Síntesis evolutiva moderna definición, historia y científicos clave
La síntesis evolutiva moderna trata de la evolución y de cómo se integraron dos grandes ideas de la biología del siglo XIX y XX: la teoría de la selección natural de Charles Darwin y la genética de Gregor Mendel. Mendel descubrió cómo heredamos nuestros genes, y la síntesis mostró cómo los principios mendelianos de herencia pueden explicar cambios en las poblaciones a lo largo del tiempo.
Definición breve
La síntesis evolutiva moderna (también llamada simplemente “la síntesis moderna”) es la fusión de la genética mendeliana con la teoría darwiniana de la selección natural, apoyada por la genética de poblaciones, la paleontología, la sistemática y la ecología. Su propósito fue explicar cómo la variación heredable en poblaciones produce adaptación y especiación mediante procesos como la selección, la deriva genética, las mutaciones y el flujo génico.
Historia y desarrollo
El desarrollo principal de la síntesis se sitúa entre las décadas de 1918 y 1950, cuando varios científicos establecieron la base teórica y empírica que conectó la genética con la evolución. Algunas obras clave y hitos incluyen:
- Los trabajos de genética de poblaciones de Ronald Fisher, J.B.S. Haldane y Sewall Wright, que formalizaron cómo cambian las frecuencias alélicas por selección, deriva y mutación.
- La obra de Theodosius Dobzhansky, sobre todo Genetics and the Origin of Species (1937), que mostró la importancia de la variación genética en poblaciones naturales.
- Los libros de síntesis y síntesis divulgativa de Julian Huxley (1942) y de Ernst Mayr (trabajos sobre sistemática y especiación, 1942), que ayudaron a unificar conceptos de distintas disciplinas.
- Contribuciones de la paleontología (por ejemplo G.G. Simpson) que relacionaron el registro fósil con las tasas y patrones evolutivos observados en poblaciones actuales.
Científicos clave y sus contribuciones
- Julian Huxley — popularizó y articuló la síntesis a gran escala en su libro Evolution: The Modern Synthesis, proponiendo una visión integrada de la biología evolutiva.
- Theodosius Dobzhansky — demostró empíricamente que la variación genética en poblaciones naturales es materia prima para la selección; famosa frase: “Nada en biología tiene sentido salvo a la luz de la evolución”.
- Ernst Mayr — aportó ideas sobre la especiación, el concepto biológico de especie y la importancia del aislamiento geográfico (alopatría) en la formación de nuevas especies.
- Ronald Fisher — junto con Haldane y Wright fundó la genética de poblaciones; desarrolló modelos cuantitativos que relacionan selección natural y herencia mendeliana.
- J.B.S. Haldane — realizó estudios teóricos sobre la velocidad de la evolución y selección, y sobre la interacción entre selección y mutación.
- Sewall Wright — introdujo conceptos como la deriva genética y el paisaje adaptativo, enfatizando la importancia del tamaño de la población y la estructura poblacional.
- G.G. Simpson — paleontólogo que unió la paleontología con la síntesis, mostrando que los patrones del registro fósil son compatibles con procesos darwinianos a distintas escalas temporales.
- E.B. Ford — pionero en genética ecológica, estudió cómo la selección natural opera en la naturaleza (ej.: frecuencia de alelos en poblaciones de mariposas).
- Bernhard Rensch — trabajó en biogeografía y teoría evolutiva, incluyendo ideas sobre el papel de la selección en la diferenciación sexual y evolutiva.
- G. Ledyard Stebbins — importante en la síntesis para plantas; su libro Variation and Evolution in Plants (1950) integró genética, citogenética y evolución vegetal.
Conceptos fundamentales que aportó la síntesis
- Población como unidad de evolución: la evolución se entiende como cambios en las frecuencias alélicas dentro de poblaciones.
- Gene pool y alelos: la variación genética se mantiene y redistribuye por mutación, recombinación y migración.
- Mecanismos evolutivos: selección natural, deriva genética, mutación y flujo génico.
- Especiación: procesos que generan nuevas especies, con especial atención a la alopatría y el aislamiento reproductivo.
Legado y desarrollos posteriores
La síntesis moderna sentó las bases de la biología evolutiva del siglo XX. Desde entonces se han incorporado nuevos datos y enfoques:
- La biología molecular y la secuenciación del ADN aportaron evidencia directa sobre la relación entre genes y evolución; las tasas molares de cambio y la estructura genética se estudian ahora con datos genómicos.
- La teoría neutral de la evolución molecular (Motoo Kimura) destacó el papel de la deriva en cambios moleculares neutros, complementando la visión centrada en la selección.
- La evo-devo (biología evolutiva del desarrollo) ha mostrado cómo cambios en la regulación del desarrollo producen grandes efectos morfológicos, ampliando la comprensión de la innovación evolutiva.
