Tema 6: Evolució

EVOLUCIÓ

Naix com a teoria amb Darwin (1809-1882), amb la publicació llibre "L’origen de les espècies", i dels treballs de Wallace (1823-1913).

Teories evolutives:

• Creacionista: Plató, Aristòtil, les espècies es crearen un a una per Déu, inicialment eren perfectes i han anat degenerant.

• Fixisme: El fixisme està íntimament lligat al Creacionisme, una teoria paral·lela segons la qual l'univers va ésser creat per Deu, tal i com és en l'actualitat.

• Catastrofisme: La desaparició de les especies fòssils i extintes que han habitat a la terra es deu a un conjunt de catàstrofes que ha sofert el planeta.

• Lamarkiana: Primera teoria evolutiva en funció de l'ús o no ús dels òrgans i de l'herència dels caràcters adquirits (els fills hereten dels pares en funció de l'ús i no ús que aquests hagin fet dels òrgans).

• Darwiniana: El motor de l'evolució és la selecció natural. Els individus evolucionen a partir de la competència entre ells.

• Neodarwiniana o sintètica: Amplien la teoria darwiniana en:

  • Els gens determinen els caràcters.

  • Les mutacions són la causa o l'origen de la variabilitat.

  • És molt important en la creació d'espècies noves l'aïllament reproductor.

  • Les unitats a partir de les que pot sorgir una nova espècie és l'estructura i distribució de les poblacions.

• Neutalista o neutralisme: El japonès Kimura sosté que hi ha gens no sotmesos a la selecció natural.

Proves de l'evolució:

• Paleontològiques: A partir de la presència de fòssils en les roques sedimentàries.

• Biogeogràfiques: Comparant les espècies per continents.

• Anatomia comparada: A permès establir tres tipus d'òrgans en els sers vius: anàlegs, homòlegs i vestigials o residuals.

• Embriologia comparada: Els embrions de vertebrats són molt semblants en els primers estadis de formació, les diferències apareixen quan es desenvolupen.

• Biologia molecular, bioquímica: Estudiant les molècules que formen els sers vius.

• Proves etològiques: Estudiant com es comporten grups de sers vius davant situacions semblants.

• Proves serològiques: Es compara la reacció davant antigen-anticós en diferents organismes.

Variabilitat genètica (diversitat) i mutacions

La variabilitat entre espècies també s'anomena diversitat biològica o biodiversitat.

La diversitat dins de l'espècie s'anomena diversitat o variabilitat intraespecífica o genètica.

La genètica de poblacions estudia una població des del punt de vista d'intercanvi de gens, de manifestacions genotípiques...

Mecanismes que alteren l'equilibri (motors evolució):

• Selecció natural: Proliferen més els individus més adaptats.

• Mutació: Provoca l'aparició d'al·lels nous en la població.

• Flux genètic: Es deu a migracions i immigracions.

• Deriva genètica: Canvis a l'atzar. Hi ha dues formes:

  • Efecte fundador: una part d'una població es separa de l'original

  • Efecte coll ampolla: quan una població es redueix a pocs individus.

• Reproducció selectiva: Quan els individus no s'aparellen aleatòriament.

Mecanismes per conservar i promoure la variabilitat

• Reproducció sexual: Actua com a segregador independent dels caràcters en la meiosi, entrecreuament amb recombinació genètica, combinació de dos genotips d'individus diferents.

• Exogàmia: Assegura la fecundació creuada (Ex. les plantes tenen mecanismes per evitar l'autofecundació)

• Diploïdia: Conserva la variabilitat en les eucariotes.

• L'avantatge heterozigot: Tenen certes avantatges respecte als homocigots.

Selecció natural i adaptacions

El va proposar Darwin, implica:

• Els individus lluiten per la supervivència.

• El medi selecciona els més aptes.

• Es reprodueixen els més aptes i els seus fills tenen més recursos.

• La mort actua com a factor de selecció.

• La selecció sexual.

Conseqüències:

• Adaptacions al medi físic: Poblacions fisiològiques diferents en una mateixa espècie s'anomenen ecotip.

• Adaptacions a l'ambient biològic (coevolució): És el mecanisme de modificació de les característiques de dues o més espècies que exerceixen pressió de selecció entre elles.

• Convergència, divergència adaptativa: Procés d'aparició de fenotips semblants en espècies no emparentades filogeneticament.

El concepte biològic d'espècie:

Grups d'individus amb característiques semblants que es poden reproduir-se entre ells i tindre descendència fèrtil.

