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Evolución Autor: Alejandro Fatouh

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Historia del pensamiento evolutivo. Transformismo y Fijismo. Lamarck, Darwin, Teoría Sintética

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Evolución

Autor: Alejandro Fatouh

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La Teoría de la Evolución

La Teoría de la Evolución constituye junto con la Teoría Celular una de las piedras angulares de la biología moderna. En última instancia todo proceso biológico puede ser contemplado bajo el prisma de la evolución. A pesar de esta importancia crucial de la evolución en las ciencias biológicas, existe un profundo desconocimiento de los mecanismos y procesos de la teoría de la evolución. Es más, la vulgarización de muchos de los conceptos ligados a la teoría evolutiva hacen que sean comunes los errores de concepto acerca de la teoría evolutiva. Y no solo en el público en general, sino también en los propios profesionales.Aunque la diversidad orgánica se ha intentado explicar desde distintos ámbitos, sólo la Teoría de la Evolución, da una explicación aceptada por el conjunto de disciplinas científicas. Esta teoría representa el conjunto de leyes y principios que explican el origen de las especies y su enorme diversidad (Biodiversidad Específica), entendiendo el término evolución, no como progreso en una dirección determinada, sino como cambio en las especies, sin más objetivo que el de mantenerse vivas.

Algunos de los argumentos erróneos son:1. El hombre desciende del mono2. La supervivencia del mas fuerte3. El hombre va a evolucionar en un súper–hombre4. La evolución es una mejora de la especie5. El hombre es la especie mas evolucionada

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Aspectos Históricos de la Teoría de la EvoluciónHasta los siglos XVl y XVll, la explicación bíblica del origen de las especies era la aceptada. Sin embargo, las revoluciones científicas producidas en los siglos XVl y XVll pusieron de manifiesto que el universo no estaba hecho a la medida del hombre ni representaba una estructura estática e inamovible. Este cambio en el panorama de la realidad favoreció el desarrollo del clima necesario para la aparición de hipótesis “sensatas” sobre el origen de las especies.El contexto histórico del Siglo XIX creó unas condiciones propicias para el desarrollo de la Teoría de la Evolución. Por un lado, el problema del origen de los seres vivos ya estaba en el aire desde antes de Lamarck y la presencia de fósiles suponía una evidencia difícil de explicar de un modo satisfactorio.Por otro lado durante el siglo XIX se recorrió todo el mundo estudiante su flora y su fauna, no sólo por afán de conocimiento puro, sino para buscar nuevas fuentes de recursos. De este modo, se pudo observar la tremenda diversidad de seres vivos, así como la existencia de patrones en la distribución de las especies. Por otra parte, la geología, a través de Charles Lyell se planteaba sus dudas sobre la antigüedad de la tierra, y, se empezaba a sentir la influencia crucial de un trabajo publicado en 1798 por el economista británico Thomas Robert Malthus, quién afirmaba que la población siempre aumentaba más rápido que los recursos disponibles, lo cual llevaba a que algunos sobrevivieran y muchos muriesen. Este ensayo fue importante para explicar el mecanismo de la evolución.

Thomas Malthus (1766- 1834). Introduce la noción de la supervivencia de los más aptos, al concluir que el crecimiento de la población supera a la disponibilidad de recursos alimentarios.

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Transformismo Vs. Fijismo

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Fijismo

El Fijismo es una corriente de pensamiento que sostiene que las especies actualmente existentes han permanecido básicamente invariables desde la Creación. Las especies serían, por tanto, inmutables, tal y como fueron creadas por un Ser Superior. El fijismo describe la naturaleza en su totalidad como una realidad definitiva e inmutable. Esta creencia se opone a la teoría de la evolución y está muy relacionada con el Creacionismo, cuerpo teórico principalmente cristiano, que sostiene que el universo fue creado por Dios tal y como lo conocemos. Siguiendo la Biblia, algunos defensores de estas teorías datan incluso la creación del universo en una fecha extremadamente cercana, alrededor de seis mil años, dando incluso el día y la hora a la que se produjo.

Georges Louis Leclerc, Conde de Buffon (1707 – 1788) fue un naturalista francés que navegaba a dos aguas entre el fijismo y el transformismo. De todas formas, su transformismo no alcanzaba nunca el status de una teoría coherente de la evolución, sino que mas bien era una expresión de la «degradación» de los organismos a partir de un tipo ideal original, «todos los animales proceden de uno solo que en el curso de las edades ha producido, al perfeccionarse y degenerar, todas las razas de los demás animales».

