries y Carl Correns (Rubin, 2013).

El origen de las especies

A diferencia de Wallace, Darwin soportó sus afirmaciones con un gran cuerpo de hechos llevados a cabo más que todo mediante experimentos de crianza selectiva y registro fósil. También proveyó observaciones directas de organismos que existían en sus ambientes naturales. Este reporte fue hecho principalmente en la obra magna de Charles Darwin, publicada un año después del artículo original sobre la selección natural ante la comunidad científica. Junto con los Principia de Newton, esta obra marca el inicio de una revolución científica que no deja de causar polémicas aun hasta nuestros días, su nombre es: El Origen de la Especies, Mediante la Selección Natural. El contenido del texto pude dividirse en las siguientes secciones:(Kutschera & Niklas, 2004).

Figura 35.  El Origen de las Especies. —título original en inglés: On the Origin of Species— es un libro de Charles Darwin publicado el 24 de noviembre de 1859, considerado uno de los trabajos precursores de la literatura científica, el fundamento de la teoría de la biología evolutiva, y la fundación de la biología como ciencia no teológica.

·       La descendencia común: La idea de que todos los seres vivos están emparentados entre sí.

·       El origen de las variaciones: el aspecto más débil del texto, ya que se emplean hipótesis como la lamarkiana para explicar la herencia de los caracteres y su cambio entre generaciones.

·       La aparición de variedades mediante la variación y la selección natural.

·       El concepto de selección natural.

·       El cambio gradual de una variedad en otras en base a datos biogeográficos y de aclimatación de variedades a diversas condiciones.

Darwin critica en concepto morfológico de especie, debido a múltiples casos en los que individuos con morfologías “polimórficos” diferentes se pueden reproducir entre sí; los ciclos de vida; los dimorfismos sexuales entre otros. Sin embargo, de forma similar a la variación, no se da un concepto claro.

Figura 36.  Controversia social. Las alas conservadoras de la sociedad victoriana apreciaban la competencia, pero no pudieron aceptar el hecho de que el ser humano estuviera atado al mismo orden que los demás seres vivos, por lo que las ideas de Darwin fueron mal recibidas en esta área de la población imperial.

Características de la primera teoría de la evolución

Treinta años después, el codescubridor de la selección natural publicó una serie de lecturas bajo el título de Darwinismo (Wallace 1889), que trataba de los mismos tópicos que Darwin pero a la luz de hechos y datos que eran desconocidos por Darwin que había muerto en 1882. Un análisis comparativo entre Darwin y Wallace revela que las contribuciones de Wallace fueron más significativas de lo que usualmente es reconocido. Por lo anterior se ha propuesto que la selección natural sea reconocida con el principio de Darwin-Wallace. Aunque Darwin es usualmente acreditado como el autor principal de la teoría evolutiva, Erns Mayr señala que no es correcto referirse a “la teoría Darwiniana de descendencia con modificación” (la palabra evolución no aparece en el artículo original de Darwin y Wallace, solo en posteriores ediciones de El Origen de las Especies y en el libro de Wallace, Darwinismo) Si igualamos la palabra Darwinismo con el contenido del libro El Origen de las Especies, podemos distinguir entre cinco conceptos separados (Kutschera & Niklas, 2004):

1.    La evolución en sí. Las especies no son entidades fijas, son un conjunto de poblaciones con una estructura interna diferenciada. Los individuos son diferentes entre sí, y esta variación es heredable. Esto hace que cada generación sea un poco diferente de la anterior.

2.    Todos los seres vivos descienden de uno o unos pocos ancestros comunes.

3.    Para que una especie se convierta en dos deben darse unas condiciones específicas como el aislamiento reproductivo y el tempo necesario para que sutiles diferencias de tipo continuo se acumulen.

4.    El proceso de acumulación de cambios continuos más selección natural conlleva a la formación de nuevas especies.

5.    La selección natural emerge de la lucha por la existencia de una especie que se encuentra al borde de la catástrofe malthusiana, solo aquellos capaces de vencer en esa lucha pueden pasar sus rasgos a la siguiente generación.

El problema de la primera teoría de la evolución

El problema fundamental con la primera teoría de la evolución es que en realidad no explicaba cómo se origina una especie, además de que la base de este problema era la carencia de una teoría de la herencia que permitiera explicar cómo operaba la selección natural al interior del material hereditario. Y no es que la explicación estuviera cerca, aunque el artículo de Mendel de 1866 estuvo enmarcado en el mismo periodo de tiempo que los trabajos de Darwin y Wallace (1858-1859), estos nunca entraron en contacto. Adicionalmente Mendel tuvo muy poco aporte, ya que la teoría de la genética clásica tal como la entendemos fue formulada entre los años de 1890-1910. Sin una teoría de la herencia sólida, la teoría de la evolución de Darwin siempre estuvo coja, e incluso durante los años de 1900-1910 gran parte de la comunidad científica expresaba serias dudas sobre su utilidad, denominándose a ese periodo como el ocaso del darwinismo (Kutschera & Niklas, 2004).