lunes, 30 de mayo de 2011

EVOLUCION ESPECIES ADAPTACION


COMO LAS ESPECIES APARECEN Y DESAPARECEN

QUÉ ES UNA ESPECIE?


Se reconocen en principio cinco grandes grupos de organismos incluyen a las plantas, animales, los hongos, las bacterias, y los organismos con un núcleo verdadero y con una sola célula (protistas).

De esta necesidad de clasificar a los organismos surgió la necesidad de distinguir las especies entre sí. En un principio los naturalistas, como Aristóteles, no distinguían unas de otras. Se hablaba de plantas y animales y se creía que la hibridización entre organismos tan diferentes como el perro y el lobo era un fenómeno muy común, así como el que las semillas de una especie podían germinar llegando a formar una especie diferente. 
El cristianismo, con su concepto de creación de las especies, fue la primera corriente de pensamiento que distinguió entidades claramente separadas unas de otras
Quién duda que la hormiga y el elefante son especies diferentes?,Fue durante el siglo pasado cuando se empezó a cambiar este concepto al observarse que existe gran variación en la morfología entre individuos de la misma especie. La comprensión de como se transmiten las características de padres a hijos con las leyes de Mendel lo modificó...; los perros y los pájaros no pueden cruzarse pero los perros entre sí lo hacen aun cuando sean muy diferentes. La especie es entonces definida como un grupo de individuos que pueden cruzarse entre sí. 
Pero  con esta definición era difícil a veces puntualizar que es una especie, ya que pueden no producir híbridos fértiles. Tres pueden ser las causas de esto. El primero lo ejemplifica la cruza entre un burro y una yegua en la que se produce un mula, que es estéril. El segundo lo representa la hormiga y el elefante en el que dos especies no producen ni siquiera el híbrido. El último ocurre generalmente entre especies muy cercanas entre sí... se forman híbridos que son viables, pero en los que la segunda generación después de la cruza (los nietos) está compuesta por individuos muy débiles que no crecen o mueren rápidamente. 
Por otra parte, existen tres maneras de cómo el híbrido entre dos especies puede no formarse, dependiendo de las características de la reproducción que lo impidan. 

casos a modo de ejemplos de especies distintas y sin embargo....NI NOS CONOCEMOS


Los individuos de dos especies diferentes pueden no formar híbridos porque su época de reproducción no coincida ni en el tiempo ni en el espacio, caso de algunas especies de árboles de la familia  la jacaranda y el frijol que se incluyen dentro del género Cassia. Consiste en que dos especies diferentes, que viven en los mismos lugares del estado de Veracruz por ejemplo, son polinizadas por abejas, pero florecen en diferentes épocas del ańo, lo que hace que no se puedan cruzar entre ellas. 

Otro ejemplo es el de las especies de sapos Bufo americanus y Bufo fowleri: su época de reproducción tampoco coincide: en la primera se da durante la primavera, y en la segunda más tarde. Pero en este caso particular existe también otro impedimento: lo que se llama aislamiento ecológico: B. americanus vive en áreas boscosas y B. fowleri vive en pastizales. De hecho, entonces, los individuos reproductivos de ambas especies ni siquiera se conocen y por tanto nunca forman híbridos. 

TE CONOZCO Y ME GUSTAS


La segunda manera como dos especies se pueden mantener separadas reproductivamente sin formar híbridos consiste en la forma en que en ambas se efectúa el cortejo. En los mosquitos que transmiten la malaria se sabe que la hembra elige a su pareja después de haber sido cortejada: si el que corteja es de otra especie el cortejo no es del agrado de la hembra y ésta no estará receptiva. En las ranas el aspecto más importante lo constituyen las llamadas que los machos hacen. 

