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Evolución
La reconstrucción de la historia de la vida en nuestro planeta, nos revela que los seres vivos que conocemos actualmente, son el resultado de un proceso de cambio en las especies a través del tiempo, adecuandose al medio que los rodea. Este proceso, se llama evolución, y comenzó desde que los seres vivos aparecieron en la Tierra.
Es una de las propiedades de los seres vivos, y no se ha detenido jamás. Origina así, desde las formas de vida mas primitivas, hasta la enorme y compleja diversidad biológica que conocemos hoy en día.
Pruebas de la Evolución
Tenemos al menos cinco pruebas que demuestran su existencia, ya que no se puede comprobar directamente, debido a que no poseemos una maquina del tiempo. Estas pruebas, son:
Fósiles
Los fósiles constituyen una de las pruebas más contundentes en favor de la evolución de los seres vivos porque demuestran que los organismos que vivieron en épocas geológicas pretéritas son distintos a los actuales, es decir, que han cambiado a lo largo del tiempo.
Los hallazgos de fósiles que constituyen formas intermedias entre dos grandes grupos de seres vivos sirven, en ocasiones, para confirmar las líneas evolutivas que algunos científicos ya habían trazado.
Anatomía comparada
El estudio comparativo de la anatomía de cualquier sistema o aparato, entre los miembros de los diversos grupos de animales y vegetales, revela semejanzas que pueden ser explicadas si se supone la existencia un antepasado común que al evolucionar y diversificarse dio lugar a los diferentes tipos actuales.
Los órganos de diferentes seres vivos, que son semejantes porque tienen su origen en un antepasado común, reciben el nombre de órganos homólogos.
Algunos órganos, como los huesos de las caderas que tienen algunas especies de serpiente, el apéndice o el cóccix humanos, que no son funcionales, reciben el nombre de órganos vestigiales.
Embriología
Las diferencias anatómicas entre los diferentes grupos de animales vertebrados son muy notorias. Es fácil, usualmente, distinguir los peces de los anfibios, los reptiles, las aves o los mamíferos en estado adulto. Sin embargo, cuando se examinan los embriones de distintos tipos de vertebrados es difícil distinguir unos de otros en los primeros estadios del desarrollo.
La gran semejanza entre los embriones de los peces, anfi bios, reptiles, aves y mamí feros se considera una prueba a favor del proceso evolutivo, pues también sugiere un origen común para todos los vertebrados.
Biología molecular
Todos los seres vivos, desde las bacterias a las ballenas, estamos formados por las mismas moléculas: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos; lo que resulta ser una evidencia más en apoyo de la evolución de los seres vivos a partir de un antepasado común.
Otra dato de gran importancia que ha aportado la biología molecular para apoyar la evolución de los seres vivos a partir de un antecesor común es que el código genético es el mismo para todos los seres vivos sin excepción. Es decir, el mensaje cifrado en forma de secuencia de bases nitrogenadas que contiene el ADN se interpreta de la misma manera en cualquier ser vivo, sea una bacteria, un alga, un hongo o un hipopótamo: el código genético es universal.
Biogeografía
La biogeografía muestra que la distribución de las distintas especies de seres vivos en el planeta no es uniforme, muchos animales y vegetales se hallan solamente en determinadas regiones de la Tierra. Las especies surgen una sola vez y, a partir de su punto de origen, se dispersan hasta que encuentran una barrera que las detiene.
La distribución actual de los camellos y sus parientes más próximos, las llamas, por ejemplo, puede explicarse suponiendo que su antepasado común se originó en Norteamérica, donde actualmente no exis ten, pero han sido hallados en forma fósil, y desde allí se dispersaron hacia Europa, África y Sudamérica cuando los tres continentes estaban unidos por lenguas de tierra o hielo. Estas formas primitivas evolucionaron después independientemente en los tres continentes para dar las distintas especies actuales.
Teorías de la Evolución
Fijismo
El fijismo es una idea antigua que dice que los seres vivos no cambian con el tiempo. Según esta teoría, las especies fueron creadas tal como son ahora y siempre han sido iguales.
Los fijistas pensaban que:
Los animales y las plantas no evolucionan.
Cada especie fue creada por un ser superior (como Dios) y no puede cambiar.
Si hay diferencias entre animales de la misma especie, son detalles pequeños, pero no cambian de especie.