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El zoólogo y naturalista Georges Cuvier (1769-1832), impulsor de la anatomía comparada y de la paleontología, fue otro de los científicos ilustres que se posicionaron a favor del fijismo. Ante el incesante descubrimiento de fósiles de especies desaparecidas, Cuvier fue el padre de la hipótesis fijista conocida como Catastrofismo, formulada para explicar la diversidad de los organismos fósiles que contradecían el fijismo y algo más creíble que otras teorías, como la de la vis plásticas, que proponían los fósiles como caprichos de la naturaleza.Para los catastrofistas los fósiles serían restos de los seres vivos que perecieron en los diluvios bíblicos y fueron reemplazados por “versiones mejoradas” por un ser superior.

Fijismo y Catrastofismo

El fijismo como hipótesis científica no se formalizó hasta mediados del siglo XVIII en la obra de Carl von Linné o Linneo (1707-1778). El reconocido naturalista sueco, quien asentó las bases de la taxonomía moderna, desarrolló formalmente el fijismo; mantuvo que las especies se habían creado de forma separada e independiente y negó la posibilidad del origen común de los seres vivos. Hay que decir que el objetivo fundamental de Linneo era establecer la grandeza de Dios y de su creación, con lo que era consecuente.

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Transformismo

A medida que aumentaba el conocimiento del mundo natural, crecieron también las evidencias de que, en las especies, existía un buen número de variantes que se apartaban del “modelo de organismo” que determinaba la especie y que no eran meras degeneraciones abocadas a desaparecer. Las diferencias reales entre las especies, la constatación de desviaciones del patrón tipo (modelo), en forma de variedades dentro de ellas, llevó a la aparición del Transformismo, movimiento que surge al abrigo de disciplinas científicas como la Anatomía Comparada, la Embriología, la Fisiología o la Paleontología. Desde ellas se pone de manifiesto nuevas relaciones entre los seres vivos y comienzan a gestarse las primeras hipótesis propuestas por naturalistas como Pierre Lois Mreau de Maupertuis (1698 – 1759), imagen derecha o Erasmus Darwin (1731 – 1802), imagen izquierda, que abogan claramente por la idea de cambio, de la transformación de unas especies en otras y por el parentesco entre todos los seres vivos. No pasaron del terreno hipotético, pero sirvieron para crear un marco teórico adecuado en el que debatir los nuevos hallazgos.

Argumentos Transformistas1º) Las especies no eran inmutables.2º) La tierra presentaba un aspecto en el pasado muy distinto al actual.3º) En el pasado habían existido formas vivientes distintas a las actuales que coexistieron con otras que habrían perdurado hasta nuestros días.

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James Hutton (1728 – 1799), considerado el padre de la Geología, no estaba de acuerdo con planeta estático e invariable y rechazó el catastrofismo. Postuló la teoría del uniformismo, que consideraba que los procesos físicos que alteraban la superficie del planeta habían estado ocurriendo desde épocas remotas. La historia geológica de la Tierra podía considerarse como una sucesión continua de cambios lentos. Sus ideas fueron ignoradas por la sociedad de la época, pero su trabajo fue retomado y desarrollado por el geólogo Charles Lyell en el siglo XIX, con lo que cobraron mayor fuerza las ideas de los cambios geológicos graduales.El concepto de uniformismo sostiene que las fuerzas geológicas obraron en el pasado lo mismo que obran en el presente. Además agregó que los proceso de erosión, sedimentación, invasión y levantamiento, en el largo curso de las épocas explicaría la presencia de residuos fósiles en las capas geológicas superpuestas. La edad de la Tierra representó un obstáculo para las ideas de cambios graduales de la superficie terrestre y la evolución biológica.

Geología y Evolución. El Concepto de Uniformismo

A la Izquierda, James Hutton (1728-1799).A la Derecha, Charles Lyell ( 1797-1875).

