viernes, 12 de junio de 2020

PORQUÉ LA EVOLUCIÓN PARECE TENER UNA DIRECCIÓN Y QUE ESPERAR A CONTINUACIÓN

¿La evolución siempre e inevitablemente genera mayor diversidad y complejidad, teniendo una dirección predecible?

  

¿La vida inteligente es una mala noticia para la diversidad? Imagen vía Gudkov Andrey / Shutterstock .

 


La diversidad y complejidad de la vida en la Tierra es asombrosa: 8 millones o más de especies vivas, desde algas hasta elefantes, evolucionaron de un ancestro común simple y unicelular hace unos 3.500 millones de años. ¿Pero eso significa que la evolución siempre e inevitablemente genera una mayor diversidad y complejidad, teniendo una dirección predecible?

Charles Darwin identificó tres ingredientes necesarios para que ocurra la selección natural. Los individuos deben ser diferentes, por lo que hay variación en la población. También deben poder transmitir esta variación a la descendencia. Finalmente, los individuos deben competir por recursos que limitan el número de descendientes que pueden producir. Es probable que las personas con variaciones que les permitan obtener más recursos produzcan más descendientes como ellos.

La evolución también depende del contexto y el entorno, que notoriamente cambian constantemente de manera impredecible. Por ejemplo, los peces que comienzan a vivir y evolucionar en cuevas apagadas a menudo pierden la vista , porque los costos de desarrollarlos superan sus ventajas.

Pez cueva ciego. Imagen vía wikipedia

 

Entonces, la selección natural opera de una generación a la siguiente. No puede planificar con anticipación o tener una meta. Además, no todo cambio evolutivo es una respuesta a la selección, pero puede ser neutral o aleatorio. 
Ni siquiera se garantiza que produzca más especies, ya que la evolución puede ocurrir en un solo linaje y esto puede extinguirse en cualquier momento. ¿Cómo podemos conciliar un proceso sin rumbo con la desconcertante diversidad y complejidad que vemos?

Influencia ecológica

La ecología y la evolución son dos caras de la misma moneda. El entorno no es solo el entorno físico de un organismo, sino también las otras especies biológicas con las que interactúa.

Podemos ver esta interacción ambiental profundamente en la historia de la vida. Durante miles de millones de años, los organismos fueron "atrapados" como células individuales dentro de los mares. Varios grupos desarrollaron independientemente la multicelularidad (tal vez 25 veces). Pero los primeros animales, plantas y hongos con desarrollo complejo, diferentes tejidos y órganos solo aparecieron hace unos 540 millones de años, con la "explosión" cámbrica de la diversidad.

Esto puede haber sido provocado por el aumento de los niveles de oxígeno en los océanos, que fue, a su vez, el resultado de la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas y otros organismos convierten la luz solar en energía mientras liberan oxígeno, en formas de vida mucho más simples durante millones de años.

Una vez que los animales alcanzaron un mayor tamaño y desarrollaron tripas, partes duras, mandíbulas, dientes, ojos y patas, se hicieron posibles redes alimenticias complejas, junto con "carreras de armamentos" entre depredadores y presas. 
Los grupos con adaptaciones que les permitieron vivir en tierra abrieron aún más oportunidades. Una vez fuera de la bolsa, estas innovaciones fueron difíciles de "no inventar", promoviendo la diversidad.

El único diagrama en "Sobre el origen de las especiesde Darwin muestra las especies que se dividen en el tiempo. Si se originan más especies de las que se extinguen, entonces aumenta la riqueza de especies. Darwin se preguntó si el espacio ecológico podría simplemente "llenarse" algún día.

Diagrama de Sobre el origen de las especies. Imagen vía Wikipedia.

Pero hasta donde podemos decir, el recuento de especies ha aumentado durante la mayor parte de los últimos 250 millones de años. Incluso las extinciones masivas naturales pasadas fueron solo retrocesos temporales que pueden haber creado aún más oportunidades para la diversidad a largo plazo.