Esta idea fue muy aceptada durante siglos, hasta que surgieron teorías como la de Lamarck y Darwin, que demostraron que las especies sí pueden cambiar con el tiempo.
Evolucionismo
El evolucionismo son aquellas teorías agrupadas que defienden que los seres vivos sí cambian con el tiempo. Por ello, todas las especies que conocemos no son iguales en tiempos pasados. Dos grandes científicos son los que hablaremos, referentes del evolucionismo:
Jean-Baptiste Lamarck (1744–1829)
Lamarck fue un naturalista francés que vivió en una época en la que la mayoría de los científicos pensaban que las especies eran fijas, es decir, que no cambiaban con el tiempo y que habían sido creadas tal como las vemos hoy. Sin embargo, él fue uno de los primeros en proponer una teoría de la evolución, es decir, una explicación de cómo las especies cambian a lo largo de las generaciones.
Su teoría se conoce como lamarckismo y se basa en dos ideas principales:
El uso y desuso de los órganos: Lamarck pensaba que los órganos que un organismo usa con frecuencia tienden a desarrollarse y fortalecerse, mientras que los que no se usan tienden a debilitarse y desaparecer con el tiempo.
Ejemplo: si un ave no vuela durante generaciones, sus alas podrían volverse más pequeñas hasta desaparecer.
La herencia de los caracteres adquiridos: Según Lamarck, los cambios que ocurren en un organismo durante su vida (por el uso o desuso de sus órganos) pueden ser transmitidos a sus hijos.
Ejemplo: si una jirafa estira su cuello constantemente para alcanzar las hojas altas de los árboles, ese cuello se alargaría, y sus crías nacerían con el cuello un poco más largo.
Lamarck también pensaba que los organismos tienen una tendencia natural hacia la perfección y que evolucionan siguiendo una especie de línea ascendente, desde los más simples hasta los más complejos.
Hoy en día, sabemos que la herencia funciona de otro modo (a través del ADN), por lo que su teoría no se considera válida desde el punto de vista científico. Sin embargo, Lamarck fue muy importante porque fue uno de los primeros en proponer que las especies cambian con el tiempo y que esos cambios están relacionados con el ambiente.
Charles Darwin (1809–1882)
Charles Darwin fue un científico inglés que revolucionó la biología con su teoría de la evolución por selección natural. Viajó durante cinco años alrededor del mundo a bordo del barco Beagle. Durante ese viaje, recolectó muchas observaciones de animales y plantas, especialmente en las Islas Galápagos, que lo hicieron reflexionar sobre cómo cambian las especies.
En 1859, publicó su libro El origen de las especies, donde propuso que todas las especies de seres vivos evolucionan con el tiempo por medio de un proceso natural. Su teoría se basa en cuatro ideas principales:
Variación natural: dentro de cada especie, hay diferencias entre los individuos. Algunas aves tienen el pico más largo, otras más corto, algunas corren más rápido, otras más lento, etc.
Lucha por la supervivencia: los recursos como el alimento, el agua o el espacio son limitados. Por eso, los individuos deben competir para sobrevivir y reproducirse.
Selección natural: aquellos individuos que tienen características que les dan ventajas (por ejemplo, mejor camuflaje o mayor velocidad) tienen más probabilidades de sobrevivir y dejar descendencia. Esas características se van haciendo más comunes en la población.
Adaptación y cambio: con el paso del tiempo, y muchas generaciones, las poblaciones cambian y se adaptan a su ambiente. Este proceso puede dar lugar a la aparición de nuevas especies.
Un ejemplo muy conocido es el de los pinzones de Darwin en las Islas Galápagos. Cada isla tenía pinzones con diferentes tipos de pico, dependiendo del tipo de alimento disponible. Darwin propuso que todos esos pinzones venían de un mismo ancestro, pero que, con el tiempo, y por la selección natural, fueron adaptándose al ambiente de cada isla.
La teoría de Darwin fue polémica en su época, porque desafiaba la idea de que las especies eran inmutables o que habían sido creadas tal como las conocemos. Sin embargo, hoy en día es una de las bases fundamentales de la biología moderna. Más adelante, con el descubrimiento de la genética, se comprobó cómo se transmiten las variaciones de una generación a otra, lo que fortaleció aún más sus ideas.
A.D.N.