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Jean-Baptiste de Monet, caballero de Lamarck

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Lamarck y la Evolución

La idea de que los seres vivos evolucionan proporcionó el marco conceptual que permitió entender el sentido de los nuevos conocimientos y explicaciones de geólogos y naturalistas, aunque los científicos del siglo XVIII no se mostraron demasiado inclinados por aceptarla.El más importante de los evolucionistas anteriores a Darwin fue el francés Jean-Baptiste de Monet, caballero de Lamarck, (1744 – 1829) quien había estudiado medicina y botánica y, en 1793, ya renombrado taxónomo, fue designado profesor de zoología en el Jardin de Plantes de París. Lamarck había advertido una clara relación entre los fósiles y los organismos modernos. A partir de estas observaciones dedujo que los fósiles más recientes estaban emparentados con los organismos modernos. Esbozó una teoría de la evolución biológica que se puede sintetizar como sigue:•Impulso vital. Todos los organismos poseen una ambición natural que los guía hacia la perfección. Una fuerza interior los lleva a ser cada vez mejores y más complejos.•Necesidades fisiológicas. Los cambios en el ambiente imponen nuevas necesidades y cambios de hábitos en los organismos.•Uso y desuso de los órganos. Las nuevas necesidades conducen a que ciertas partes del cuerpo sean más utilizadas que otras. Aquellos órganos que son más utilizados se desarrollan, en cambio, los órganos que no se utilizan se atrofian e incluso pueden desaparecer (la función crea al órgano).•Los nuevos caracteres se heredan. Los cambios o adaptaciones adquiridas durante la vida de un organismo pasan a sus descendientes (herencia de caracteres adquiridos).

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Lamarck plantea la primera hipótesis de la evolución detallada, sistemática y consistente en términos científicos. Propone la idea de que el medio ambiente, al imponer continuos desafíos a los que se deben enfrentar los organismos, provoca que las especies no sean estables a lo largo del tiempo y se transformen en otras nuevas en función de las condiciones ambientales para adaptarse a ellas. El organismo es sujeto activo en la evolución. A medida que el ambiente en que vive un organismo cambia, también lo hacen las necesidades de éste y con ello sus hábitos.La teoría de Lamarck fue criticada con vehemencia por la comunidad científica de su época, principalmente por Cuvier, quien, además de ser un científico de renombre, ocupó el cargo de Inspector General de Educación en Francia. Este y sus contemporáneos insistían en que las especies habían sido creado de manera independiente y que eran inmutables.La visión de Lamarck, basada en el proceso de herencia de los caracteres adquiridos, no era adecuada, pero su intuición general de que las especies evolucionan, bajo la presión del ambiente resultó correcta.

Lamarck y la Evolución

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1816 1854 1880

Charles Robert Darwin

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Charles Robert Darwin (1809-1882) fue un científico británico que propuso un nuevo mecanismo de evolución de las especies. Durante su juventud, realizó un viaje alrededor del mundo como naturalista, a bordo de la fragata “HMS Beagle” (imagen superior) tripulado por el Capitán Fitz Roy (imagen inferior). Este viaje, que duró cinco años (1831-1836), le permitió realizar numerosas observaciones clave para elaborar su teoría. A su regreso a Inglaterra, Darwin comenzó a clasificar, estudiar y relacionar la enorme colección de especies y de datos obtenidos durante el viaje. Comprendió que tal diversidad de vida era consecuencia de la evolución. Dos años después de su regreso, Darwin leyó el libro del clérigo y economista Thomas R. Malthus, “Ensayo sobre el principio de la población” (1798), que sostenía que la población humana crecía mucho más rápido que la disponibilidad de alimentos y, como resultado, la lucha por la existencia se volvería feroz. Para evitarlo, no había que implementar medidas de asistencia social y sí, en cambio, dejar que las hambrunas, las enfermedades y las guerras siguieran su curso para mantener el equilibrio. Este libro llenó a Darwin de pavor, pero ejerció una notable influencia en la gestación de su teoría evolucionista: extrajo el principio de la lucha por la existencia para aplicarlo a los animales y a las plantas en la naturaleza.

