Pruebas del hecho evolutivo

NeodarwinismoDatación de la diversificación y mantenimiento de un parentesco

que delata un origen comúnManuel Barreda

Hecho evolutivo y Tª neodarwiniana• La historia evolutiva La historia evolutiva de la vida está tan poco cuestionada

como hecho en ciencia como otros principios ya bien establecidos.

• La teoría darwiniana teoría darwiniana y sus desarrollos (p. ej. El equilibrio puntuado):– No sólo resiste la evidencia fósil, sino que se ve cada vez más y mejor confirmada… ( Biogeografía, paleontología, embriología, geología, etc.)

– Aún más significativas han sido las confirmaciones anatómica y bioquímicas: proteínas, dientes, órganos vestigiales, cromosomas, genes y bases nitrogenadas implicados…

– Con el paso del tiempo (año tras año) aumentan las aumentan las evidenciasevidencias:• Se va completando, como si de un puzle o sistema periódico se tratara, registro tras registro y día a día, de modo que el conjunto “se mejora”.

• Contra lo que esperaban los creacionistas, el darwinismo está bastante sano y bioquímicamente confirmado.

– Por el contrario no hay una sola evidencia favorable a la predicción y esperanza creacionistas de creación súbita, especie a especie, sin precursores ni parentescos…

La vida: origen (teórico) y evolución (hecho a explicar)– Origen de la vida como sistema (sólo teorías a

ser probadas o refutadas). [Como las referidas a su probabilidad]• Evolución prebiótica Evolución prebiótica o química (con o sin panespermia).– Microesferas lipoideas (coacervados de génesis espacial) + primera molécula autorreplicante (¿enzimas autocatalíticas, ribozimas?)

– Hecho evolutivo. VariasVarias teoríasteorías:•Darwiniana o neodarwiniana (R.A. Fisher, J.B.S. Haldane, S. Wright).

• Mutación genética + selección natural.•Equilibrio puntuado (Stephen Jay Gould + Niles Eldredge)– Puntos calientes de biodiversidad o “hotpots” (José Carrión, Chris Stringer, James Rose)

•Genética (Richard Dawkins)•Endosimbiótica (Lynn Margulis)•Multiorganización vital (Stuart Kauffman).

– Emergentismo no reduccionista.

Modelos en biología (que ayudan a entender la complejidad de la vida)

–Sistemas autoorganizados y autopoiéticos. [Autopoiesis (Varela, Maturana y Uribe, 1974) es la capacidad que tiene un sistema que no esté en equilibrio, de mantener una estabilidad estructural absorbiendo energía del entorno, autorregulándose continuamente. Los sistemas autopoiéticos son capaces de mantener su autonomía y una continuidad en sus pautas.]

• GaiaGaia: James Lovelock, Lynn Margulis.

• ++ Teoría Teoría del CaosCaos: : Ilya Prigoggine…

• SistemasSistemas autoorganizadosautoorganizados: Humberto Maturana, Francisco Varela.

• Endosimbiosis: Endosimbiosis: Lynn Margulis.• ++ Emergentismo Emergentismo no reduccionista (Stuart Kauffman).

– Lógica autoorganizativa de la vida.

Pruebas de confirmación• Las actuales pruebas del hecho evolutivo pruebas del hecho evolutivo incluyen su confirmación por análisis bioquímico:– 1º Expresiones proteínicas de mutaciones (aminoácidos cambiados)

– 2º El análisis de ADN.•Con un programa adecuado, incluso una máquina puede señalar separaciones porcentuales y grados de parentesco.

•El chimpancé está a 1,5% de distancia de nosotros (H. sapiens).

•Nuestro precursor común driopitecino vivió hace unos 6 MA.– La familia Hominoidea había surgido mucho antes, pero en los últimos 20 millones de años, en pleno Mioceno. Todavía hace 14 millones vivía un precursor común entre el que daría lugar a la rama de los orangutanes y el de nuestra rama y la de los chimpancés. Un último antecesor compartido con los gorilas.

Pruebas basadas en la biología molecular biología molecular

• El citocromo ccitocromo c de humanos y chimpancés está formado por 104 aminoácidos, exactamente los mismos y en el mismo orden. – El citocromo del mono Rhesus sólo difiere del de los humanos en un aminoácido de los 104; el del caballo en 11 aminoácidos; y el del atún en 21.

• El grado de similitud refleja la proximidad del ancestro común, lo cual permite reconstruir la filogenia reconstruir la filogenia de estos organismos. – La secuenciación de ADN secuenciación de ADN ha demostrado que el chimpancé es nuestro pariente actual más cercano: su ADN difiere del nuestro en sólo un 1‘23%.

Árbol evolutivo de algunos vertebrados (según su DNA)

http://www.atapuerca.tv/imagenes/imagenes/jcsastre

ÁRBOL EVOLUTIVO DE LOS HOMÍNIDOS

Filogenia homínida

Árbol hominoideo• Desde ArdipithecusArdipithecus (primer antecesor directamente humano –separado de la línea del chimpancé) todo ha ido esclareciéndose cada vez mejor: – De Australopitecinos surge el género Paranthropus (ambos extinguidos en su totalidad), en tanto un AustralophitecusAustralophitecus, proba-blemente el afarensis (aunque hay variedades muy similares) da lugar al primer HomoHomo (próximo a H. habilis) hace unos 2,5 MA. • Son muchos los australopitecinos y de diversas especies que se suceden o coexisten durante 3 MA (desde hace 4 hasta hace 1)

