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» » » » La teoría del caos en la evolución (1)

En 1856, el geólogo Charles Lyell escribió a Charles Darwin preguntándole acerca de los fósiles. Desconcertado por unos tipos de moluscos que abruptamente desaparecieron del registro fósil británico, al parecer como respuesta a una glaciación, sólo para reaparecer 2 millones de años más tarde intactos completamente, le preguntó a Darwin: "Si es tan amable explíqueme todo esto en su próxima carta." Darwin nunca lo hizo.

A día de hoy, el tema de Lyell aún sigue sin una respuesta adecuada. Creo que es porque no hay ninguna. Debido a la forma en que funciona la evolución, es imposible predecir cómo responde una especie dada a los cambios ambientales.

Esto no quiere decir que la evolución sea aleatoria, nada más lejos. Pero el concepto de adaptación al medio ambiente impulsado por la selección natural, según lo concibió Darwin en El Origen de las Especies, y que ahora es una característica central de la teoría de la evolución, resulta demasiado simplista; en cambio, la evolución es caótica.

El argumento de Darwin era doble: en primer lugar, la vida evoluciona a partir de ancestros comunes. En segundo lugar, se desarrolla por medio de la selección natural y la adaptación. La primera parte ha sido aceptada como una premisa básica de la biología desde 1859. La segunda es más controvertida, pero ha llegado a ser aceptada en los últimos 150 años como el principal mecanismo de la evolución. Esto se conoce como "adaptacionismo".
                        
El adaptacionismo, ciertamente, parece incuestionable en la microevolución, un pequeño cambio evolutivo dentro de las especies, como el cambio en la forma del pico de los pinzones de las Galápagos, que responde a las fuentes de alimentos disponibles.

Sin embargo, todavía existe un gran debate sobre el papel de la selección natural y la adaptación en la "macroevolución", los grandes eventos evolutivos, como los cambios en la biodiversidad a través del tiempo, las radiaciones evolutivas y, por supuesto, el origen de las especies. ¿Se trata de los resultados acumulados de los mismos procesos que conducen la microevolución, o la macroevolución tiene sus propios procesos distintivos y patrones?

Este es un debate de largo recorrido. En 1972, por ejemplo, Niles Eldredge y Stephen Jay Gould cuestionaron el supuesto de que el cambio evolutivo era continuo y gradual. Su hipótesis del "equilibrio puntuado" argumenta que, el cambio sucede en ráfagas cortas y separadas por largos períodos de estabilidad, a diferencia de los cambios más continuos durante largos períodos que se esperan como consecuencia de la selección natural y adaptación.

Más tarde, John Endler, un biólogo evolutivo en la Universidad de Exeter, Reino Unido, afirmó haber analizado ejemplos de la selección natural, pero que encontró una sorprendente falta de evidencias (lo cuenta en su libro de 1986 Natural Selection in the Wild). Más recientemente, y la polémica, los científicos cognitivos Jerry Fodor, de la Universidad de Rutgers en New Brunswick, Nueva Jersey, y Massimo Piattelli-Palmarini, de la Universidad de Arizona en Tucson, han apuntado problemas filosóficos con el argumento adaptacionista (New Scientist, 6 Febrero, p 28).

Los palaeoecologistas como yo ahora estamos trayendo una nueva perspectiva del problema. Si la macroevolución realmente es una extrapolación de la selección natural y la adaptación, cabría esperar poder ver los cambios ambientales que impulsan el cambio evolutivo. Los principales eventos climáticos como las edades de hielo deben dejar su huella en la vida y las especies que se adaptan a las nuevas condiciones. ¿Pasa esto realmente?

Nuestra comprensión del cambio ambiental global es mucho más detallado de lo que era en tiempos de Lyell y Darwin. James Zachos, de la Universidad de California en Santa Cruz, y sus colegas, han demostrado que la Tierra ha conservado una tendencia de enfriamiento en los últimos 65 millones de años (Science, vol 292, p 686). Han superpuesto sobre esto las oscilaciones del clima cada 20.000, 40.000 y 100.000 años, causadas por el tambaleo de la órbita terrestre.