Darwin y La evolución

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El Viaje de Darwin

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La Teoría de la Evolución desarrollada por Darwin se basa en tres principios fundamentales.Variabilidad intraespecífica. Los individuos de una especie no son exactamente iguales entre sí, presentan pequeñas variaciones. Estas variaciones surgen en forma fortuita y son transmitidas a los descendientes.Superproducción. La fecundidad de la naturaleza lleva a que nazcan más individuos de los que el ambiente puede sostener. En consecuencia, se establece una lucha por la existencia, donde muchos mueren en forma precoz.Selección natural. Los individuos con variaciones favorables tienen más probabilidades de sobrevivir y de reproducirse con mayor frecuencia. Como resultado, en las siguientes generaciones habrá mayor proporción de individuos con variaciones favorables que aquellos con variaciones desfavorables, que tienden a desaparecer.La acumulación de variaciones favorables a lo largo del tiempo conduce a la transformación de una especie en otra.

Teoría Darwiniana de la evolución

En las poblaciones de la mariposa del Abedul europeo, (Biston betularia), existen dos colores comunes que se presentan como variaciones normales dentro de la especie. (Variabilidad intraespecífica)¿Cuál de estas mariposas del abedul de la fotografía tendrá mas chances de pasar desapercibida y evitar a los predadores? (Selección Natural)

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La selección natural es el conjunto de presiones externas e internas que provocan una tensión dentro de una comunidad específica afectando a cada individuo. Los organismos mejor adaptados (es decir con variaciones favorables) sobrevivirán a esas presiones, y los menos adaptados desaparecerán. Si un individuo posee una combinación propicia de características, entonces esas características serán transmitidas a su progenie, y aparecerán en una proporción mayor en las generaciones siguientes.

¿Cuál de estas mariquitas de la misma especie estará mas adaptada a su ambiente y podrá sobrevivirel tiempo necesario para dejar descendencia con sus características? ESO DEPENDE DEL AMBIENTE!

Selección Natural

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Tipos de Selección NaturalLa Selección Natural puede producir un desplazamiento direccional en la frecuencia de aparición de ciertas características en una población. De esta manera pueden ser seleccionadas favorablemente las características mas comunes ( a) Selección Estabilizante), las características menos comunes ( b) Selección diruptiva) o en particular una de las características menos comunes ( c) Selección Direccional). En los gráficos se aprecia las características en puntos rojos y la frecuencia la da la forma de campana (lo mas común en el medio y lo menos común hacia los costados).

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Selección Artificial

La selección artificial representa una de las evidencias más importantes que usó Darwin para avalar la idea de la transformación de las especies y una de sus fuentes de inspiración para postular el mecanismo de selección natural. Darwin denominó selección artificial a la selección realizada por el hombre de determinados organismos con características útiles para él. De este modo, el hombre puede producir artificialmente nuevas variedades de animales domésticos y plantas cultivadas, realizando cruzamientos de organismos con ciertas características útiles durante varias generaciones.

Mediante el mecanismo de selección artificial, el hombre ha obtenido las diversas razas de perros que hoy conocemos. Dichos perros tienen su origen evolutivo en el lobo

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La teoría de la evolución vendría de la mano de dos hombres de Ciencia de vidas muy dispares: Charles Darwin y Alfred Russell Wallace (1823-1913). Aunque prácticamente toda la fama ha correspondido a Darwin, lo cierto que los principios básicos de esta teoría fueron alcanzados de modo independiente por ambos autores.Wallace (en la imagen) llegó a las mismas conclusiones que Darwin trabajando en el archipiélago malayo y en la selva amazónica. En 1858, Wallace le envió una carta a Darwin con un resumen que pensaba publicar. En ese trabajo, también planteaba la evolución mediante la selección natural.Darwin, estupefacto, escribió a su amigo Charles Lyell: "jamás he visto una coincidencia tan asombrosa. Toda mi originalidad, sea cual fuere, quedará hecha añicos. Darwin no quería quitar mérito a Wallace, pero tampoco tirar por la borda más de veinte años de trabajo en el tema. Por consejo de sus amigos, acordó realizar, junto con Wallace, una presentación de sus hallazgos.Darwin y Wallace presentaron en forma conjunta, en 1858, ante la Sociedad Linneana de Londres, sus trabajos sobre la selección natural como el mecanismo que impulsa la evolución.

