Introducción a la evolución
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| Visión de conjunto |
| Las formas de vida reproducir y por lo tanto tienen una tendencia a ser más numerosas. |
| La descendencia se diferencia de la de los padres en formas aleatorias menores. |
| Si las diferencias son útiles, la descendencia tiene más probabilidades de sobrevivir y reproducirse. |
| Esto significa que más descendencia en la próxima generación tendrá la diferencia útil. |
| Estas diferencias se acumulan dando como resultado cambios dentro de la población. |
| Con el tiempo, las poblaciones se ramifican a convertirse en nuevas especies, ya que se separan. |
| Este proceso es el responsable de las muchas formas de vida diversas del mundo. |
 . Paleontológico árbol de Haeckel de Vertebrados (c. 1879). La historia evolutiva de las especies ha sido descrito como un " árbol ", con muchas ramas que surgen de un solo tronco. Mientras árbol de Haeckel es un poco anticuado, ilustra claramente los principios que reconstrucciones modernas más complejas pueden oscurecer. |
La evolución es el proceso de cambio en todas las formas de vida durante generaciones, y la biología evolutiva es el estudio de cómo se produce la evolución. La vida evoluciona por medio de mutaciones (cambios en la información hereditaria de un organismo), la deriva genética (cambio aleatorio en la variación genética de una población de generación en generación), y la selección natural (el proceso no aleatorio y gradual de la variación natural por el cual los rasgos observables (tales como el color de ojos) se convierten en más o menos común en una población ).
Todos los individuos tienen material hereditario en forma de genes que se reciben de sus padres, y luego pasaron a sus descendientes. Entre descendencia hay variaciones de genes debido a la introducción de nuevos genes a través de cambios aleatorios llamados mutaciones o mediante reorganización de existente genes durante la reproducción sexual. La descendencia se diferencia de la de los padres en formas aleatorias menores. Si esas diferencias son útiles, la descendencia tiene más probabilidades de sobrevivir y reproducirse. Esto significa que más descendencia en la próxima generación tendrá que diferencia útiles y los individuos no tendrá las mismas posibilidades de el éxito reproductivo. De esta manera, rasgos que resultan en organismos siendo mejor adaptada a sus condiciones de vida cada vez más común en las poblaciones descendientes. Estas diferencias se acumulan dando como resultado cambios dentro de la población. Este proceso es el responsable de las muchas formas de vida diversas del mundo.
Las fuerzas de la evolución son más evidentes cuando las poblaciones quedan aisladas, ya sea a través de la distancia geográfica o por otros mecanismos que impiden el intercambio genético. Con el tiempo, las poblaciones aisladas se ramifican en nuevo especies.
La mayoría de las mutaciones genéticas ni ayudar, cambiar la apariencia de, ni hacer daño a las personas. A través del proceso de la deriva genética, estos genes mutados son neutralmente ordenados entre las poblaciones y sobreviven a través de generaciones por pura casualidad. En contraste a la deriva genética, la selección natural no es un proceso aleatorio, ya que actúa en los rasgos que son necesarias para la supervivencia. La selección natural y la deriva genética aleatoria son partes constantes y dinámicos de la vida y con el tiempo esto ha dado forma a la estructura de ramificación en el árbol de la vida.
La comprensión moderna de la evolución comenzó con la publicación 1859 de Charles Darwin 's Sobre el Origen de las Especies . Adicionalmente, El trabajo de Gregor Mendel con plantas ayudó a explicar los patrones hereditarios de la genética . Los fósiles descubiertos en la paleontología , los avances en genética de poblaciones y una red mundial de investigación científica han proporcionado más detalles sobre los mecanismos de la evolución. Los científicos ahora tienen una buena comprensión del origen de nuevas especies ( especiación) y han observado el proceso de especiación en el laboratorio y en la naturaleza. La evolución es la teoría principal que los biólogos utilizan para comprender la vida y se utiliza en muchas disciplinas, como la medicina , la psicología , biología de la conservación, la antropología , medicina forense, la agricultura y otros socioculturales aplicaciones.
Selección Natural
En el siglo 19, las colecciones y museos de historia natural eran un pasatiempo popular. Los naturalistas de expansión y expediciones navales empleados europeos y curadores de grandes museos lucimiento preservados y especímenes vivos de las variedades de la vida. Charles Darwin era un graduado de Inglés que fue educado y entrenado en las disciplinas de ciencia historia natural. Estos historiadores naturales serían recopilar, catalogar, describir y estudiar las vastas colecciones de especímenes almacenados y gestionados por los conservadores en estos museos. Charles Darwin trabajó como naturalista de un barco a bordo del HMS Beagle, asignado a una expedición de investigación de cinco años en todo el mundo. Durante su viaje, Darwin observó y se recoge una gran cantidad de organismos, siendo muy interesado en las diversas formas de vida a lo largo de las costas de América del Sur y las vecinas Islas Galápagos .