La variación no es aleatoria.

A medida que los organismos desarrollan sistemas de desarrollo más complicados, sin embargo, pueden volverse menos capaces de modificar ciertos aspectos de su anatomía. Esto se debe en parte a que los genes, los tejidos y los órganos a menudo tienen varias funciones diferentes, por lo que puede ser difícil cambiar uno para mejor sin "romper" accidentalmente algo en otro lugar.

Por ejemplo, casi todos los mamíferos, desde las jirafas hasta los humanos, están atrapados con solo siete huesos del cuello. Cada vez que se desarrollan o evolucionan diferentes números, traen otros problemas anatómicos. Las aves son completamente diferentes y parecen desarrollar nuevas cantidades de vértebras del cuello con notable facilidad: los cisnes solo tienen entre 22 y 25. Pero en general, mientras que la evolución produce nuevas especies, la flexibilidad de los planes corporales de esas especies puede disminuir con la complejidad creciente.

Las jirafas tienen 7 huesos del cuello. Imagen vía John Michael Vosloo / Shutterstock.

Muy a menudo, las especies estrechamente relacionadas terminan siendo seleccionadas por caminos similares. Además, "sesgo de desarrollosignifica que la variación anatómica no se produce al azar. Toma mamíferos. 
Provienen de un ancestro común y han tomado formas sorprendentemente similares a pesar de que han evolucionado en diferentes continentes. 
Este es otro ejemplo del hecho de que la evolución no es completamente impredecible: Solo hay tantas soluciones a los mismos problemas físicos y biológicos, como ver, cavar o volar.

El futuro de la evolución

Claramente, hay una aparente contradicción en el corazón de la biología evolutiva. Por un lado, los mecanismos de evolución no tienen predisposición al cambio en ninguna dirección en particular. Por otro lado, deje que esos mecanismos se pongan en marcha, y más allá de cierto umbral, los sistemas ecológicos y de desarrollo entretejidos que generan tienden a producir más y más especies con mayor complejidad máxima.

Entonces, ¿podemos esperar más diversidad y complejidad en el futuro? Ahora estamos al comienzo de una sexta extinción masiva, causada por humanos y sin mostrar signos de detenerse, borrando los resultados de millones de años de evolución. 
A pesar de esto, los humanos mismos son demasiado numerosos, generalizados y adaptables para estar en grave riesgo de extinción en el corto plazo. Es mucho más probable que extendamos aún más nuestra distribución mediante la ingeniería de biosferas habitables en otros planetas.

Algún día podemos encontrar vida extraterrestre en otros planetas. ¿Seguirían la misma trayectoria evolutiva que la vida en la Tierra? Desde una celda, la transición a la multicelularidad puede ser un obstáculo fácil de saltar. Aunque llegó bastante tarde en la Tierra, sin embargo, sucedió muchas veces. El desarrollo más complicado con diferentes tipos de tejidos evolucionó en solo unos pocos grupos en la Tierra, por lo que puede representar una alta barrera.

Si la biología alienígena supera algunos obstáculos, es probable que su desarrollo favorezca los patrones de diversidad creciente y máxima complejidad. 
Pero quizás una especie dominante e inteligente como los humanos siempre será una mala noticia para muchas de las otras especies en los planetas donde evolucionan.

El astrónomo Frank Drake propuso una ecuación para estimar cuántas civilizaciones inteligentes podríamos esperar en nuestra galaxia. Esto contenía un término para cuánto tiempo podrían existir tales civilizaciones antes de destruirse a sí mismas. Drake era pesimista sobre esto: esperemos que se haya equivocado.

Matthew Wills, profesor de paleobiología evolutiva en el Milner Center for Evolution, Universidad de Bath
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. 
Leer el artículo original.

En pocas palabras: Por qué la evolución parece tener una dirección y qué esperar a continuación.

Fuente: EarthSky Publicado por EarthSky Voices en la TIERRA 
12 de junio de 2020


Traducción libre de Soca