- La genómica, la biología de poblaciones modernas y la ecología evolutiva continúan refinando y ampliando la síntesis, lo que algunos autores denominan la “síntesis extendida” o “evolución moderna ampliada”.
Importancia para la biología
La síntesis evolutiva moderna proporcionó el marco teórico que permite entender la diversidad de la vida, la adaptación y el origen de nuevas especies. Es la columna vertebral de campos como la genética de poblaciones, la ecología evolutiva, la paleontología evolutiva y la biología de la conservación.
Lecturas recomendadas (títulos clave)
Entre las obras clásicas se encuentran:
- Genetics and the Origin of Species — Theodosius Dobzhansky (1937).
- Evolution: The Modern Synthesis — Julian Huxley (1942).
- Obras de Ernst Mayr, Ronald Fisher, Sewall Wright y G.G. Simpson sobre sistemática, genética de poblaciones y paleontología.
En resumen, la síntesis evolutiva moderna es la integración de la genética y la biología evolutiva clásica en un marco teórico coherente que explica cómo los procesos genéticos en poblaciones generan la evolución y la diversidad biológica. Desde entonces, nuevas disciplinas y datos han ampliado y matizado esa síntesis, pero sus conceptos centrales siguen siendo fundamentales para la biología.
La teoría
La síntesis moderna actualizó la idea de Darwin. Salvó las distancias entre los distintos tipos de biólogos: genetistas, naturalistas y paleontólogos.
En él se indica que:
- La evolución puede explicarse por lo que sabemos de la genética y por lo que vemos de los animales y las plantas que viven en la naturaleza.
- La variedad de genes (alelos) que llevan las poblaciones naturales es un factor clave en la evolución.
- La selección natural es el principal mecanismo de cambio. Incluso una ventaja muy leve puede ser importante, continuada generación tras generación. La lucha por la existencia de animales y plantas en la naturaleza provoca la selección natural. Sólo los que sobreviven y se reproducen transmiten sus genes a la siguiente generación.
Comprobamos que la fuerza de la selección natural en la naturaleza es mayor de lo que incluso Darwin esperaba. - La evolución es gradual: se produce una selección natural y se acumulan pequeños cambios genéticos. Las especies cambian poco de una generación a otra. De vez en cuando se producen grandes cambios, pero son muy raros. La deriva genética suele ser menos importante que la selección natural. Puede ser importante en poblaciones pequeñas.
- En la paleontología, intentamos comprender los cambios en los fósiles a través del tiempo. Pensamos que los mismos factores que actúan hoy en día también actuaron en el pasado.
- A medida que cambian las circunstancias, el ritmo de evolución puede ser más rápido o más lento, pero las causas son las mismas.
La idea de que se producen nuevas especies tras la división de las poblaciones ha sido muy debatida. El aislamiento geográfico suele conducir a la especiación. En las plantas, la poliploidía debe incluirse en cualquier visión de la especiación.
"La evolución consiste principalmente en cambios en las frecuencias de los alelos entre una generación y otra".
Esto muestra cómo algunos biólogos ven la síntesis.
Casi todos los aspectos de la síntesis han sido cuestionados en ocasiones, con distintos grados de éxito. Sin embargo, no cabe duda de que la síntesis fue un gran hito en la biología evolutiva. Aclaró muchas confusiones y fue directamente responsable de estimular una gran cantidad de investigaciones después de la Segunda Guerra Mundial.
Después de la síntesis
Desde la síntesis han surgido varios descubrimientos en las ciencias de la tierra y la biología. Aquí se enumeran algunos de esos temas que son relevantes para la síntesis evolutiva, y que parecen tener una base sólida.
Comprensión de la historia de la Tierra
La Tierra es el escenario en el que se representa la obra evolutiva. Darwin estudió la evolución en el contexto de la geología de Charles Lyell, pero ahora conocemos más la geología histórica.
- La edad de la Tierra ha sido revisada al alza. Ahora se estima en 4.560 millones de años, aproximadamente un tercio de la edad del universo. El Fanerozoico sólo ocupa el último 1/9 de este tiempo.
- La idea de Alfred Wegener sobre la deriva continental se aceptó alrededor de 1960. El principio clave de la tectónica de placas es que la litosfera existe como placas tectónicas separadas y distintas. Estas placas se desplazan lentamente sobre la astenosfera subyacente. Este descubrimiento vincula fenómenos como los volcanes, los terremotos y la orogenia, y proporciona datos para muchas cuestiones paleogeográficas. Hay una cuestión importante que aún no está clara: ¿cuándo empezó la tectónica de placas?