Alfred R. Wallace, Codescubridor de la Evolución por Selección Natural

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El 24 de noviembre de 1859, 23 años después de haber finalizado su famoso viaje alrededor del mundo, Charles Darwin publicaba la primera edición de su obra cumbre: Del Origen de las Especies. En los años posteriores a la publicación de la obra de Darwin, se generó un intenso debate sobre la existencia de la evolución. Esta teoría recibió duras críticas, pero lentamente se impuso: Darwin logró convencer a sus colegas de que las especies actuales proceden de otras especies.Sin embargo, el mecanismo de la selección natural no convenció al ambiente científico y fue resistido. Darwin encontró un verdadero problema al no poder explicar el origen de las variaciones en las características de los seres vivos y su transmisión a la descendencia.

Del Origen de las Especies

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Lamentablemente, durante los momentos más críticos de la discusión sobre la evolución, los trabajos en genética presentados en 1865 por Gregor Mendel, que podrían haber ayudado en esta discusión, pasaron totalmente inadvertidos. Fue necesario esperar hasta principios de siglo XX para que fueran tenidos en cuenta.En el año 1900, el científico holandés Hugo de Vries, junto con otros investigadores, redescubrió la teoría mendeliana de la herencia. Propuso un mecanismo evolutivo alternativo a la selección natural, basado en las mutaciones o alteraciones del material hereditario. Esto promovió la formación de dos bandos en disputa: por un lado, el mutacionismo, y por el otro, los seguidores del darwinismo.Hacia 1940, diversos aportes científicos propiciaron la combinación de los principios de la genética mendeliana con la Teoría de la Evolución de Darwin por medio de la selección natural. Esta síntesis se conoce como neodarwinismo o Teoría Sintética de la Evolución.

Críticas a la idea de Selección Natural

Distintos mutantes de Drosophila melanogaster, la mosca de la fruta. Este insecto es uno de los organismos mas utilizados en investigación en Genética.

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La Herencia y la Evolución

Uno de los puntos más débiles de la teoría de la evolución era explicar el modo en que las variaciones dentro de una población eran transmitidas a la descendencia. Curiosamente, al mismo tiempo que Darwin publicaba su libro y defendía la hipótesis de la evolución, en un monasterio austríaco, Gregor Mendel (1821-1884) estaba descubriendo el mecanismo por el cual se transmitían los caracteres hereditarios (imagen de la izquierda). Desgraciadamente, no fue hasta 1865 cuando enunció su teoría de la herencia. Pero, no fue hasta 1900 cuando estos conocimientos fueron redescubiertos por la ciencia de modo independiente por tres científicos.La teoría mendeliana permitió a la teoría de la evolución explicar estos mecanismos y surgió lo que se ha venido a llamar la teoría sintética. Esta teoría se mantuvo durante gran parte del siglo XX, hasta que la mejora de los conocimientos sobre la genética de poblaciones, el funcionamiento del ADN y los procesos adaptativos han permitido mejorarla.

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Teoría Sintética de la Evolución

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Teoría Sintética de la EvoluciónEsta teoría es el resultado de la síntesis de un grupo de biólogos: Theodosius Dobzhansky (genetista, 1937 en la imagen izquierda), Julian S. Huxley (1942), Ernst Mayr (sistemático, 1942 en la imagen central) y G. G. Simpson (paleontólogo, 1944 en la imagen derecha), elaborada a mediados del siglo XX, que se conoce también con el nombre de neodarwinismo, ya que combina las ideas de Darwin y Mendel, ampliando sus postulados e integrándolos con la Teoría Cromosómica de la Herencia, el concepto biológico de especie, la genética de poblaciones y la bioquímica.De acuerdo con la tesis neodarwinista, los fenómenos evolutivos se explican por la acción conjunta de pequeñas mutaciones fortuitas, recombinación de genes, selección natural y aislamiento reproductivo.Hoy en día, en su más amplio sentido, por Evolución se entiende un cambio en la frecuencia de los alelos en el acervo genético (conjunto de genes) de una población, atribuible a la reproducción desigual de los individuos.

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Teoría Sintética de la Evolución

En la primera mitad del siglo XX se suceden toda una serie de descubrimientos y aportes teóricos en el campo de la Genética, la Sistemática y la Paleontología que consolidan definitivamente la teoría de la evolución por selección natural. Asi, las variaciones sobre las que actúa la selección natural tienen su origen en pequeños cambios producidos por mutación en el material hereditario. La consecuencia de estos cambios es la aparición de nuevos alelos, los cuales se heredan independientemente, tal y como establecen las leyes de Mendel. De esta forma, la actuación de la selección natural conduce a que unos alelos tengan mayor representación que otros en la siguiente generación y esa alteración continua es una de las causas de la aparición de nuevas especies. La evolución pasa a ser considerada en términos de cambios en las frecuencias alélicas. De esta manera se logra desterrar para siempre del panorama evolutivo nociones tales como la herencia de los caracteres adquiridos o la tendencia hacia la perfección.

