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Evidencias • Evidencias moleculares de la evolución • 9 cápsulas

¿Qué son las evidencias moleculares de la evolución?

Uno de los descubrimientos más inesperados en biología molecular fue que las moléculas evolucionan igual que las estructuras somáticas, es decir, los cuerpos.

Por poner un ejemplo, si los chimpancés y los humanos tienen un ancestro común más reciente que el de los chimpancés y los canguros, entonces la hemoglobina de los chimpancés se va a parecer más a la de los humanos que a la de los canguros. Lo interesante es que al analizar diferentes proteínas, se llega a la misma conclusión.

Durante años se pensó que los hongos eran más cercanos a las plantas que a los animales. Cuál sería la sorpresa cuando los biólogos moleculares descubrieron que mucha de la química básica de los hongos es mucho más parecida a la de los animales que a las plantas.

Desde 1962 se sabe que las moléculas cambian con el tiempo, pero además lo hacen a un ritmo más o menos constante. Esto ha servido para diseñar una especie de reloj molecular que permita, dadas dos moléculas con diferencias entre ellas, estimar cuando ocurrió el cambio.

Con este método fue posible mostrar, después de analizar muchas proteinas de los chimpancés y los humanos, que la separación en dos ramas se dio hace 5-8 ma, no entre 14-16 ma como se pensaba antes.

Como éste, hay multitud de ejemplos a partir de los cuales se ha determinado el origen común y el tiempo transcurrido desde la separación de dos especies, por el hecho de tener moléculas parecidas de determinadas proteínas. 

También existen evidencias anatómicas, genéticas, geográficasgeológicas y paleontológicas de la evolución.

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Referencias:
Referencia. Mayr, Ernst, () What Evolution Is. p. 36

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Eucariontes coanoflagelados, nuestros parientes unicelulares más cercanos

Originalmente se pensaba que toda la maquinaria para desarrollar animales multicelulares apareció junto con los animales multicelulares.

Esto es, se pensaba que todas las moléculas que hacen posible que las células se adhieran unas a otras e interactúen entre ellas, no existían antes de que existieran los animales multicelulares.

Resulta que esto no es cierto. Sucede que unos eucariontes unicelulares, llamados coanoflagelados, son los microbios unicelulares más cercanos a los animales multicelulares.

Dentro del ADN de estos microbios hay gran cantidad de genes activos que son parte de la maquinaria molecular para construir cuerpos animales.

Son nuestros parientes unicelulares más cercanos y sirven como modelo para reconstruir al último antepasado unicelular de los animales.

Aquí es posible encontrar más ejemplos de evidencias moleculares de la evolución.

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Referencias:
Referencia. Shubin, Neil, () Your Inner Fish: A Journey into the 3.5-Billion-Year History of the Human Body. p. 133

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La anemia falciforme

La anemia falciforme es causada por una hemoglobina anormal.

Sorprende que en África la anemia es mucho más común en tribus que viven cerca de lagos o costas, que en tribus que viven en zonas altas.

Resulta que los individuos con este rasgo, si es recesivo, es decir, si los individuos son heterocigóticos, no desarrollan anemia, pero son más resistentes a la malaria y a algunos parásitos.

Los individuos con este gen recesivo están mejor adaptados a un ambiente con malaria y sobreviven a la enfermedad.

Únicamente aquellas personas que son homocigóticas, es decir, que tienen el gen dominante, desarrollan la anemia.

Aquí es posible encontrar más ejemplos de evidencias moleculares de la evolución.

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La malaria y la anemia falciforme
       
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Referencias:
Referencia. Carroll, Sean B., () The Making of the Fittest. p. 174

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La evolución del animal unicelular a multicelular

En muchos de los animales unicelulares, la gran parte de la maquinaria molecular para adhesión e interacción celular no está ahí todavía.

Cuando nuestros ancestros cambiaron de unicelulares a multicelulares, las células tuvieron que utilizar nuevos recursos para trabajar juntas. Necesitaron ser capaces de comunicarse entre ellas.

Hace 600 ma los mares se empezaron a poblar con criaturas multicelulares: criaturas con cuerpos, muy distintas a colonias de células.