Si una llamada de éstas se graba y reproduce con bocinas, las hembras acuden al llamado. En la mosca Drosophila permisilis se han hecho experimentos poniendo hembras con machos de dos especies diferentes: la mitad de la misma especie que son las hembras y la otra mitad de otra muy parecida. Aunque se ha encontrado que la mayor cantidad de apareamiento ocurre entre individuos de la misma especie, existe una cierta proporción de cruzas que ocurren entre diferentes , entonces hay dos fenómenos. Por un lado el hecho de que el cortejo mantiene separadas a las especies, y por el otro el que éstas no son entidades completamente aisladas unas de otras. 
En las plantas el dicho "te conozco y no me gustas" no tiene ningún significado, ya que las plantas no tienen un comportamiento conductual como los animales. Nadie diría que una planta "corteja" a otra. Aun así hay fenómenos que aíslan entre sí a las especies de plantas y que pudieran compararse con lo que ocurre con los mosquitos y las ranas. Para entender mejor esto veamos la historia de la orquídea y la abeja. 
Las flores en general dependen de factores externos para poner el polen (la parte masculina) en contacto con el estigma (la parte femenina). Algunas, como las flores de los pinos o el maíz, dependen del viento para llevar el polen de una a otra. Otras dependen de animales para su acarreo. Las abejas son las acarreadoras por excelencia. 
En otros, en cambio, el polinizador sólo visita una especie de flor y ésta sólo es visitada por él. como el caso de algunas orquídeas y abejas. Las especies de orquídeas están así separadas unas de otras y el polen de una nunca se pone en contacto con el estigma de otra. Este tipo de aislamiento entre especies es entonces muy parecido al de los mosquitos, ya que el mecanismo que une a los dos sexos (en un caso el cortejo y en el otro los polinizadores) mantiene a una separada de la otra. 
Un caso extremo de "te conozco y no me gustas" lo representan muchas especies marinas en las que la fertilización se lleva a cabo no dentro de la hembra sino en forma externa: depositan los huevos (la parte femenina) y el esperma (la parte masculina) en el suelo del mar donde se lleva a cabo la fertilización para la formación de individuos nuevos. En muchas de estas especies los huevos y el esperma contienen sustancias que permiten el reconocimiento de unos por el otro. 
 los mecanismos de reproducción, ya sea de cortejo o de polinización, son muy específicos para las diferentes especies, o porque las células que llevan a cabo la fertilización (el huevo y el espermatozoide) no se identifican entre sí por la ausencia de sustancias específicas.

COMO LAS ESPECIES APARECEN Y DESAPARECEN

En algunos casos la separación de dos especies en el aspecto reproductivo ocurre después de la fertilización. Es decir, los individuos de ambas especies son activos al mismo tiempo y no hay barreras en el ambiente para la fertilización, pero los mecanismos de reproducción no son los mismos. En estos casos se forma un híbrido El aislamiento puede ocurrir entonces porque éste no es viable, o porque no puede sobrevivir, o porque aunque lo hace normalmente, no puede reproducirse. Ejemplo de estos fenómenos los constituyen la cruza entre la cabra y el borrego en la que el pequeńo embrión crece unos pocos centímetros y luego muere, y la que se presenta entre el burro y la yegua que da como resultado la mula. Este híbrido no sólo sobrevive sino que es mucho más vigoroso que cualquiera de su padres. Aun así, es estéril, por lo que no puede reproducirse. 

Los resultados de las cruzas entre diferentes especies han sido siempre sorprendentes. En 1927 se cruzó la col con el rábano con la esperanza de tener una planta que tuviera las hojas de la col y la raíz del rábano. Esta planta sería comercialmente más atractiva ya que toda sería aprovechable. Pero curiosamente se obtuvo un híbrido que tenía  las hojas del rábano y la raíz de la col!, que por supuesto era completamente inútil. Además, como en el caso de la mula, el híbrido también resultó estéril, con lo que quedó demostrado que aunque haya fertilización las dos especies están reproductivamente aisladas. 

LAS ESPECIES SIN MACHOS Y HEMBRAS?


Pero existen otras en las que este fenómeno no ocurre. Ejemplo de ello son muchas especies de caracoles en las que en un mismo individuo se producen las células hembra y macho y en él ocurre la fertilización. También a este grupo pertenecen muchos pastos en los que su polen fertiliza su propio estigma. El ejemplo más extremo de este fenómeno ocurre en las bacterias como las que nos causan la tifoidea. Éstas se reproducen no por un fenómeno sexual sino por la simple división de una célula a la mitad. En estas especies que no se producen sexualmente es difícil aplicar los conceptos acerca de los mecanismos que separan a unas de otras. De hecho, en ningún tipo de bacteria se presenta jamás la unión entre dos células, ni siquiera dentro de la misma especie. En estos casos los biólogos comparan los diferentes caracteres e identifican a las especies como aquellos grupos que más se parecen entre sí. Por ejemplo, hay algunas bacterias que se tińen de un color cuando son expuestas a ciertas sustancias mientras que otras no. Otros caracteres que se usan incluyen reacciones con otras sustancias. 