La maquinaria celular que copia el ADN algunas veces comete errores. Estos errores alteran la secuencia de un gen, y reciben el nombre de mutación. Hay muchos tipos de mutación. Una mutación puntual es una mutación en la cual una "letra" del código genético es cambiada por otra. Secciones de ADN pueden también ser borradas o insertadas en un gen; estas también son mutaciones. Finalmente, los genes o parte de ellos pueden llegar a invertirse o duplicarse.

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La Teoría Sintética de la Evolución se puede resumir en: 1. Las pequeñas variaciones de Darwin son explicadas por las mutaciones de genes. 2. La herencia de los caracteres adquiridos es definitivamente descartada 3. Las variaciones aleatorias (al azar) son consecuencia de la selección natural. 4. La evolución se da en un proceso gradual y es guiada por la selección natural.

La Teoría Sintética de la Evolución se basa, entonces, en tres principios fundamentales.Las Poblaciones. La evolución actúa sobre las poblaciones y no sobre los individuos.La Variabilidad. Las características de los organismos son heredadas en estructuras llamadas genes. Entre los individuos de una población existen diferencias debido a la presencia de múltiples alelos de un gen.El Motor de la Evolución. Además de la selección natural, existen otras causas que permiten la evolución, como las mutaciones, la migración y la deriva genética.

Teoría Sintética de la Evolución

Distintas variedades de zapallo, consecuencia de mutaciones.

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Modelo Gradualista. GradualismoLa Especiación (formación de nuevas especies) sucede por la acumulación de innumerables, aunque pequeñas diferencias genéticas entre dos poblaciones que, poco a poco divergirán hasta convertirse en especies distintas. Este proceso requiere miles e incluso millones de años.En cada estirpe están ocurriendo cambios morfológicos constantemente, aunque a un ritmo variable.La Especiación y el cambio morfológico no están necesaria ni estrechamente ligados. Dos poblaciones de una especie pueden sufrir considerables cambios morfológicos y continuar reproduciéndose.La selección natural dirige tanto los cambios morfológicos, como la especiación, mediante las supervivencia de más descendientes de los organismos mejor adaptados.

En la imagen podemos observar la evolución del caballo moderno en términos gradualistas.

Modelo Gradualista de Especiación

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Modelo de los Equilibrios Puntuados o Saltacionismo

Cuando se quiere reconstruir en todos los casos la línea evolutiva gradual de determinado grupo taxonómico, en general no se puede porque el registro fósil presenta discontinuidades. Estos "vacíos" o "eslabones perdidos" no permiten demostrar que las grandes diferencias entre grupos de especies, originados unos de otros, se produjeran por la acumulación de cambios graduales. Por ejemplo, ¿cómo demostrar que los hombres descienden de primates primitivos si nunca se encontraron todos los fósiles con características intermedias?, y ¿cómo explicar el origen de gran número de especies a partir de las especies sobrevivientes de grandes extinciones masivas?En 1972, Nils Eldredge y Stephen Jay Gould (en la imagen), paleontólogos estadounidenses, propusieron una nueva manera de interpretar los datos: ellos pensaron que tal vez el registro fósil no está incompleto, sino que es así, discontinuo.

Modelo de los equilibrios puntuados o SaltacionismoLa Especiación es un fenómeno rápido en términos geológicos y es impulsada por un pequeño número de cambios genéticos, tales como mutaciones en genes reguladores.Las especies permanecen estables durante prolongados periodos de tiempo. La Especiación y el cambio morfológico están íntimamente ligados. La mayor parte de los cambios morfológicos suceden durante el breve periodo de especiación, mientras que las especies recién formadas permanecerán sin cambios sensibles hasta el siguiente proceso de especiación.Los cambios evolutivos a gran escala (macroevolución) son impulsados por la selección de especies, no de individuos; además, esta selección puede ser meramente fortuita

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Bibliografía

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