Esto fue lo que hizo posible que después surgieran los organismos complejos.

Las células de un organismo multicelular se especializan para dedicarse a distintas funciones. Por ejemplo, hay células que están en el exterior y mantienen la humedad del organismo, hay células que pasan a formar un órgano.

Es asombroso que todas ellas son capaces de trabajar juntas y comunicarse.

Estas características constituyen las herramientas necesarias para construir distintos cuerpos de animales.

El surgimiento de estas herramientas fue toda una revolución que después permitió el movimiento, el crecimiento y el desarrollo de nuevos órganos que ayudaron a comer, digerir y detectar el mundo de alrededor.

Charniodiscus y Ediacaria son ejemplos de los primeros organismos multicelulares en aparecer durante el periodo Ediacárico.

Aquí es posible encontrar más ejemplos de evidencias moleculares de la evolución.

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Referencias:
Referencia. Shubin, Neil, () Your Inner Fish: A Journey into the 3.5-Billion-Year History of the Human Body. p. 119 y 132

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La tolerancia a la lactosa

La leche es alimento para bebés, no es alimento para adultos. La leche contiene un azucar llamada lactosa, que requiere de una enzima particular llamada lactasa para su digestión. Los bebés producen lactasa, por lo tanto digieren la leche sin problema. Los adultos no la producen.

Esto sucede no nada más en los bebés humanos, sucede en los críos de todos los mamíferos. A estos críos, cuando llegan a la edad en que son destetados, se les ""apaga"" el gen que hace posible que se produzca la lactasa y dejan de tolerar la leche.

Un adulto que no tolera lactosa puede llegar a sufrir flatulencia, cólicos estomacales, diarrea y vómito si ingiere leche o alguno de sus derivados.

Sin embargo, resulta que habemos algunos humanos que sí toleramos la lactosa y sí podemos tomar leche y derivados de ella sin tener problemas estomacales. ¿Qué sucedió en estos seres humanos?

Los adultos que toleran lactosa son en general tribus como los Tutsi de Rwanda, los Fulani y los Tuareg de África Occidental, los Sindhi del norte de India, los Beja del noreste de África y algunas tribus europeas de donde probablemente descendemos muchos de nosotros. Lo que todas estas tribus tienen en común es que son tribus de pastores que han convivido continuamente con animales domesticados que producen leche.

Entre los actuales seres humanos que no toleran lactosa están los japoneses, los chinos, los Inuit y los aborigenes australianos.

No sabemos a ciencia cierta qué fue lo que exactamente sucedió pero seguramente hace miles de años algunos adultos se vieron en la necesidad de consumir leche en época de hambruna y los que eran más tolerantes a la lactosa fueron los que sobrevivieron mejor.

Una pequeña ventaja reproductiva de estos individuos sobre los que eran intolerantes a la lactosa hizo que el gen que no se ""apaga"" en la edad adulta se popularizara en la población.

Lo que sí se sabe es que de manera independiente aparecieron mutaciones en tres regiones distintas a diferentes tiempos:

  1. En Europa sucedió una mutación hace 7,500 años, coincidiendo con la fecha en que se inició la ganadería.
  2. En África hubo otra mutación diferente hace 5,000 años, también coincidiendo con la fecha en que se domesticó el ganado,
  3. En Asia, los individuos tolerantes a la lactosa tienen dos mutaciones, que debieron haber sucedido cuando comenzaron a ingerir leche de camello.

Aquí es posible encontrar más ejemplos de evidencias moleculares de la evolución.

Recomendamos la lectura de este artículo sobre el tema, publicado muy recientemente.

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La evolución de la tolerancia a la lactosa
       
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Referencias:
Referencia. Dawkins, Richard, () The Ancestor´s Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution. p. 31

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La visión en las aves en comparación con la visión en los mamíferos

Nosotros percibimos el mundo a través de un tipo de ojos que tienen 3 receptores de color, lo que nos permite ver 3 colores primarios y 4 combinaciones básicas de estos colores primarios. Sin embargo, somos de los pocos mamíferos con 3 receptores: la mayoría tiene solo 2.