Charles Darwin adquirió una amplia experiencia como él recogió y estudió la historia natural de las formas de vida desde lugares distantes. A través de sus estudios, Darwin formuló la idea de que cada especie se habían desarrollado a partir de ancestros con características similares. En 1838, él describió como un proceso denominado selección natural sería que esto suceda.
El tamaño de una población depende de la cantidad y cuántos recursos son capaces de apoyarlo. Para la población que siguen siendo los mismos año tras año el tamaño, tiene que haber un equilibrio, o el equilibrio entre el tamaño de la población y los recursos disponibles. Desde los organismos producen más descendencia que su entorno puede apoyar, no todos los individuos pueden sobrevivir fuera de cada generación. Tiene que haber una lucha competitiva por los recursos que ayudan en la supervivencia. Como resultado, Darwin se dio cuenta de que no estaba sola posibilidad de que determina la supervivencia. En cambio, la supervivencia de un organismo depende de las diferencias de cada organismo individual, o "rasgos", que la ayuda o dificultar la supervivencia y la reproducción. Individuos bien adaptados son propensos a dejar más descendencia que sus competidores menos bien adaptados. Rasgos que dificultan la supervivencia y la reproducción desaparecerían durante generaciones. Los rasgos que ayudan a un organismo a sobrevivir y reproducirse se acumularía a través de generaciones. Darwin se dio cuenta de que la capacidad desigual de los individuos para sobrevivir y reproducirse podría causar cambios graduales en la población y se utiliza la selección natural término para describir este proceso.
Las observaciones de las variaciones en animales y plantas formaron la base de la teoría de la selección natural. Por ejemplo, Darwin observó que orquídeas y los insectos tienen una estrecha relación que permite al la polinización de las plantas. Observó que las orquídeas tienen una variedad de estructuras que atraen a los insectos, de modo que el polen de las flores se pegó a los cuerpos de los insectos. De esta manera, los insectos transportan la el polen de un macho de una orquídea hembra. A pesar de la apariencia elaborada de orquídeas, estas partes especializadas se hacen de las mismas estructuras básicas que conforman otras flores. En su libro La fecundación de las orquídeas Darwin propuso que las flores de las orquídeas fueron adaptadas de piezas pre-existentes, a través de la selección natural.
Darwin todavía estaba investigando y experimentando con sus ideas sobre la selección natural, cuando recibió una carta de Alfred Wallace describiendo una teoría muy similar a la suya. Esto condujo a una publicación conjunta inmediata de ambas teorías. Tanto Wallace y Darwin vieron la historia de la vida como un árbol de familia, con cada tenedor en las extremidades del árbol ser un antepasado común. Las puntas de las ramas representadas especies modernas y las ramas representan los ancestros comunes que son compartidos entre muchas especies diferentes. Para explicar estas relaciones, Darwin dice que todos los seres vivos se relacionan, y esto significaba que toda vida debe ser descendiente de un par de formas, o incluso de un solo antepasado común. Llamó a este proceso de descenso con modificación.
Darwin publicó su teoría de la evolución por selección natural en El origen de las especies en 1859. Su teoría significa que toda la vida, incluyendo la humanidad, es un producto de continuar los procesos naturales. La implicación de que la vida en la Tierra tiene un antepasado común se ha reunido con las objeciones de algunos grupos religiosos. Sus objeciones son en contraste con el nivel de apoyo a la teoría de más de 99 por ciento de aquellos dentro de la comunidad científica hoy.
La selección natural suele equipararse con la supervivencia de los más aptos, pero esta expresión se originó en Principios de Herbert Spencer de Biología en 1864, 5 años después de que Charles Darwin publicó sus obras originales. La supervivencia del más apto describe el proceso de la selección natural de forma incorrecta, porque la selección natural no es sólo una cuestión de supervivencia y que no siempre es el más apto que sobrevive.