Lee el siguiente texto, y responde las preguntas debajo del mismo:
Cada humano se inicia como un óvulo fertilizado. En el momento del parto, el cuerpo humano consta de aproximadamente un billón de células y todas ellas descienden de esa primera célula. En un adulto, miles de millones de células se dividen cada día reemplazando a sus predecesoras que han sido dañadas o envejecieron. Sin embargo, las células humanas cultivadas en el laboratorio tienden a dividirse pocas veces y mueren en pocas semanas.
Desde mediados del siglo XIX los investigadores han intentado que las células humanas sean inmortales: sigan dividiéndose fuera del cuerpo humano. ¿Para qué? Muchas enfermedades humanas se propagan únicamente en células humanas. Los linajes de células inmortales o linajes celulares permitirían a los investigadores estudiar estas enfermedades sin tener que experimentar en personas.
En la Universidad de Johns Hopkins, George y Margaret Gey, investigadores dedicados a este campo, intentaron cultivar células humanas durante casi 30 años, hasta que, en 1951, su ayudante Mary Kubicek preparó una última muestra de células humanas de cáncer. Mary dio el nombre de HeLa a estas células, tomando las primeras letras y el apellido de la paciente de quien se derivaban.
Las células HeLa comenzaron a dividirse. Se dividieron una y otra vez. Cuatro días más tarde, había tantas células que los investigadores tuvieron que transferir parte de la población a más tubos para cultivo. Las poblaciones de células aumentaron a una tasa fenomenal: las células se duplicaban cada 24 horas recubriendo el interior de los tubos en pocos días. Tristemente, las células de cáncer de la paciente continuaron dividiéndose igual de rápido. Seis meses después de haber recibido el diagnóstico de cáncer, las células malignas habían invadido todos los tejidos de su organismo. Dos meses después de eso, Henrietta Lacks, una jovencita de Baltimore, murió.
A pesar de la defunción de Henrietta, sus células continuaron vivas en el laboratorio de Gey. Los Gey emplearon las células HeLa para diferenciar las cepas virales que provocan la polio y que en ese momento ocasionaba epidemias. También enviaron las células a otros laboratorios del mundo. Los investigadores aún emplean técnicas de cultivo celular desarrolladas por los Gey, y continúan usando las células HeLa para investigar el cáncer, el crecimiento de virus, la síntesis de las proteínas, los efectos de las radiaciones sobre las células y otros temas. Inclusive algunas células HeLa fueron enviadas a experimentos espaciales en el satélite Discoverer XVII.
Henrietta Lacks tenía 31 años y era madre de cuatro hijos, cuando la división incontrolada de sus células ocasionó su muerte. Décadas más tarde, su legado continúa ayudando a los humanos de todo el mundo, y sus células siguen dividiéndose día tras día.
¿Por qué creés que los científicos estaban tan interesados en encontrar células humanas que pudieran vivir fuera del cuerpo de forma indefinida?
¿Qué sentimientos o pensamientos te genera saber que las células de Henrietta Lacks siguen vivas y siendo utilizadas tantos años después de su muerte?
¿Qué dilemas éticos te parece que pueden surgir del uso de tejidos humanos sin el consentimiento informado de la persona donante o su familia?
¿Cómo imaginás que sería la medicina actual si no se hubieran descubierto las células HeLa? ¿Qué avances podrían no haber ocurrido?
¿Creés que Henrietta Lacks recibió el reconocimiento que merecía por su contribución a la ciencia? ¿Por qué sí o por qué no?
El A.D.N. (ácido desoxirribonucleico) es una molécula fundamental para todos los seres vivos. Es el portador de la información genética que determina las características de cada organismo y permite la transmisión de esta información de generación en generación.
Está formado por dos cadenas en forma de doble hélice. Cada cadena está compuesta de nucleótidos, que son unidades formadas por tres componentes:
Un grupo fosfato.
Un azúcar desoxirribosa.
Una base nitrogenada (adenina - A, guanina - G, citosina - C y timina - T).
Bases nitrogenadas: Las bases nitrogenadas se emparejan entre sí mediante enlaces de hidrógeno. La adenina siempre se empareja con la timina (A-T) y la guanina con la citosina (G-C).
