Introducción a la teoría sintética

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Una vez que Charles Darwin escribió El origen de las especies, surgió la pregunta ¿cuáles son los mecanismos que producen la evolución y qué origina las variaciones entre los individuos de una población? Esta pregunta fue el punto de partida para nuevas investigaciones relacionadas con la explicación del proceso de evolución.

 

Fue así como la teoría sintética, o síntesis moderna, se gestó entre las décadas de los 30 y 40 del siglo pasado, sus investigaciones fueron el resultado de la contribución de diversas disciplinas, como la paleontología, la genética, la biología sistemática y las matemáticas. Para sus creadores, la evolución de las especies es el resultado de la interacción entre la variación genética, las mutaciones y la selección natural.

variación genética, las mutaciones y la selección natural.

Ahora sabemos que existen otras fuerzas que actúan en el proceso evolutivo, como el flujo genético, la deriva génica, la endogamia y su influencia en la genética de las poblaciones

Ahora sabemos que existen otras fuerzas que actúan en el proceso evolutivo, como el flujo genético, la deriva génica, la endogamia y su influencia en la genética de las poblacionesEsta teoría toma como base los postulados de la evolución por selección natural de Darwin-Wallace, los cuales se enlistan a continuación:

Evolución: todos provenimos de un mismo ancestro en común.

Especiación: proceso mediante el cual se forman dos o más especies a partir de un mismo ancestro en común a lo largo del tiempo.

Principio de Malthus: todo organismo vivo produce más descendencia de la que puede sostener.

Poblaciones naturales: las poblaciones naturales pueden evolucionar rápidamente si las condiciones ambientales cambian drásticamente.

Selección natural: variabilidad, los organismos en su competencia por la vida producen descendencia con modificaciones heredables. Como resultado se producen nuevas especies.

E integra los siguientes conocimientos sobre la teoría cromosómica de la herencia, aportados por Gregor Mendel:

Genética-herencia: la herencia biológica es el resultado de la unión de las características de los progenitores.

Principio de dominancia: es el alelo dominante que se manifiesta en un fenotipo, provenientes de uno o ambos progenitores.

Ley de uniformidad: cuando se cruzan dos razas puras la descendencia es heterocigota, es decir, híbrida.

Ley de segregación: dos alelos de cada gen deben separarse a distintos gametos durante la formación de los óvulos y espermatozoides, es decir, cada gameto contiene un alelo de cada gen.

Genotipo y fenotipo: el fenotipo son las características observables de un individuo y el genotipo se refiere a la información genética de éste.

Principales representantes

Los principales exponentes de la Teoría Sintética o Síntesis Moderna fueron: el genetista ucraniano Theodosius Dobzhansky, el zoólogo alemán Ernst Mayr, el biólogo evolutivo inglés Julian Huxley, el paleontólogo estadounidense George G. Simpson y el botánico George Ledyard Stebbins, también estadounidense. Cada uno hizo propuestas con base en sus propias investigaciones y publicó sus ideas en diferentes libros. No obstante, todos estos investigadores se reunieron en el Congreso de Biología Evolutiva celebrado en Princetown, New Yersey, Estados Unidos en 1947 para intercambiar sus ideas y producto de este evento se considera el surgimiento de la Teoría Sintética de la Evolución como una propuesta aceptada por la comunidad científica.

 

Theodosius Dobzhansky propuso en su libro Genética y el Origen de las Especies (1937) que la evolución es el resultado de cambios en las frecuencias génicas o alélicas de una población; es decir, en los cambios que hay en la proporción de un alelo con respecto a todas las variantes de un gen dentro de una población. Estos cambios genéticos se debían a los procesos de mutación y recombinación genética. Aplicó los modelos matemáticos generados a partir de las Leyes de Mendel a la Teoría de la Evolución, lo que permitió cuantificar y modelar el cambio evolutivo a nivel de genética de poblaciones.

Theodosius Dobzhansky publicó Genética y el Origen de las Especies (1937)

Ernest Mayr publicó Sistemática y El Origen de las Especies (1940) donde propuso el concepto biológico de especie, el cual establece que: “una especie no es solamente un grupo de individuos morfológicamente similares, sino que es un conjunto de individuos que pueden reproducirse entre sí y dejar descendencia fértil”. Mayr explicó que los individuos de una especie están separados reproductivamente de los individuos de otras especies debido a procesos de aislamiento geográfico, comportamientos diferentes de apareamiento o cambios en las estrategias de búsqueda de alimento. De esta manera, Mayr incorporó la escala geográfica y la conducta en los estudios evolutivos, los cuales son la base para explicar mecanismos de especiación. Mayr realizó estas propuestas con base en sus estudios en aves, pues era ornitólogo, pero el concepto biológico de especie no se aplica a bacterias ni a varios animales invertebrados que tienen reproducción asexual. Tampoco es adecuado para especies de plantas que tienen ambos sexos en un mismo individuo o que presentan hibridación. No obstante, el concepto biológico de especie representó un avance respecto al concepto morfológico de especie que se había usado desde el siglo XVIII y es adecuado para varias especies de animales vertebrados.