 Las bacterias se clasifican usando la presencia o ausencia de características diferentes 



LAS ESPECIES QUE FUERON


Muchas especies que existieron en el pasado ya no están con nosotros. mayoría ha desaparecido! Sabemos de su existencia gracias a la observación de sus restos fósiles. Por desgracia no todas han dejado restos fósiles, otras sólo huellas.


CÓMO PUEDEN FORMARSE ESPECIES NUEVAS?


La primera consiste en el aislamiento geográfico de poblaciones de una misma especie, que poco a poco se van separando entre sí, hasta desembocar en la formación de dos especies diferentes, y la segunda, en una separación reproductiva más o menos súbita entre individuos de una misma especie que con el tiempo formarán dos grupos diferentes.

LA SEPARACIÓN GEOGRÁFICA: 

 Estos animales viven en el archipiélago de las Galápagos, frente a las costas de Ecuador, y deben su nombre a que Darwin las estudió en el viaje que hizo por las costas de América del Sur. Los pinzones de estas islas provienen de aquellos que vivían en el continente. La colonización de las islas se efectuó a partir de unos cuantos individuos que al llegar se encontraron en un ambiente un poco diferente del que había en el continente: no era igual la comida, en general no existían los enemigos...  los pinzones inmigrantes se enfrentaron a un medio distinto al cual se adaptaron después de algunas generaciones. El carácter que ha sido mejor estudiado es el de la alimentación. Dependiendo de su dieta existen en general dos tipos de pinzones: los que comen insectos, y que por tanto tienen los picos alargados, y los que comen frutos que los tienen más fuertes y achatados  Esta característica es sólo una de las muchas que se modificaron en los pinzones inmigrantes ,la adaptación a ambientes distintos fue haciendo que las poblaciones de las islas fueran siendo cada vez más diferentes entre sí, hasta que con el tiempo llegó a ser tan grande la diferencia que se generaron especies diferentes. 
Las diferentes especies de pinzones tienen picos que les permiten aprovechar distintos recursos alimenticios. 

LA SEPARACIÓN A VECES ES OBLIGADA, NO ELEGIDA: 

EL CASO DE LAS GLACIACIONES

El segundo  se refiere al caso en el que la separación entre las poblaciones se lleva a cabo no por una migración de un grupo de individuos a otro lado, como lo fue el de los pinzones, sino al efecto directo de una barrera que las separa ,como el caso del aislamiento que sufrieron las poblaciones oriental y occidental de muchos vertebrados en América y Europa durante los periodos de glaciación en el Pleistoceno,(esto es, hace entre 10 000 y 40 000 ańos). Durante estos periodos los casquetes polares aumentaron su tamańo y la temperatura, en general, bajó muchísimo. En donde había cordilleras, éstas estaban siempre cubiertas de nieve y hielo, lo que las convertía en barreras infranqueables ,poblaciones de osos en Europa y de serpientes de cascabel en América quedaron a cada uno de los lados. Después de un largo periodo de aislamiento estas poblaciones se fueron adaptando a los distintos medios que les tocó vivir hasta que se generaron dos especies diferentes. Por ejemplo, en el caso de los osos europeos este mecanismo parece haber dado origen al oso de las cavernas  especie ya desaparecida y al oso más común llamado Ursus arctos , a veces que la barrera que originalmente separaba las dos poblaciones desaparece y permite de nuevo el contacto entre las que ahora son dos especies distintas, pero curiosamente ya no pueden cruzarse entre sí, lo que permite que se mantengan en su nueva forma. Este fenómeno cristaliza entonces la separación de dos poblaciones y la formación de dos especies nuevas. 