El A.D.N. contiene las instrucciones necesarias para el desarrollo, funcionamiento y reproducción de todos los seres vivos. Lo hace mediante genes, que son segmentos específicos del ADN que codifican para proteínas. Estas proteínas llevan a cabo la mayoría de las funciones celulares.
Al A.D.N. lo podemos encontrar en células eucariotas (como las humanas y las de otros animales, plantas y hongos): El ADN se encuentra principalmente en el núcleo de la célula, empaquetado en estructuras llamadas cromosomas. También hay una pequeña cantidad de ADN en las mitocondrias, los organelos encargados de producir energía.
En células procariotas (como las bacterias): El ADN no está en un núcleo, sino que flota libremente en el citoplasma en una región llamada nucleoide.
Como se ve en la imagen, el ADN se encuentra dentro de unas estructuras llamadas "Cromosomas", las cuales, se encuentran a su vez, dentro del Núcleo de las células, en los organismos eucariotas.
Y acá, la estructura del Cromosoma en sí. Se puede ver como un Centrómero, une a los diferentes "pies" de cada Telómero.
La siguiente imagen, presenta al cariotipo humano, en donde encontramos 23 pares de cromosomas (46 en total) que contiene toda la información genética de nosotros, los seres humanos. Cada especie varía el número de cromosomas en su cariotipo.
Ciclo Celular
El ciclo celular, se puede pensar como el ciclo vital de una célula. Son aquellas etapas de crecimiento y de desarrollo que experimenta una célula entre su formación por división de una célula madre y su división para hacer dos nuevas células hijas, momento en el cual se reproduce.
Para ello, pasa por dos grandes fases: Interfase y Fase M.
Interfase
Es el período más largo del ciclo celular, donde la célula se prepara para dividirse. A su vez, la interfase se divide en tres subfases:
Fase G1: Es el primer crecimiento celular. En esta fase, la célula aumenta de tamaño y sintetiza proteínas y orgánulos.
Fase S: En esta fase se lleva a cabo la replicación del ADN, es decir, el ADN se duplica para que ambas células hijas reciban una copia exacta.
Fase G2: Es el segundo crecimiento. La célula continúa creciendo y preparando los materiales necesarios para la división celular.
Fase M
La fase mitótica, donde la célula finalmente se divide y se reproduce para producir dos células hijas.
Mitosis
La mitosis es un mecanismo de división celular que tiene lugar en las células somáticas (células del cuerpo) de los eucariontes multicelulares. La mitosis y la división del citoplasma son la base del aumento de tamaño corporal en el desarrollo, y el reemplazo continuo de células dañadas o muertas. De esta manera, a partir de una sola célula, se pueden obtener dos células que son idénticas a la célula original.
Muchas especies de plantas, animales, hongos, y protistas unicelulares también forman copias de sí mismos o se reproducen asexualmente por mitosis.
Así, la mitosis consta de 4 fases diferenciadas, que se dan en la fase M del ciclo celular.
Las mismas son:
Profase: Los cromosomas se condensan y se hacen visibles. El núcleo comienza a desintegrarse.
Metafase: Los cromosomas se alinean en el centro de la célula, en lo que se llama la placa metafásica.
Anafase: Las cromátidas hermanas (las dos mitades de un cromosoma duplicado) se separan y son tiradas hacia los polos opuestos de la célula.
Telofase: Los cromosomas se descondensan y se forman nuevos núcleos alrededor de los conjuntos de cromosomas en cada polo.
Meiosis
La mitosis se utiliza para la división celular de las células del cuerpo, reemplazando células viejas por otras mas nuevas. Así, se producen células hijas que sean geneticamente identicas a sus madres, sin cromosomas extras ni nada más.
La meiosis, en cambio, se utiliza para la producción de gametos o células sexuales, es decir, los espermatozoides y óvulos.
Este proceso, implica que la célula que se produce solo contiene la mitad de la información genética que normalmente tiene una célula, siendo así un proceso de reducción del material genético, y al mismo tiempo, de división celular.
Cuando un espermatozoide y un óvulo se unen por fecundación, los juegos, llamados haploides, se unen y combinan para formar un solo conjunto nuevo diploide, y un genoma nuevo de una persona.
De esta manera, podemos encontrar fases similares a la mitosis, pero con dos etapas: Meiosis I y Meiosis II.
En las siguientes imágenes, podemos ver explicada cada una de las etapas:
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