Ernest Mayr publicó Sistemática y El Origen de las Especies (1940)

George Gaylord Simpson empleó las ideas de Dobzhansky sobre la evolución y las aplicó a los fósiles en su libro Tiempo y Modo en Evolución (1944). Para explicar el proceso evolutivo en una escala de tiempo geológico, Simpson propuso que en una población aparecen constantemente mutaciones con base en los procesos de segregación y recombinación genética. La aparición de estas mutaciones es un proceso aleatorio que se mantiene a lo largo del tiempo geológico dentro de una población de especies ancestrales y especies descendientes. Esta secuencia de ancestros-descendientes constituye un linaje, en el cual se fijarán o desaparecerán ciertas mutaciones dependiendo de la selección natural, las condiciones ambientales y la variación genética poblacional.

Al estudiar fósiles de diferentes especies de vertebrados, Simpson observó que se presentan aspectos morfológicos dentro de un linaje que son constantes a lo largo de millones de años debido a la estabilidad de condiciones ambientales. No obstante, incluso en un ambiente constante puede existir un proceso de especiación, ya que en todo momento aparecen mutaciones al azar por procesos genéticos. Un ejemplo es la evolución del caballo, el cual se caracteriza por la pérdida gradual de dedos en sus extremidades y el incremento de tamaño corporal. Estas características en el linaje de caballos se pueden explicar como una selección de características favorables a la estepa, un ecosistema que se ha mantenido en el planeta Tierra a lo largo de la Era Cenozoica.

George Gaylord Simpson publicó Tiempo y Modo en Evolución (1944)

George Ledyard Stebbins publicó Variación y Evolución en Plantas (1950) en donde aplicó los conceptos de genética mendeliana a la evolución de plantas. Explicó que el fenómeno de hibridación, es decir, el entrecruzamiento entre especies diferentes que deja descendencia fértil, es común en plantas. Este proceso genera individuos que son genéticamente poliploides, es decir, que tienen más de dos copias genéticas para cada gen. En contraposición, la mayoría de los animales son diploides, tienen dos copias para cada gen, una paterna y otra materna. Sin embargo, los fenómenos de hibridación y poliploidía también pueden estudiarse con base en los métodos propuestos por Dobzhansky sobre genética de poblaciones. Además, demostró que la selección de híbridos depende de las condiciones ambientales y puede aprovecharse para generar variedades con características deseadas para la agricultura.

George Ledyard Stebbins publicó Variación y Evolución en Plantas (1950)

En cuanto a Julian Huxley , se dedicó a divulgar la teoría de la evolución por selección natural con base en las nuevas propuestas de todos sus contemporáneos. A manera de compilación, publicó Evolución: La Síntesis Moderna (1942) en el cual explicó definiciones y procesos evolutivos al público en general de la teoría sintética. No era como tal un biólogo dedicado a la investigación, pero su participación en círculos políticos y científicos importantes, como la Sociedad Zoológica de Londres, la UNESCO (de la que fue el primer director) y la WWF (World Wildlife Fund o Fondo Mundial para la Naturaleza en español) permitió la divulgación y aceptación de las ideas de Darwin y Mendel a nivel internacional.

Julian Huxley publicó Evolución: La síntesis Moderna (1942)

Postulados

1. Fenotipo y genotipo: el fenotipo corresponde a las características observables de un individuo, en tanto que el genotipo se refiere a la información genética de un individuo, se le considera el centro de las variaciones genéticas.

2. Caracteres adquiridos: no se heredan, es decir, son las características que un organismo adquiere, ya que sus propias experiencias no son heredables.

3. Variaciones: son el resultado de cambios en los genes o mutaciones, que pasan de una generación a otra.

4. Mutaciones: cambios en las secuencias del ADN, los genes experimentan mutaciones lo cual da origen a la evolución.

5. Niveles de organización: los organismos ecológicamente se organizan en especies, poblaciones y comunidades. La evolución ocurre a nivel de poblaciones y no a nivel de individuos.

6. Cambios en las especies: la selección natural puede generar pequeñas o grandes diferencias entre las especies, por ejemplo, la mariposa Biston betularia que típicamente es blanca, con el advenimiento de la Revolución industrial mutó a color negro, lográndose mimetizar en los troncos de los abedules ahora manchados de carbón. Los cambios genéticos se pueden observar con el paso de las generaciones, por ejemplo, en el color de los ojos.

7. Poblaciones naturales: pueden evolucionar rápidamente si las condiciones ambientales cambian drásticamente.

8. Poblaciones de una misma especie: habitan en espacios geográficos distantes exhiben diferencias genéticas.

9. Especiación: es el proceso mediante el cual se forman dos o más especies a partir de un mismo ancestro común.

Como toda teoría, la sintética está sujeta a la revisión constante; por esta razón se le incorporó la genética de poblaciones, creada en 1918 por Wilhem Weinberg y Geofrey Hardy.