Deriva genética
La deriva genética es una causa de cambio de frecuencia alélica dentro de las poblaciones de una especie. Los alelos son diferentes variaciones de genes específicos. Ellos determinan cosas como el color del pelo, tono de piel, color de ojos, tipo de sangre, y si se puede rodar su lengua; en otras palabras, todos los rasgos genéticos que pueden variar entre las personas. La deriva genética no introduce nuevos alelos de una población, pero puede reducir la variación dentro de una población mediante la eliminación de un alelo de la reserva genética. La deriva genética es causada por muestreo aleatorio de los alelos. Una verdadera muestra aleatoria es una muestra en la que no hay fuerzas externas afectan a lo que se ha seleccionado. Es como tirar canicas del mismo tamaño y peso, pero de diferentes colores de una bolsa de papel marrón. En cualquier descendencia, los alelos presentes son muestras de las generaciones anteriores alelos, y el azar juega un papel en si una persona sobrevive a reproducirse y pasar una muestra de su generación en adelante a la siguiente. La frecuencia alélica de una población es la relación de las copias de un alelo específico que comparten la misma forma en comparación con el número de todas las formas del alelo presente en la población.
La deriva genética afecta a las poblaciones más pequeñas con más de lo que afecta a las poblaciones más grandes.
Principio de Hardy-Weinberg
La Hardy-Weinberg principio establece que una gran población en equilibrio de Hardy-Weinberg no tendrá ningún cambio en la frecuencia de los alelos con el paso de las generaciones. Es imposible para una población de cualquier tamaño considerable para alcanzar este equilibrio debido a los cinco requisitos que se deben cumplir. Una población debe ser infinito en tamaño. Tiene que haber una tasa de mutación cero por ciento entre las generaciones, porque las mutaciones pueden alterar alelos existentes o crear otros nuevos. No puede haber inmigración o la emigración de la población, ya que las personas que llegan y salen directamente cambian las frecuencias alélicas. No puede haber presiones selectivas de cualquier tipo en la población, lo que significa que ningún individuo es más probable que cualquier otro para sobrevivir y reproducirse. Por último, el apareamiento debe ser totalmente al azar, con todos los machos (o hembras en algunos casos) siendo compañeros igualmente deseables. Esto asegura una verdadera mezcla aleatoria de alelos.
Una población que se encuentra en equilibrio de Hardy-Weinberg es análogo a una baraja de cartas; no importa cuántas veces se baraja la cubierta, no se añaden nuevas tarjetas y no los viejos se retiran. Las cartas en la baraja representan alelos en el acervo genético de una población.
Cuello de botella poblacional
La cuello de botella población es cuando la población de una especie se reduce drásticamente en un corto período de tiempo debido a fuerzas externas. En un verdadero cuello de botella poblacional, la reducción no favorece a cualquier combinación de alelos; es el azar totalmente al azar que los individuos sobreviven. Un cuello de botella puede reducir o eliminar la variación genética de una población. Otros eventos de deriva después del evento cuello de botella también pueden reducir la población de diversidad genetica. La falta de diversidad creada puede hacer que la población en riesgo a otras presiones selectivas.
Un ejemplo común de un cuello de botella poblacional es el Elefante marino del norte. Debido al exceso de caza en todo el siglo 19, la población del elefante marino del norte se redujo a 30 personas o menos. Han hecho una recuperación completa, con el número total de individuos en torno a 100.000 y sigue creciendo. Los efectos de la cuello de botella son visibles, sin embargo. Los sellos son más propensos a tener graves problemas con enfermedad o trastornos genéticos, porque casi no hay diversidad en la población.
Efecto fundador
La efecto fundador se produce cuando un pequeño grupo de una población se separa y forma una nueva población, a menudo mediante el aislamiento geográfico. Frecuencia alélica de esta nueva población es probablemente diferente de la de la población original, y va a cambiar la forma en común ciertos alelos están en las poblaciones. Los fundadores de la población determinarán la composición genética, y potencialmente la supervivencia, de la nueva población durante generaciones.
Un ejemplo del efecto fundador se encuentra en el Amish migración a Pennsylvania en 1744. Dos de los fundadores de la colonia en Pensilvania lleva el alelo recesivo para Síndrome de Ellis-van Creveld. Debido a que los Amish tienden a ser aislados religiosas, que se cruzan, ya través de generaciones de esta práctica la frecuencia del síndrome de Ellis-van Creveld en los Amish es mucho mayor que la frecuencia en la población general.
Síntesis moderna
La síntesis evolutiva moderna se basa en el concepto de que las poblaciones de organismos tienen una variación genética significativa causada por mutación y por la recombinación de genes durante la reproducción sexual. Define la evolución como el cambio en las frecuencias alélicas de una población ocasionada por la deriva genética, el flujo genético entre subpoblaciones, y la selección natural. La selección natural se enfatiza como el mecanismo más importante de la evolución; grandes cambios son el resultado de la acumulación gradual de pequeños cambios durante largos períodos de tiempo.