Mecanismes d'especiació (creació de noves espècies):

• especiació al·lopàtica: Les noves espècies apareixen separant-se de l'original

• especiació simpràtica: La nova espècie apareix a partir de poblacions que cohabiten.

Mecanismes d'aïllament (mantenir els gens aïllats i mantenir-se com a espècie):

• Reproductors de prefecundació: Impedeixen l'aparellament entre espècies diferents.

• Reproductors postfecundació: Els fills no són fèrtils.

NEODARWINISME

• Charles Darwin sabia que hi havia una transmissió d'informació de pares a fills, però no sabia com es produïa, perquè en aquella època no es coneixien els mecanismes hereditaris. Això constituïa una incòmoda llacuna a la seva teoria de l'evolució per selecció natural.

• Tot i ser contemporani de Gregor Mendel, Darwin no va conèixer el seu treball que desxifrava l'herència dels caràcters simples, perquè la comunitat científica de l'època els va ignorar fins a tornar-los a descobrir l'any 1900. La teoria cromosòmica de l'herència va donar peu a la teoria moderna de l'evolució, que es coneix com a teoria sintètica de l'evolució o neodarwinismo.

• El neodarwinisme, doncs, incorpora els mecanismes genètics de l'herència. Actualment, es considera que l'evolució actua mitjançant la selecció natural, però també es tenen en compte altres mecanismes d'especiació com la deriva genètica, les migracions i, especialment, les mutacions.

• En línies generals, sosté les tesis següents:

1) la unitat de transmissió d'informació genètica, i de mutació és el gen;

2) la unitat de selecció és l'individu, no el gen, però, la unitat d'evolució no és ni el gen ni l'individu, sinó la població que comparteix determinat genoma;

3) el procés de la selecció natural depèn de les diverses interaccions entre els organismes i el seu medi ambient, la qual cosa pot originar, o no, una «lluita per l'existència». En aquesta, l'important no és la supervivència de l'individu, sinó la seva capacitat reproductora, és a dir, que deixi descendència;

4) l'enriquiment del concepte de selecció natural;

5) la revitalització de la noció de variabilitat, que s'explica a partir de la genètica i de les mutacions.

• Les mutacions introdueixen individus amb noves característiques en una població; l'elevada variabilitat intraespecífica pròpia de les poblacions té el seu origen justament en la mutació i recombinació gènica pròpia dels fenòmens de sexualitat. Llavors, les mutacions serien una font de variabilitat sobre la qual pot actuar la selecció natural. Ara bé, són positives o negatives per a l'individu que les pateix?

• Hi ha investigadors que consideren que, en la major part dels casos, les mutacions són negatives. La raó és clara: un individu, a dia d'avui, està molt ben adaptat al seu medi, i la probabilitat que un canvi a l'atzar l'afavoreixi és baixíssima; per tant, els canvis molt sovint poden produir malformacions inviables i els individus que les pateixen moren, generalment sense deixar descendència.

• També pot passar, tot i que la probabilitat sigui molt baixa, que la mutació afavoreixi l'individu; imaginem, per exemple, que un avantpassat de les actuals girafes fos un mutant de coll llarg. Òbviament, seria ràpidament afavorit per la selecció natural, i s'acceleraria el procés de diferenciació cap al coll llarg; en aquest cas, es faria un salt evolutiu per comptes de seguir el procès procés proposat per Darwin de forma gradual al llarg del temps.

• D'altre banda, sovint l'evolució parteix de canvis en l'ambient als quals les poblacions s'hi poden adaptar gràcies a la presència de variabilitat intraespecífica, parcialment deguda a les mutacions, i per tant a combinacions genètiques que són aptes en aquest nou ambient.

• Queda una tercera possibilitat: que les mutacions no siguin ni bones ni dolentes. Segons Kimura, les mutacions es produeixen de forma regular en el temps i, la major part de les vegades, són neutres: no tenen cap efecte sobre els seus portadors, però van creant variabilitat; aquesta és la base de l'anomenat neutralisme, que suggereix que la força de la selecció és potser menor del que es pensava inicialment i que les variants sorgeixen per mutacions.

  • • • • D'aquesta manera, les tesis bàsiques de la teoria sintètica són les de la mutació genètica (originada a l'atzar), la de la recombinació genètica, i la de la selecció natural que actua com a filtre de les diverses mutacions genètiques aleatòries. A més, les evidències paleontològiques confirmaven que l'evolució era un procés gradual que podia ser guiat per la selecció natural.