Las aves tienen 4 receptores de color. Esta configuración les permite ver 4 colores primarios y 11 combinaciones básicas, expandiendo el rango de la visión a color de las aves más allá de lo que cualquier humano podría experimentar o imaginar.

La capacidad visual en aves y en mamíferos difiere debido a eventos que sucedieron en el Jurásico, hace 150 ma.

Las aves tienen excelente vista pues la necesitan en el momento de volar. La heredaron de sus ancestros reptiles, cuando el linaje que dio lugar a las aves modernas se separó de los dinosaurios.

Los mamíferos también evolucionaron a partir de los reptiles, pero se separaron de ellos mucho antes que las aves. Contrario a las características de las aves, los antepasados de los mamíferos durante el Jurásico eran unas criaturas nocturnas parecidas a las musarañas.

La selección natural es muy ahorrativa: los lujos visuales de los reptiles eran un exceso para estos protomamíferos que vivían de noche. Dos de los receptores heredados se perdieron. Hasta el día de hoy, la gran mayoría de los mamíferos tiene únicamente 2 receptores de color.

Algunos primates, incluyendo los antepasados de los humanos, desarrollaron después un tercer receptor de color.

Aquí es posible encontrar más ejemplos de evidencias moleculares de la evolución.

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Referencias:
Referencia. Haskell, David George., (2012) The Forest Unseen. p. 16

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La visión en los primates

Todos los simios y los monos del viejo mundo tienen visión tricromática (vemos rojos, verdes y azules) y tienen tres genes de opsinas, que son las proteinas responsables de la percepción de la luz.

Casi todos los monos del nuevo mundo, los roedores y otros mamíferos tienen visión dicromática (ven amarillo y azul pero confunden rojos con verdes) y tienen dos genes de opsinas.

Esto sugiere que la visión tricromática surgió en un antepasado de los monos del viejo mundo, después de la separación de los linajes del nuevo y viejo mundo, y como una adaptación que permitió discriminar hojas y frutos de diferentes colores.

También sugiere que se dio por una mutación que provocó que se duplicara un gen de opsina, que después divergió para absorber la frecuencia del azul en el espectro.

Al depender de la visión tricromática, los genes del olfato les fueron menos útiles y como resultado, los primates del viejo mundo tenemos muchos genes del olfato fosilizados.

Aquí es posible encontrar más ejemplos de evidencias moleculares de la evolución.

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Referencias:
Carroll, Sean B., () The Making of the Fittest. p. 102

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Moléculas necesarias para la visión

Se sabe que las moléculas que la visión requiere, como la rodopsina y las proteínas del cristalino, evolucionaron en organismos unicelulares.

La rodopsina es utilizada en todos los sistemas visuales, desde los más sencillos hasta los más complicados.

Sin embargo, existe en bacterias y existe en archaea, donde juega un papel en la interacción de las bacterias con la luz solar.

Esto sugiere que dado suficiente tiempo y dadas las ventajas adaptivas de discriminar la luz, la evolución de la vista en animales multicelulares fue inevitable.

Aquí es posible encontrar más ejemplos de evidencias moleculares de la evolución.

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Referencias:
Referencia. Conway Morris, Simon, () Life´s Solution: Inevitable Humans in a Lonely Universe. p. 173

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Visión en la oscuridad

Existen mamíferos con vida nocturna o subterránea, como son los micos nocturnos, los gálagos, los loris lentos y las ratas topo ciegas.

No dependen de visión cromática pues viven en la oscuridad, aun cuando descienden de mamíferos que tenían vida diurna y visión a colores. 

Todos ellos tienen sus genes de opsinas fosilizados, es decir, sufrieron mutaciones que los hicieron inservibles.

Esto es el resultado de una adaptación a un estilo de vida nocturno o subterráneo y una muestra de cómo la evolución desecha todo aquello que no le es útil.

Aquí es posible encontrar más ejemplos de evidencias moleculares de la evolución.

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Referencias:
Carroll, Sean B., () The Making of the Fittest. p. 125

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