La síntesis evolutiva moderna es el resultado de una fusión de varios campos científicos diferentes para producir una comprensión más coherente de la teoría evolutiva. En la década de 1920, RA Fisher, JBS Haldane y Sewall Wright combina teoría de la selección natural de Darwin con modelos estadísticos de La genética mendeliana, fundadores de la disciplina de la genética de poblaciones. En los años 1930 y 1940, se hicieron esfuerzos para combinar la genética de poblaciones, las observaciones de los naturalistas de campo sobre la distribución de las especies y subespecies, y el análisis del registro fósil en un modelo explicativo unificado. La aplicación de los principios de la genética de poblaciones de origen natural, por los científicos tales como Theodosius Dobzhansky y Ernst Mayr, avanzó la comprensión de los procesos de la evolución. 1.937 trabajos de Dobzhansky La genética y el origen de las especies ayudaron a salvar la brecha entre la genética y la biología de campo mediante la presentación de la obra matemática de los genetistas de poblaciones en una forma más útil para los biólogos de campo, y al demostrar que las poblaciones silvestres mostraron variabilidad genética mucho más con subespecies y embalses geográficamente aisladas de la diversidad genética en los genes recesivos que los modelos de los genetistas de poblaciones tempranas había permitido. Mayr, sobre la base de una comprensión de los genes y las observaciones directas de los procesos evolutivos de la investigación de campo, introdujo el concepto de especie biológica, lo que define a una especie como un grupo de mestizaje o potencialmente cruzarse poblaciones que están reproductivamente aislados de las demás poblaciones. Tanto Dobzhansky y Mayr hicieron hincapié en la importancia de la subespecie reproductivamente aislados por barreras geográficas en la aparición de nuevas especies. El paleontólogo George Gaylord Simpson ayudó a incorporar la paleontología con un análisis estadístico de los registros fósiles que mostró un patrón consistente con la ramificación y la vía no direccional de la evolución de los organismos previstos por la síntesis moderna.
La evidencia de la evolución
La evidencia científica para la evolución viene de muchos aspectos de la biología e incluye fósiles , estructuras homólogas y similitudes moleculares entre especies de ADN .
Registro fósil
La investigación en el campo de la paleontología , el estudio de los fósiles, apoya la idea de que todos los organismos vivos están relacionados. Los fósiles proporcionan evidencia de que los cambios acumulados en los organismos durante largos períodos de tiempo han dado lugar a las diversas formas de vida que vemos hoy. Un fósil en sí revela la estructura del organismo y las relaciones entre las especies actuales y extintos, permitiendo que los paleontólogos para construir un árbol genealógico de todas las formas de vida sobre la Tierra.
Paleontología moderna comenzó con el trabajo de Georges Cuvier (1769-1832). Cuvier observó que, de roca sedimentaria , cada capa contenía un grupo específico de los fósiles. Las capas más profundas, que propuso a ser mayores, contenían las formas de vida más simples. Señaló que muchas formas de vida del pasado ya no está presente en la actualidad. Una de las contribuciones exitosas de Cuvier a la comprensión de los fósiles fue el establecimiento de la extinción como un hecho. En un intento de explicar la extinción, Cuvier propuso la idea de "revoluciones" o catastrofismo en la que se especula que las catástrofes geológicas se han producido a lo largo de la historia de la Tierra, acabando con un gran número de especies. Teoría de las revoluciones de Cuvier fue sustituido más tarde por las teorías uniformitarian, sobre todo los de James Hutton y Charles Lyell quien propuso que los cambios geológicos de la Tierra fueron gradual y consistente. Sin embargo, la evidencia actual en el registro fósil apoya el concepto de las extinciones en masa. Como resultado, la idea general de catastrofismo ha resurgido como una hipótesis válida para al menos algunos de los rápidos cambios en las formas de vida que aparecen en los registros fósiles.
Un número muy grande de fósiles ahora se han descubierto e identificado. Estos fósiles sirven como un registro cronológico de la evolución. El registro fósil proporciona ejemplos de especie de transición que demuestran los vínculos ancestrales entre las formas de vida del pasado y presente. Uno de esos fósiles de transición es el Archaeopteryx , un antiguo organismo que tenía las características distintivas de un reptil (como una larga cola ósea y dientes cónicos) pero también tenía características de las aves (como plumas y una espoleta). La implicación de un hallazgo de este tipo es que los reptiles modernos y las aves surgieron de un antepasado común.