- Nuestra comprensión de la evolución de la atmósfera terrestre ha progresado. La sustitución del oxígeno por el dióxido de carbono en la atmósfera se produjo en el Proterozoico. Probablemente fue causada por cianobacterias, cuyas colonias se fosilizaron como estromatolitos. Este Gran Evento de Oxigenación condujo a la evolución de los organismos aeróbicos. También condujo a las primeras grandes glaciaciones.
- Los geólogos han encontrado y estudiado fósiles de vida microbiana. Estas rocas se han datado en unos 3.465 millones de años. Walcott fue el primer geólogo que identificó bacterias fósiles precámbricas, a partir del examen microscópico de finas láminas de roca. También pensaba que los estromatolitos eran de origen orgánico. Sus ideas no fueron aceptadas en su momento, pero ahora pueden apreciarse como grandes descubrimientos.
- La información sobre los paleoclimas está cada vez más disponible y se utiliza en paleontología. Un ejemplo: en el Proterozoico se produjeron glaciaciones masivas, tras la gran reducción de CO2 en la atmósfera. Estas edades de hielo fueron inmensamente largas y provocaron una caída de la microflora. Véase también Período criogénico y Tierra bola de nieve.
- Catastrofismo y extinciones masivas. Se ha producido una reintegración parcial del catastrofismo, y la importancia de las extinciones masivas en la evolución a gran escala es ahora evidente. Los sucesos de extinción perturban las relaciones entre muchas formas de vida y pueden eliminar las formas dominantes y liberar un flujo de radiación adaptativa entre los grupos que permanecen. Entre las causas se encuentran las colisiones de meteoritos (cruce K-T; eventos de extinción de finales del Ordovícico); provincias de basalto de inundación (Trampas de Decán en el cruce K/T; Trampas de Siberia en el cruce P-T); y otros procesos menos dramáticos.
Conclusión: Nuestros conocimientos actuales sobre la historia de la Tierra sugieren firmemente que los acontecimientos geofísicos a gran escala influyeron en la macroevolución y la megaevolución. Estos términos se refieren a la evolución por encima del nivel de las especies, incluyendo eventos como la extinción masiva, la radiación adaptativa y las principales transiciones en la evolución.
Descubrimientos de fósiles
A partir de finales del siglo XX, los científicos realizaron excavaciones en partes del mundo que apenas se habían investigado antes. Además, se han revalorizado fósiles descubiertos en el siglo XIX, pero que no se apreciaron en su momento. Se han hecho muchos descubrimientos destacados, y algunos de ellos tienen implicaciones para la teoría evolutiva.
- El descubrimiento de la biota de Jehol: dinosaurios y aves primitivas del Cretácico inferior de Liaoning, en el noreste de China. Esto demuestra que las aves evolucionaron a partir de dinosaurios terópodos coelurosaurios.
- Estudios sobre tetrápodos de tallo del Devónico superior.
- Las primeras etapas de la evolución de las ballenas.
- La evolución de los peces planos (pleuronectiformes), como la solla, el lenguado, el rodaballo y el fletán. Sus crías son perfectamente simétricas, pero la cabeza se remodela durante la metamorfosis. Un ojo se desplaza hacia el otro lado, cerca del otro ojo. Algunas especies tienen ambos ojos a la izquierda (rodaballo), otras a la derecha (fletán, lenguado); todos los peces planos vivos y fósiles hasta la fecha muestran un lado "con ojos" y otro "ciego". Darwin predijo una migración gradual del ojo en la evolución, reflejando la metamorfosis de las formas vivas.
Un examen reciente de dos especies fósiles del Eoceno muestra que "el ensamblaje del plan corporal de los peces planos se produjo de forma gradual y escalonada". Los estadios intermedios fueron plenamente viables: estas formas se extendieron a lo largo de dos etapas geológicas, y se encuentran en yacimientos que también arrojan peces planos con la asimetría craneal completa. La evolución de los peces planos entra de lleno en la síntesis evolutiva.
Evo-devo
Los importantes trabajos sobre genética han dado lugar a un nuevo enfoque del desarrollo animal. El campo se llama biología evolutiva del desarrollo, o evo-devo para abreviar.
Hay pruebas claras de que gran parte del desarrollo está estrechamente controlado por sistemas genéticos especiales en los que intervienen los genes hox. En su conferencia del Premio Nobel, E.B. Lewis dijo: "En última instancia, las comparaciones de los [complejos de control] en todo el reino animal deberían proporcionar una imagen de cómo han evolucionado los organismos, así como los [genes de control]".
En 2000, una sección especial de las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) se dedicó a la evo-devo, y un número entero de 2005 del Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution se dedicó a los temas clave de la evo-devo: la innovación evolutiva y la novedad morfológica.
Un estudio del campo para el lector general ofrece ejemplos.
