La Teoría de la Evolución de Charles Darwin, publicada por primera vez en 1859, ofreció una nueva y osada explicación sobre cómo animales y plantas se diversificaban, algo que todavía hoy sienta la base fundamental de toda investigación médica y biológica. Sin embargo la teoría permanece bajo el ataque de creacionistas de varias partes del mundo, particularmente en EEUU, Turquía, Indonesia y Oriente Medio.

Tres de las formas más efectivas para poner a prueba la evolución son tal vez la genómica comparativa, los genes homeobox y los fósiles transicionales.

 Las sólidas evidencias que en conjunto estas tres vías proporcionan apoyan a la evolución como una teoría robusta, capaz de dar cuenta sobre la diversificación de la vida. Así que permítanme que explore algunos descubrimientos recientes en estos campos.

Genomas y evolución

El genoma es el material genético de un organismo, se compone de genes y de secuencias no codificantes de ADN y ARN. El primer genoma de un organismo que se secuenció –el bacteriófago (un virus que infecta a bacterias)– se realizó en 1976 y no fue hasta 1995 cuando el primer genoma de una bacteria se hubo completado.

En 2003 el genoma humano fue secuenciado en el mayor proyecto de colaboración científica del mundo. Se descubrió que estaba formado por 3000 millones de pares de bases de ADN que codifican 20.500 genes, el mismo número que el de los ratones.

Hoy en día una nueva generación de secuenciadores de genes ofrecen la posibilidad de que el genoma humano pueda ser individualmente secuenciado por alrededor de 1.000$.

Los seres humanos comparten un 98,8% de sus genes con los chimpancés. Como sabemos en qué momentos sucedieron las mutaciones divergentes entre linajes, podemos estimar que el ancestro común más reciente entre humanos y chimpancés vivió hace unos 6-8 millones de años.

Este dato lo corroboran los restos fósiles de antiguas especies humanas y simios prehistóricos que nos son conocidos.

Se creía que el celacanto se había extinguido con los dinosaurios hasta que se capturó uno vivo en Sudáfrica el año 1938. Se trata de un pez primitivo de aletas lobuladas cuyo genoma arroja luz sobre la temprana evolución del reino animal.

El año pasado se completó la secuenciación del genoma del celacanto Latimeria chalumnae. Es la reliquia viva de una radiación de los peces prehistóricos de aletas lobuladas que alcanzaron su zenit de diversidad hace unos 300 millones de años.

El genoma de un celacanto contiene 19.033 genes. De esos se seleccionaron 251 genes que son comunes a todos los vertebrados provistos de mandíbulas articuladas, y se realizó un análisis comparativo de 100.583 posiciones de aminoácidos para ver qué secuencias guardaban mayor similitud.

La filogenia (o la historia evolutiva de una especie) que dio como resultado de inferir relaciones evolutivas respaldó los datos observados en los restos fósiles. Se demostró que los celacantos divergieron del árbol de los vertebrados bastante antes de que lo hicieran los peces pulmonados y los tetrápodos (especies de cuatro patas).  

Recientemente se han completado los genomas del pez cebra, el pez globo, el pez plano, el tiburón elefante, el chimpancé, la rata, el ornitorrinco, la gallina, el perro, el caballo, el ualabi y el didélfido, así como una variedad de animales invertebrados (como la mosca del vinagre) y de microorganismos.

Cada vez que el genoma entero de un organismo es secuenciado, su diversidad genética y sus patrones de complejos proteicos pueden compararse a los genomas de otros organismos ya conocidos, y así se generan hipótesis evolutivas basadas en el grado de similitud.

Todos los resultados hasta la fecha han corroborado la teoría de la evolución de la que ya sabíamos por la anatomía de tales organismos. Son pruebas muy potentes en favor de la evolución, puesto que solo haría falta que un caso difiriera de la posición filogenética predicha para retar a la teoría evolutiva, pero eso todavía no se ha dado.

Genes homeobox y evolución

Los genes homeobox (o "genes Hox") están implicados en el desarrollo de patrones dentro de un organismo. Son básicamente el programa y el kit de herramientas que permite planificar la construcción del cuerpo, encendiendo y apagando la actividad de otros genes en la secuencia correcta según sea necesario.

Los genes Hox se organizan a lo largo del cromosoma por el mismo orden que las partes del cuerpo que controlan.

El significado evolutivo de los genes Hox es profundo. El mismo gen Hox ocurre en un amplio espectro de organismos para cometer más o menos la misma función.

Si eres un insecto y necesitas desarrollar una pata, entonces tu gen Sonic Hedgehog (SHH) será utilizado. Si eres un vertebrado, sea pez o humano, de igual modo el gen SHH será puesto al servicio del desarrollo de una aleta o una pierna.

Esto es una muestra de que cuando los peces evolucionaron a animales terrestres, hace unos 370 millones de años, la transformación de la aleta en pierna fue controlada por los mismos procesos biológicos.