Anatomía comparada
La comparación de las similitudes entre los organismos de su forma o apariencia de las piezas, llamado su morfología, ha sido durante mucho tiempo una forma de clasificar la vida en grupos estrechamente relacionados. Esto se puede hacer mediante la comparación de la estructura de los organismos adultos en diferentes especies o mediante la comparación de los patrones de cómo crecen las células, dividirse y migrar incluso durante el desarrollo de un organismo.
Taxonomía
La taxonomía es la rama de la biología que nombra y clasifica todos los seres vivos. Los científicos usan similitudes morfológicas y genéticas para ayudarles en la categorización de las formas de vida sobre la base de las relaciones ancestrales. Por ejemplo, orangutanes, gorilas , chimpancés y seres humanos todos pertenecen a la misma agrupación taxonómica que se refiere como una familia - en este caso la familia llamada Hominidae. Estos animales se agrupan debido a las similitudes morfológicas que provienen de un ancestro común (llamada homología).
Una fuerte evidencia para la evolución proviene del análisis de las estructuras homólogas: estructuras en diferentes especies que ya no realizan la misma tarea, pero que comparten una estructura similar. Tal es el caso de los miembros anteriores de los mamíferos. Las patas delanteras de un ser humano, gato, ballena, y bate todos tienen estructuras óseas sorprendentemente similares. Sin embargo, cada uno de estos cuatro extremidades anteriores especies realiza una tarea diferente. Los mismos huesos que construyen las alas de un murciélago, que se utilizan para el vuelo, también construyen aletas de una ballena, que se utilizan para la natación. Tal "diseño" no tiene mucho sentido si no están relacionados y construido exclusivamente para sus tareas particulares. La teoría de la evolución explica estas estructuras homólogas: los cuatro animales comparten un ancestro común, y cada uno ha experimentado cambios a lo largo de muchas generaciones. Estos cambios en la estructura han producido extremidades anteriores adaptadas para diferentes tareas.
Sin embargo, las comparaciones anatómicas pueden ser engañosas, ya que no todas las similitudes anatómicas indican una estrecha relación. Los organismos que comparten ambientes similares a menudo desarrollar características físicas similares, un proceso conocido como evolución convergente. Ambos tiburones y delfines tienen formas corporales similares, pero son sólo alejadas - los tiburones son peces y delfines son mamíferos . Tales similitudes son el resultado de ambas poblaciones siendo expuesto a la misma presiones selectivas. En ambos grupos, los cambios que la natación ayuda han sido favorecidos. Por lo tanto, con el tiempo, desarrollaron apariencias similares (morfología), a pesar de que no están estrechamente relacionados.
Embriología
En algunos casos, la comparación de las estructuras anatómicas en el embriones de dos o más especies proporciona evidencia de un ancestro común que puede no ser evidente en las formas adultas. Conforme se desarrolla el embrión, estas homologías se pueden perder para ver, y las estructuras pueden asumir diferentes funciones. Parte de la base de la clasificación de la vertebrado grupo (que incluye a los humanos), es la presencia de una cola (que se extiende más allá del ano) y hendiduras faríngeas. Ambas estructuras aparecen durante alguna etapa del desarrollo embrionario, pero no siempre son evidentes en la forma adulta.
Debido a las similitudes morfológicas presentes en los embriones de diferentes especies durante el desarrollo, se supone que una vez que los organismos recrear su historia evolutiva como un embrión. Se pensaba que los embriones humanos pasan a través de una a continuación, un anfibio etapa reptil antes de completar su desarrollo como los mamíferos. Tal recreación, (a menudo llamado Teoría de la recapitulación), no es apoyada por la evidencia científica. ¿Qué ocurre, sin embargo, es que las primeras etapas de desarrollo son similares en amplios grupos de organismos. En etapas muy tempranas, por ejemplo, todos los vertebrados parecen muy similares, pero no se parecen exactamente cualquier especie ancestral. A medida que continúa el desarrollo, características surgen de este patrón básico.
Estructuras vestigiales
Homología incluye un grupo único de estructuras compartidas referidos como estructuras vestigiales . Vestigial se refiere a partes anatómicas que son de un mínimo, si alguno, el valor para el organismo que las posee. Estas estructuras aparentemente ilógicas son restos de órganos que jugaron un papel importante en las formas ancestrales. Tal es el caso de las ballenas , que tienen pequeños huesos vestigiales que parecen ser restos de los huesos de las piernas de sus antepasados que caminaban sobre la tierra. Los seres humanos también tienen estructuras vestigiales, incluyendo la músculos del oído, la muelas del juicio, el apéndice, la hueso de la cola, pelo del cuerpo (incluyendo la piel de gallina), y el semilunar doblar en la esquina del ojo .