En los últimos 2 millones de años (en el período cuaternario) estas oscilaciones incrementaron su amplitud y el clima global estuvo dando tumbos entre períodos de glaciación y períodos cálidos interglaciares. La gran pregunta es, ¿cómo respondió la vida a estos cambios climáticos? En principio, hay posibilidad para tres tipos de respuesta evolutiva: la inmovilización, extinción o el cambio evolutivo. ¿Cuál de ellas vemos?

Para responder a esta pregunta nos fijamos en el registro fósil. Tenemos ahora buena información que comprende los últimos 2 millones de años y excelentes datos de los últimos 20.000 años. También podemos probar la historia de la evolución con la ayuda del ADN antiguo y el moderno.

El registro altamente detallado de los últimos 20.000 años proviene de los análisis del polen de los árboles fosilizados de los sedimentos de lagos y la turba. El polen de los árboles es generalmente reconocible en cuanto al sexo, a veces incluso de la especie, y en los sedimentos que son fáciles de fechar por radiocarbono.

En las décadas de 1970 y 1980, la palaeoecologista Margaret Davis, de la Universidad de Minnesota en Minneapolis, ha formado un mapa con estos datos que muestran cómo los taxones de árboles de América del Norte llegaron a sus actuales posiciones respectivas, al retirarse los glaciares al final de la última edad de hielo.

Ella descubrió que los cambios de distribución se individualizan, con grandes variaciones en el ritmo, el tiempo y la dirección de propagación entre las especies. Por ejemplo, el alerce se extendió desde el suroeste al noreste, el pino blanco del sureste al noroeste. Los ratios varían desde los 100 metros por año a más de 1.000 metros (Annals of the Missouri Botanical Garden, vol 70, p 550). En otras palabras, los árboles no muestran una respuesta predecible al cambio climático, respondiendo de forma individual más que como comunidades de especies.
                        
El registro fósil nos dice también que la composición de las comunidades forestales modernas difieren de las de hace 20.000 años. Hoy reconocemos diferentes tipos de bosques, como los boreales, de hoja caduca y parques de álamos, cada uno con una distintiva mezcla de especies de árboles. Sin embargo, el registro fósil nos indica que se trata de agrupaciones temporales. Las comunidades de especies múltiples no tienen una larga historia y no cambian su distribución de manera coordinada en respuesta a los cambios climáticos, como Darwin suponía. Por lo tanto, no podemos suponer que los miembros de las comunidades forestales modernas evolucionaran juntos o que de alguna manera dependan unos de otros.
                        
La misma certeza parece aplicarse en escalas grandes de tiempo. Los datos del polen muestran que en los primeros períodos interglaciares, cuando el clima se parecía más al de ahora, las composiciones forestales eran muy diferentes de las de hoy.
                        
La investigación en animales ha llegado a conclusiones igualmente inesperadas, aunque basada en registros fósiles más escasos. Por ejemplo, el paleontólogo Graham Russell, del Museo estatal de Illinois, ha observado a los mamíferos de América del Norte, y el paleontólogo Russell Coope, de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido, ha examinado los insectos (Annual Review of Ecology and Systematics, vol 10, p 247). Ambos estudios muestran que, la mayoría de las especies permanecen sin cambios durante cientos de miles de años, quizá más tiempo, y a través de varias edades de hielo. Las especies sufren cambios importantes en su distribución y abundancia, pero no muestran una evolución en las características morfológicas, pese a los grandes cambios del medio ambiente.

Esto no significa que los grandes cambios evolutivos, como la especiación, no acontezcan. Sin embargo, investigaciones recientes sobre el "reloj molecular", sugiere que la relación entre la especiación y el cambio ambiental es débil en el mejor de los casos.

  • - Referencia: NewScientist.com, 18 de octubre 2010, por Keith Bennett
  • - Imagen: Keith Bennett
  • - El autor: Keith Bennett es profesor de cambios medioambientales de finales del Cuaternario, en Queen's University Belfast, profesor invitado en paleobiología en Uppsala University en Suecia, y autor de “Evolution and Ecology: The Pace of Life” (Cambridge University Press). Tiene Premio al Mérito en investigación de la Royal Society Wolfson 

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