También se ha observado que el gen SHH está activo en los tiburones al desarrollar sus aletas pareadas, demostrando así que se conserva en el desarrollo de las patas en la evolución de los vertebrados con articulación de mandíbula.

Recientemente se ha descubierto que los peces también disponen de los genes y el marco regulatorio necesarios para formar dígitos (dedos) pero no para desarrollarlos. De modo que este paso, desarrollar dígitos, es algo que se activa únicamente en los tetrápodos.

Fósiles transicionales y evolución

Los fósiles transicionales o "eslabones perdidos" son fósiles que muestran un mosaico de cualidades que los colocan filogenéticamente entre dos grandes grupos de organismos.

El primero de estos fósiles que se hizo famoso fue el Archaeopteryx, por mucho tiempo considerado como el primer "pájaro" porque tenía plumas aunque mantenía un esqueleto reptiliano. De hace alrededor de 150 millones de años, aparece antes que ningún otro pájaro en los fósiles registrados.

Hoy sabemos gracias a extensos nuevos estudios sobre el Archaeopteryx y el carnívoro terópodo, otro dinosaurio predador con plumas. El Auromis es otro dinosaurio aviario con plumas, similar al Archaeopteryx, que ha sido recientemente descubierto.

Ahora ya son ocho familias de dinosaurios terópodos de los que se sabe que poseían plumas de todos los tipos. Está claro a partir de estas evidencias fósiles que los pájaros evolucionaron de pequeños dinosaurios terópodos en algún momento entre 180 y 160 millones de años atrás.

El fósil más espectacular recientemente descubierto, y que cierra una gran brecha en la evolución de los vertebrados, es el Entelognathus.

Este pez acorazado o placodermo de 425 millones de antigüedad tiene una mandíbula inferior y unas placas gulares exactamente como las del pez óseo (Osteichthyes).

Trabajos recientes desde 2009 han mostrado que los placodermos no formaban un grupo coherente (o monofilético), sino que ocupaban varios nodos en el árbol evolutivo, siendo los nodos superiores muy parecidos a los peces vivientes.

El Entelognathus aparece mucho más tempranamente que la mayoría de placodermos, lo cual implica que la mayor diversificación de este grupo aconteció justo después de la aparición inicial hace unos 440 millones de años.

Hace tan solo 5 años, el pez óseo más antiguo conocido, el Guiyu, se anunció desde los mismos depósitos en Yunnan, China, donde antes se había encontrado el Entelognathus.

La auténtica sorpresa fue que el antiguo pez óseo estaba dotado de espinas delante de sus aletas y placas óseas formando una rígida coraza entorno al cuerpo. Ambas son características de los placodermos y de otros de los primeros vertebrados con articulación de mandíbula.

Estamos aprendiendo ahora de estos fósiles que los peces de aletas lobuladas (sarcopterigios) aparecieron antes que los primeros peces de aletas radiadas (actinopterigios).

Otro espectacular fósil transicional encontrado hace poco fue el pez de aletas lobuladas Tiktaalik, que vivió hace unos 375 millones de años en lo que hoy entendemos por el Ártico canadiense.

Era un pez de cuatro patas con un cráneo idéntico al de los primeros tetrápodos (anfibios), pero poseía aletas radiadas en vez de dígitos en los extremos de las patas. Como el  Archaeopteryx y todos los demás fósiles transicionales, realmente depende de tu propia perspectiva dónde colocarlos en el árbol de la vida. Se podría ver igualmente como "pez con patas" o como un temprano "anfibio con aletas".

Los Tiktaalik demuestran hermosamente una condición evolutiva intermedia en el momento en que peces de aletas lobuladas avanzados adquirieron la mayoría de características anatómicas necesarias para convertirse en tetrápodos.

Entonces también hay pruebas fósiles

Tal vez la evidencia más fuerte de la evolución hoy en día son simplemente los centenares de millones de fósiles albergados en museos y otras colecciones alrededor del mundo.

En el Page Museum de Los Angeles hay unos 3,5 millones de fósiles óseos en un mismo edificio, y ese es solo uno de muchos centenares si no millares de museos, universidades, yacimientos geológicos y colecciones privadas que contienen fósiles de todo el mundo.

Solo que un fósil se encontrara fuera de su posición estratigráfica predicha, se podría refutar la evolución.

Si se encontrara un mamífero en el periodo cámbrico o un dinosaurio en el devónico se refutaría la evolución en un instante. Pero de los centenares de millones de especímenes fósiles recolectados y estudiados hasta ahora no se ha encontrado en ninguna capa sedimentada en la que no debería esperarse según la teoría evolutiva.

Estas son evidencias irrefutables de la fiabilidad de la evolución. Si no fuera fiable no podríamos contar con los fósiles para localizar, por medio de taladradoras, depósitos naturales del gas y petróleo que usamos en la vida cotidiana.

John Long es catedrático de paleontología en la universidad de Flinders

Traducción : Edgar Manjarín

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Fuente:  Sin Permiso