Biogeografía
La biogeografía es el estudio de la distribución geográfica de las especies. La evidencia de la biogeografía, sobre todo desde el biogeografía de islas oceánicas, jugó un papel clave en convencer tanto Darwin como Alfred Russel Wallace que las especies evolucionaron con un patrón de ramificación de la descendencia común. Islas menudo contienen especies endémicas, especies que no se encuentran en ningún otro lugar, pero esas especies están a menudo relacionados con especies que se encuentran en el continente más cercano. Además islas a menudo contienen grupos de especies estrechamente relacionadas que tienen muy diferentes nichos ecológicos, que es tener diferentes maneras de ganarse la vida en el medio ambiente. Tales grupos se forman mediante un proceso de radiación adaptativa, donde una sola especie ancestral coloniza una isla que tiene una variedad de nichos ecológicos abiertos y luego se diversifica por evolucionar en diferentes especies adaptadas a llenar esos nichos vacíos. Los ejemplos bien estudiados incluyen Pinzones de Darwin, un grupo de especies de pinzones 13 endémicas de las Islas Galápagos , y la Mieleros hawaianos, un grupo de aves que una vez, antes de las extinciones causadas por los seres humanos, numeran 60 especies de llenado diversas funciones ecológicas, todos descienden de un único pinzón como ancestro que llegó a la Hace unos 4.000.000 años islas hawaianas. Otro ejemplo es el Alianza Silversword, un grupo de especies de plantas perennes, también endémica de las islas de Hawai, que habitan en una variedad de hábitats y vienen en una variedad de formas y tamaños que incluyen árboles, arbustos y suelo abrazando esteras, pero que puede ser hibridado con una otro y con cierta especies tarweed se encuentran en la costa oeste de América del Norte; parece que una de esas tarweeds colonizaron Hawaii en el pasado, y dio origen a toda la alianza Silversword.
Biología molecular
Cada organismo vivo (con la posible excepción de ARN virus ) contiene moléculas de ADN, que lleva la información genética. Los genes son los fragmentos de ADN que llevan esta información, e influyen en las propiedades de un organismo. Los genes determinan la apariencia general de un individuo y en cierta medida su comportamiento. Si dos organismos están estrechamente relacionados, su ADN será muy similar. Por otro lado, las más alejadas dos organismos son, las más diferencias que tendrán. Por ejemplo, los hermanos están estrechamente relacionados y tienen un ADN muy similares, mientras que los primos compartir una relación más distante y tienen muchas más diferencias en su ADN. Las similitudes en el ADN se utilizan para determinar las relaciones entre las especies de la misma manera que se utilizan para mostrar las relaciones entre los individuos. Por ejemplo, la comparación de los chimpancés con gorilas y seres humanos muestra que hay tanto como un 96 por ciento de similitud entre el ADN de los seres humanos y los chimpancés. Las comparaciones de ADN indican que los humanos y los chimpancés están más estrechamente relacionados entre sí que cualquiera de las especies es de gorilas.
El campo de la sistemática molecular se centra en la medición de las similitudes en estas moléculas y utilizar esta información para determinar cómo los diferentes tipos de organismos se relacionan a través de la evolución. Estas comparaciones han permitido a los biólogos para construir un árbol de relaciones de la evolución de la vida en la Tierra. Incluso han permitido a los científicos a desentrañar las relaciones entre los organismos cuyos antepasados comunes vivieron hace tanto tiempo que no hay similitudes reales permanecen en la aparición de los organismos.
La selección artificial
La selección artificial es la cría controlada de las plantas y los animales domésticos. Los seres humanos determinan qué animal o planta se reproducen y que de las crías sobrevivirán; por lo tanto, determinan qué genes se transmitan a las generaciones futuras. El proceso de selección artificial ha tenido un impacto significativo en la evolución de los animales domésticos. Por ejemplo, la gente ha producido diferentes tipos de perros de cría controlada. Las diferencias de tamaño entre el Chihuahua y la Gran Danés son el resultado de la selección artificial. A pesar de su apariencia física dramáticamente diferente, ellos y todos los demás perros evolucionaron a partir de un par de lobos domesticados por el hombre en lo que hoy es China hace menos de 15.000 años.