– Más tarde aparecen Homo rudolphensis, Homo ergaster-erectus (1,8 millones de años), Homo antecessor (0,9 MA, último precursor común último precursor común sapiens-neandertalsapiens-neandertal), del que derivan (hace unos 0,5 MA) dos ramales: • Homo heidelbergensis, precursor de H. neanderthalensis, y (por el mismo tiempo) Homo rodhesiensis, precursor de Homo sapiensHomo sapiens

Cada óvulo posee unas 100.000 mitocondrias. ¿Cómo una mutación en una sola de ellas puede extenderse a toda la población? Por el proceso llamado segregación replicativa: las células que se dividen dejan en herencia cada vez más mutantes, hasta que las mitocondrias no mutantes desaparecen. Como la tasa de mutaciones de las mitocondriastasa de mutaciones de las mitocondrias es bien conocida y muy constante, en comparación con la del genoma nuclear, y además no sufre de recombinación, tenemos una buena herramienta para evaluar los antecesores de una mito-condria concreta o de un grupo de ellas... siempre que ese humano sea una mujer, porque lo que se rastrea son las mitocondrias que sólo aporta el óvulo. Se trata, pues, de un reloj molecular óptimo que se ha usado para descubrir cuándo vivió la mujer de la que proceden todas las poblaciones actuales de Homo sapiens.

ADN mitocondrial

CONCLUSIÓN (ADN ADN mitocondrialmitocondrial)

• La conclusión coincide con la paleontológica: los paleontólogos suponen que la transición de hombres arcaicos a modernos en África ocurrió hace entre 150.000 y 220.000 años hace entre 150.000 y 220.000 años (estudio de 2000(estudio de 2000, de Svante Pääbo; ; otro de otro de 1991 daba 1991 daba un margen de entre 150.000 y un margen de entre 150.000 y 180.000 años).180.000 años). Hubo una primera migración hacia Asia y luego hacia Europa. –Un estudio de 2009 hace a la “Eva neandertal” más reciente que la sapiens: 110.000 años110.000 años.

EL CROMOSOMA Y• Cavalli-Sforza y varios antropólogos mole-culares han estudiado el cromosoma Y de nuestra espe-

cie. Los hombres poseen un cromosoma X y otro Y, mucho más corto. – La diferencia de tamaño tiene sus consecuencias: menos de un 1% del cromosoma

Y se recombina con su pareja (el X). El resto permanece inalterado, a excepción de los polimorfismos. Se puede decir que no recombina.

– Se conocen muchos polimorfismos y secuencias repetitivas, “satélites”. Así, la pareja AC se repite un Nº de veces en una mutación. Esto se aprovecha para rastrear los descendientes de una mutación concreta. Por ello, el cromosoma Y es muy útil para conocer la evolución de las poblaciones humanas y demostrar que las actuales de H. sapiens son producto de una sola migración africana.

• Conclusión. Los estudios dan edades de entre 50.000 y 150.000 años para el primer ancestro masculino, también africano, compartido por todos los grupos actuales de H. sapiens. Pero los últimos dan una edad mucho más temprana, de unos 60.000 años. Así: 100.000 100.000 ++ 50.000 años. 50.000 años.

• Combinando Combinando estosestos datos datos con los aportados por otrascon los aportados por otras disciplinas, disciplinas, como la antropología y la paleontología,como la antropología y la paleontología, hay consenso general en hay consenso general en queque el hombre actual surgió en África hace el hombre actual surgió en África hace unos 150.000 a unos 150.000 a 200.000 años.200.000 años.

El ADN autosómicoADN autosómico• Se trata del tercer tipo de ADN estudiado, el ADN autosómico o nuclear (22 pares de heterocro- mosomas. Se hereda en un 50% de cada progenitor.

• Un sofisticado estudio, emprendido por K. Kidd, de la Universidad de Medicina de Yale, emplea una base de datos con más de 175 marcadores de 175 marcadores de 60 poblaciones60 poblaciones. Esta base de datos, accesible por internet, muestra los métodos y la conclusión a que llega utilizando los polimorfismos del ADN autosómico: el hombre debió originarse en África entre hace 150.000 y 150.000 y 100.000 años100.000 años, hace unos 100.000 años colonizó el sudoeste de Asia, y llegó, finalmente, al Pacífico hace unos 40.000 años.

Medios de dataciónMedios de datación• El C-14 resulta fiable hasta unos 70.000 antes del presente.– Se utiliza, desde luego, para datar documentos históricos, construcciones humanas y fósiles recientes (Neanderthal, Homo erectus tardío…).

– Cada 5.730 años se reduce a la mitad la relación (cociente entre cantidades) entre isótopo de C-14 e isótopo de C-12.

• Hay métodos mejores, por supuesto (ver siguiente diapositiva). – Es relevante que, además, unos y otros se refrenden (lo hacen, con ligeras variaciones dentro de un rango admisible).

–Es importante datar un estrato reconocible en diversos lugares, mejor cuanto más distantes (como ocurrió con el límite K-T, correspondiente al período de extinción de los dinosaurios, hace 65 MA), para conocer su correlación temporal con los hallazgos que en él aparezcan.

Medios de datación• Están:

– El potasio-argón (K-Ar), que se reduce a la mitad cada 1.350 millones de años, y es válido cuando existen capas de ceniza procedentes de erupciones volcánicas. • El método es fiable para varios millones de años.

– El Uranio 238• Cuya fisión nos proporciona fechas exactas entre períodos de varios cientos de millones de años y 3.000 millones de años.

– La datación geomagnética• Esto es, el registro de inversiones de polos magnéticos (la repercusión de los acontecimientos geomagnéticos se hace visible en los diversos estratos de sedimentación de restos.

– Relación de métodos existentes (Wikipedia):• Rubidio 87-estroncio 87, carbono 14-nitrógeno 14, potasio 40-argón 40, uranio 235-plomo-207, etc.