AUNQUE TODAVÍA SEPARADAS, SE PARECEN

En algunos casos el proceso de especiacion , no se llega a completar, puede ocurrir porque el tiempo necesario para que las dos poblaciones se hagan dos especies diferentes no ha sido suficiente. Entonces pueden pasar dos cosas: primero, que la barrera que las separaba efectivamente desaparezca (podría ser que un glacial que existía entre ellas se evaporase al aumentar nuevamente la temperatura después de una glaciación). En este caso las dos poblaciones pueden volverse a poner en contacto y, si todavía no son especies diferentes, los mecanismos que podrían impedir que los individuos de ambas se cruzaran y tuvieran hijos y nietos fértiles no habrán llegado a su culminación.Lo mismo ocurriría con poblaciones que se hubieran hecho un poco diferentes cuando la barrera los separaba; al quitarla y cruzarse de nuevo entre sí, se logra que haya no dos poblaciones distintas sino una sola, homogénea: el entrecruzamiento elimina las diferencias entre ellas. 
Puede ocurrir también que aunque la barrera que separa a las poblaciones no desaparezca, éstas no sean lo suficientemente diferentes como para ser consideradas especies distintas.Un ejemplo de este fenómeno lo constituye el caracol que vive en las aguas salobres de la costa este de Cuba y que está formado por seis diferentes grupos . Las diferencias en la forma y el tamańo de la concha así como en la coloración son muy nítidas pero siempre que se ponen en contacto dos de las poblaciones se forman híbridos perfectamente fértiles. 
Un ejemplo de la existencia de subespecies que aún no han completado el proceso de especiación lo constituyen las aves "carboneros" que viven en Europa y en diferentes partes de Asia: la subespecie major vive en Europa y en la parte norte de Asia; la subespecie bokharensis vive en el centro de Asia; la subespecie minor vive en el este de China, mientras que la subespecie cinereus vive en India. Estas subespecies, aunque diferentes, no son lo suficientemente distintas como para ser consideradas especies


Cuando el flujo genético no es homogéneo, la diferenciación evolutiva puede producirse en periodos muy breves.



La reproducción sexual es la unión de dos gametos de diferente sexo. El fenómeno celular que permite que esto se lleve a cabo se llama meiosis. En él la cantidad de material genético de un organismo se reduce a la mitad. Así, tenemos la mitad de la información de nuestra mamá y la otra mitad de nuestro papá. Durante la meiosis se elige uno de cada dos de nuestros cromosomas, ya sea el que heredamos de nuestro papá o de nuestra mamá. Esta elección se lleva a cabo porque los cromosomas que se parecen se juntan en la meiosis y al dividirse la célula uno se va a una célula hija y el otro a la otra .El misterio de la reproducción sexual depende entonces de la capacidad para poder unir dos células diferentes durante la fertilización y luego separar la información en partes que contengan la mitad de ella en la meiosis. 
No siempre una célula tiene la misma cantidad de cromosomas. Algunas tienen el doble del número normal. Por ejemplo, si una célula tiene normalmente dos cromosomas, uno del padre y uno de la madre, en algunos casos se tienen dos del padre y dos de la madre, repetidos. En este caso los gametos involucrados en la fertilización tendrían no un cromosoma sino dos. Hasta este punto todo es posible y de hecho existen muchas plantas y algunos animales que tienen repetida la cantidad de cromosomas hasta varias decenas de veces y sin embargo tienen hijos normales. El problema se presenta cuando un gameto tiene dos cromosomas y el otro solamente uno. El número total en este caso ya no sería dos, que es el normal, o cuatro, que no hace estéril al individuo, sino tres. 
La base celular de las leyes de Mendel ocurre durante la formación de los gametos (meiosis) en la que las alternativas de un carácter (a y A) se segregan y se unen al azar con alternativas de otro carácter (b y B).

UNA ESPECIE INSTANTÁNEA

Si en una población el número de cromosomas se duplica en algunos individuos, éstos quedan instantáneamente aislados de los demás y pueden entonces formar una especie diferente. Este mecanismo ha acompańado la formación de nuevas especies de plantas en aproximadamente una tercera parte de las existentes en la actualidad. Lo que lo distingue de un fenómeno de especiación asociado a una separación geográfica es que es muy rápido y que las barreras a la reproducción entre las especies ocurren sin separación física entre ellas. Ejemplos de este tipo de fenómeno lo constituyen varias de las plantas que cultiva el hombre: el trigo por ejemplo tiene repetidos sus cromosomas seis veces a diferencia del tabaco que tiene cuatro. 
Se ha visto que en muchos casos la repetición de los cromosomas hace a las plantas más vigorosas. Por ejemplo, en la fresa, que puede llegarlos a tener varias veces repetidos, se ha visto que el tamańo de la planta, de la hoja y de la fruta es mayor cuanto más grande es su número. De esta manera es como se ha explicado el éxito que las plantas con cromosomas repetidos han tenido en la naturaleza. 
Los modelos que hemos visto son los que los biólogos usan comúnmente para describir cómo es que se generan nuevas especies. El primero es un fenómeno gradual en el que la separación geográfica precede al aislamiento reproductivo. El segundo, en cambio, es súbito y en él, el aislamiento reproductivo es previo a la divergencia entre las poblaciones. 