La selección artificial ha producido una amplia variedad de plantas. En el caso del maíz (maíz), evidencia genética reciente sugiere que la domesticación se produjo hace 10.000 años en el centro de México. Antes de la domesticación, la parte comestible de la forma salvaje era pequeña y difícil de reunir. Hoy El maíz Genética Cooperación • Stock Centro mantiene una colección de más de 10.000 variaciones genéticas de maíz que han surgido por mutaciones aleatorias y variaciones cromosómicas de tipo salvaje originales.
En la selección artificial de la nueva raza o variedad que emerge es el de las mutaciones al azar atractivos para los seres humanos, mientras que en la selección natural de las especies de la supervivencia es el que tiene mutaciones aleatorias útiles para que en su entorno no humano. En tanto la selección natural y artificial las variaciones son el resultado de mutaciones al azar, y los procesos genéticos subyacentes son esencialmente los mismos. Darwin observó cuidadosamente los resultados de la selección artificial en animales y plantas para formar muchos de sus argumentos en apoyo de la selección natural. Gran parte de su libro El origen de las especies se basó en estas observaciones de las muchas variedades de palomas domésticas derivadas de la selección artificial. Darwin propuso que si los humanos podían lograr cambios dramáticos en los animales domésticos en períodos cortos, selección y natural, dadas millones de años, podían producir las diferencias observadas en los seres vivos en la actualidad.
Co-evolución
Co-evolución es un proceso en el que dos o más especies influyen en la evolución de la otra. Todos los organismos están influenciados por la vida que les rodea; Sin embargo, en co-evolución hay evidencia de que los rasgos genéticamente determinadas en cada especie resultado directo de la interacción entre los dos organismos.
Un caso documentado ampliamente de co-evolución es la relación entre Pseudomyrmex, un tipo de hormiga , y la acacia, una planta que utiliza la hormiga para alimento y refugio. La relación entre los dos es tan íntimo que ha llevado a la evolución de las estructuras y comportamientos especiales en ambos organismos. La hormiga defiende la acacia contra herbívoros y limpia el suelo del bosque de las semillas de plantas competidoras. En respuesta, la planta ha evolucionado espinas hinchadas que las hormigas usan como refugio y especiales, flor partes que las hormigas comen. Tal co-evolución no implica que las hormigas y del árbol deciden comportarse de una altruista manera. Más bien, a través de una población pequeños cambios genéticos en tanto hormiga y el árbol se beneficiaron cada uno. El beneficio dio la oportunidad ligeramente mayor de la característica que se pasó a la siguiente generación. Con el tiempo, las mutaciones sucesivas crearon la relación que observamos hoy.
Especies
Dadas las circunstancias adecuadas, y el tiempo suficiente, la evolución conduce a la aparición de nuevas especies . Los científicos han luchado para encontrar una definición precisa y todo incluido de las especies. Ernst Mayr (1904-2005) definió una especie como una población o grupo de poblaciones cuyos miembros tienen la posibilidad de cruzarse naturalmente entre sí para producir viable, descendencia fértil. (Los miembros de una especie no pueden producir viable, descendencia fértil con miembros de otras especies). Definición de Mayr ha ganado una amplia aceptación entre los biólogos, pero no se aplica a organismos tales como bacterias , que se reproducen asexualmente.
La especiación es el evento de linajes que resulta en dos especies separadas que forman de una sola población ancestral común. Se llama un método ampliamente aceptado de la especiación especiación alopátrica. Especiación alopátrica comienza cuando una población se hace geográficamente separados. Los procesos geológicos, como la aparición de cadenas montañosas, la formación de cañones, o la inundación de puentes de tierra por los cambios en el nivel del mar puede resultar en poblaciones separadas. Para que se produzca la especiación, la separación debe ser sustancial, por lo que el intercambio genético entre las dos poblaciones es completamente interrumpido. En sus ambientes separados, los grupos genéticamente aisladas siguen sus propios caminos evolutivos únicos. Cada grupo se acumulará diferentes mutaciones, así como ser sometidos a diferentes presiones selectivas. Los cambios genéticos acumulados pueden resultar en poblaciones separadas que ya no pueden cruzarse cuando se reúnen. Barreras que impiden el mestizaje son o prezygotic (evitar el apareamiento o la fertilización) o postcigóticas (barreras que se producen después de la fecundación). Si mestizaje ya no es posible, entonces van a tener en cuenta las diferentes especies. El resultado de cuatro millones de años de evolución es la diversidad de la vida que nos rodea, con un estimado de 1,75 millones de especies diferentes que existen hoy en día.
Por lo general, el proceso de especiación es lento, que se producen durante mucho tiempo se extiende por el tiempo; por lo tanto, las observaciones directas dentro de ciclos de vida humanos son raros. Sin embargo especiación se ha observado en los organismos presentes días, y eventos de especiación últimos están registrados en los fósiles. Los científicos han documentado la formación de cinco nuevas especies de peces cíclidos de un único ancestro común que se aisló hace menos de 5.000 años a partir de la acción de los padres en el lago Nagubago. La evidencia de especiación en este caso fue la morfología (apariencia física) y la falta de cruzamiento natural. Estos peces tienen rituales de apareamiento complejos y una variedad de coloraciones; las ligeras modificaciones introducidas en las nuevas especies han cambiado el proceso de selección de pareja y las cinco formas que surgieron no podría ser convencido de cruzarse.
Mecanismo
La teoría de la evolución es ampliamente aceptado entre la comunidad científica, que sirve para unir las diversas áreas de especialidad de biología. Evolución ofrece el campo de la biología con una base científica sólida. La importancia de la teoría de la evolución es mejor descrito por el título de un artículo de Theodosius Dobzhansky (1900-1975), publicado en American Biology Teacher ; " Nada en biología tiene sentido excepto a la luz de la evolución "Sin embargo, la teoría de la evolución no es. ... estática Hay mucha discusión en la comunidad científica acerca de los mecanismos detrás del proceso evolutivo, por ejemplo, la velocidad a la que se produce la evolución es aún objeto de debate Además, hay opiniones encontradas en cuanto a cuál es la unidad primaria de cambio evolutivo - el organismo o el gen.
Tasa de cambio
Darwin y sus contemporáneos vieron la evolución como un proceso lento y gradual. Árboles evolutivos se basan en la idea de que profundas diferencias en las especies son el resultado de muchos cambios pequeños que se acumulan durante largos períodos.
El gradualismo tuvo su base en los trabajos de los geólogos James Hutton (1726-1797) y Charles Lyell (1797-1875). Vista de Hutton sugiere que el cambio geológico profundo era el producto acumulado de una operación continua relativamente lento de los procesos que aún se puede ver en funcionamiento hoy, a diferencia de catastrofismo que promovió la idea de que los cambios repentinos tenían causas que ya no se pueden ver en el trabajo. Se adoptó una perspectiva uniformista de cambios biológicos. Este punto de vista puede parecer contradictorio con el registro fósil, que a menudo muestra evidencia de nuevas especies que aparecen de repente, entonces que persisten en esa forma durante largos períodos. En los paleontólogos 1970 Niles Eldredge y Stephen Jay Gould desarrollaron un modelo teórico que sugiere que la evolución, a pesar de un proceso lento en términos humanos, sufre períodos de cambio relativamente rápido (que oscila entre 50.000 y 100.000 años), alternando con períodos largos de estabilidad relativa. Su teoría se llama " equilibrio puntuado "y explica el registro fósil sin contradecir las ideas de Darwin.
Unidad del cambio
Una común unidad de selección en la evolución es el organismo. La selección natural se produce cuando el éxito reproductivo de un individuo se mejora o se reduce por una característica hereditaria, y el éxito reproductivo se mide por el número de crías supervivientes de un individuo. . La vista organismo ha sido cuestionada por una variedad de biólogos y filósofos Richard Dawkins (nacido en 1941) propone que gran visión se puede ganar si nos fijamos en la evolución desde el punto de vista del gen; es decir, que la selección natural opera como un mecanismo evolutivo de los genes, así como los organismos. En su libro de 1976 El gen egoísta , explica:
| " | Las personas no son cosas estables, que son fugaces. Los cromosomas también se barajan al olvido, como manos de cartas poco después de que se tratan. Pero las propias tarjetas sobreviven al barajar. Las tarjetas son los genes. Los genes no son destruidos por entrecruzamiento; ellos simplemente cambian de pareja y marchan adelante. Por supuesto que marchan adelante. Ese es su negocio. Ellos son los replicadores y nosotros somos sus máquinas de supervivencia. Cuando hemos servido a nuestro propósito nos echamos a un lado. Pero los genes son habitantes del tiempo geológico: los genes son para siempre. | " |
Otros ven la selección de trabajar en muchos niveles, no sólo en un único nivel de organismo o gen; por ejemplo, Stephen Jay Gould pidió una perspectiva jerárquica de la selección.
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