EL ASPECTO EXPLOSIVO DE LA ESPECIACIÓN

 la especiación, el origen de nuevas especies se lleva a cabo por la acumulación continua de diferencias entre poblaciones que se adaptan a ambientes distintos, o a la aparición súbita de barreras a la cruza entre ellas. En ninguno de estos casos describimos cómo se pueden generar estructuras que revolucionen el patrón morfológico de una especie. żCómo es, por ejemplo, que aparecen estructuras como la pluma de un ave, los pulmones de los vertebrados, o el aguijón en las abejas? Una vez que aparece un animal con plumas, la capacidad que tiene de usar nuevos recursos se amplía muchísimo. había algunas características que una vez que aparecieron revolucionaron el curso del proceso evolutivo. Cuando las células aprendieron a trabajar juntas formando organismos con muchas de ellas, la división de funciones permitió que las diferentes actividades de un organismo fueran hechas por células especializadas para ello. La presencia de una placenta (que alimenta la sangre de los críos con la de la madre) en los vertebrados permitió que la manutención de una cría se hiciera en forma más efectiva dentro del cuerpo de la madre en donde sería más protegida. 

LA LAGARTIJA CON PLUMAS

Uno de los casos en los que la evolución ha sido explosiva ocurrió cuando se originaron las aves hace aproximadamente 136 millones de ańos. En muy poco casos tenemos fósiles que den testimonio de la evolución de formas novedosas, pero éste es uno de ellos. El fósil Archeopterix lithographica aun cuando posee características típicas de las aves, como grandes ojos y plumas, conserva muchas de las de los reptiles, como la presencia de dientes. Este animal representa  un paso intermedio entre los reptiles y las aves. 

La existencia de grupos nuevos que revolucionan el camino de la evolución depende directamente de la aparición de estructuras novedosas que mejoren la adaptación del organismo a un medio ambiente particular , por ejemplo, el aguijón de las abejas, los pulmones de los vertebrados, o las espinas de los nopales, tendremos ejemplos de estructuras que en el pasado tenían una función diferente a la actual. El aguijón de las abejas era una estructura para poner los huevos que se modificó para la defensa. De la misma manera, la vejiga natatoria (estructura que usan ciertos peces para controlar la profundidad a la que nadan) se originó de la modificación de pulmones en peces primitivos. La vejiga natatoria, puede o no llenarse de aire, de tal suerte que funciona como un globo. Por último las espinas de los nopales son en realidad hojas que se transforman para solventar la sequía del medio ambiente. Otra vez en este caso una estructura que funcionaba para llevar a cabo la fotosíntesis, dando de comer a la planta, se modificó para evitar que la planta perdiese agua, además de servirle, por supuesto, como una defensa contra los animales que quieran comérsela. 
La evolución de novedades como las que hemos visto es entonces un proceso oportunista que se aprovecha de las estructuras que pueden ser modificadas, cambiando su función y aumentando la adaptación del organismo a su medios. 

LAS ESPECIES TAMBIÉN SE EXTINGUEN

Alrededor de 95 a 99 por ciento de las especies que han vivido en nuestro planeta ya no existen. Desde luego que su aparición es un fenómeno importante, pero su extinción lo es casi tanto. Hay dos maneras como una especie puede desaparecer: debido a la presión que ejercen los organismos entre sí, una epidemia o un depredador muy voraz pueden ser ejemplos de este fenómeno, o a características del medio ambiente físico que al modificarse abruptamente convierten un lugar dado en imposible de habitar, cambios en las temperaturas o la cantidad de lluvia son algunos ejemplos.