Evolución divergente y convergente

Resumen de contenidos:

1. Origen y diversificación de la vida: análisis de las innovaciones biológicas, formas intermedias y sus momentos de aparición en el tiempo. Períodos geológicos.

2. Evolución divergente y convergente.

3. Aporte del análisis de secuencia de genes homólogos para determinar relaciones evolutivas.

Habilidades a desarrollar:

• informarse y debatir acerca de datos científicos;

• distinguir hipótesis, hechos y controversias científicas;

• utilizar terminología científica;

• aplicar conocimiento científico;

• desarrollar la capacidad de trabajo en equipo.

1. Origen y diversificación de la vida

El origen de la vida se ha intentado explicar mediante varias hipótesis

Entre los numerosos interrogantes que los científicos y pensadores se plantearon a lo largo de los siglos acerca de "la vida", la pregunta sobre el origen de los organismos que los rodeaban tuvo un papel central. Ante la ausencia de un mecanismo claro que explicara la permanente aparición de nuevos animales, muchos se volcaron hacia la llamada idea de la generación espontánea.

Desde épocas muy antiguas, varias culturas creían que los seres vivos simples, tales como los gusanos, los insectos, las ranas y las salamandras podían originarse espontáneamente en el polvo o en el cieno; que los roedores se desarrollaban de los granos húmedos y que los pulgones de las plantas se condensaban a partir de una gota de rocío.

Un científico belga, Jan van Helmont (1577-1644), partidario de esta idea, realizó una experiencia para demostrar la existencia de este fenómeno, y la registró de esta manera en su libro Ortus Medicinae, en 1667: " ...Las criaturas tales como los piojos, garrapatas, pulgas y gusanos son nuestros miserables huéspedes y vecinos, pero nacen de nuestras entrañas y excrementos. Porque si colocamos ropa interior llena de sudor con trigo en un recipiente de boca ancha, al cabo de veintiún días el olor cambia, y el fermento, surgiendo de la ropa interior y penetrando a través de las cáscaras de trigo, cambia el trigo en ratones. Pero lo que es más notable aún es que se forman ratones de ambos sexos, y que éstos se pueden cruzar con ratones que hayan nacido de manera normal.... pero lo que es verdaderamente increíble es que los ratones que han surgido del trigo y la ropa íntima sudada no son pequeñitos, ni deformes ni defectuosos, sino que son adultos perfectos ..."

Esta experiencia resultó un evento muy interesante en la historia de la ciencia. A pesar de que las condiciones experimentales no estaban controladas y no había prueba de que los eventos descriptos por van Helmont de hecho ocurrieran, este trabajo apoyó la idea de la generación espontánea. Tendrían que pasar más de 200 años para llegar a la refutación final de la idea de la generación espontánea.

Pasada ya la primera mitad del siglo XVII y la idea de la generación espontánea todavía seguía presente en las mentes de muchos pensadores. En 1668, el toscano Francisco Redi (1626- 1697), médico del gran Duque de Etruria, publicó un libro titulado "Experienze in torno de la generazione deg'Insetti" donde planteó un experimento sencillo pero contundente para refutar las creencias acerca de la aparición súbita y espontánea de los seres vivos.

La preocupación de Redi era investigar el origen de los gusanos que aparecían en la carne en descomposición. Para dilucidar si era cierta la noción de que los gusanos surgían por generación espontánea, de Jan van Helmont, o si estos organismos tenían otro origen, Redi llevó a cabo un experimento en el que puso carne de serpiente recién muerta en un grupo de recipientes de boca ancha, algunos con tapas, algunos cubiertos con una tela delgada y otros abiertos, y observó que las larvas aparecían solamente en los frascos abiertos. La explicación fue que los gusanos aparecían sólo en los frascos en los que las moscas podían entrar y depositar sus huevos.

El experimento de Redi fue modelo en su época ya que, si bien no controló todas las variables, fue el primer estudio experimental en el que un naturalista utilizó los llamados "testigos".

Los resultados de Redi no fueron generalizados a otros organismos más pequeños, pero su experimento sentó las bases para una extensa polémica sobre la generación espontánea de los seres vivos en años subsiguientes.

En 1676, estudiando al microscopio una muestra de agua de un charco, Antonio Van Leeuwenhoek (1632-1723), encontró organismos vivos a los que llamó "animálculos": así, se abría ante sus ojos y los de los demás observadores un mundo microscópico. Gran cantidad de personas, incluso los mismos reyes, viajaban a verlo para observar las maravillas ocultas que aparecían a través de las lentes.

La llegada de la microscopia durante el siglo XVIII mostró un mundo microscópico enormemente diverso pero, paradójicamente, llevó a que se reavivara con fuerza la creencia en la generación espontánea apoyada en el pasado por estudiosos como Van Helmont. Como hemos visto, la noción de generación espontánea había sido ya rechazada por varios científicos, entre ellos Francesco Redi. En el caso de los "animálculos", la idea de la generación espontánea se restringía a los microorganismos simples, no a los animales visibles por todo el mundo. Aparentemente, sólo era necesario poner sustancias en descomposición en un lugar cálido durante un corto período y las minúsculas "bestias vivas" aparecían bajo la lupa ante los propios ojos. Al menos así pensaba van Leeuwenhoek. De esta forma, a pesar de que la generación espontánea había sido refutada, al menos para el caso de los gusanos, el origen súbito de los microorganismos había resurgido con el advenimiento de microscopios mejorados. Así, en 1748, todavía era una explicación posible para el origen de los seres vivos. Tanto era así que aún provocaba encendidas discusiones entre los científicos partidarios y detractores de esta explicación al origen de nuevos seres vivos.

John Needham (1713-1781), un jesuita inglés, y el investigador italiano Lázaro Spallanzani (1729-1799) sostuvieron una célebre disputa acerca del origen de los microorganismos en caldos de cultivo. Needham, que había adquirido celebridad en la Royal Society, atribuía la presencia de microorganismos en los caldos a la presencia de una "fuerza vital". En 1748, realizó un experimento que sería famoso. Needham colocó caldo de carnero recién retirado del fuego en un tubo de ensayo y cerró el tubo con un corcho. Luego, lo calentó "para matar a todos los animalillos o huevos que pudieran quedar dentro de la botella". Después de algunos días, el caldo estaba lleno de microorganismos. Needham dedujo entonces que estos microorganismos se habían originado de la materia inanimada, y creyó demostrar así la existencia de la generación espontánea, al menos, en los microorganismos. Esta polémica continuaría, todavía por más de un siglo. Por su parte, Spallanzani era contrario a la idea de la generación espontánea que todavía rondaba los ámbitos científicos. Spallanzani era un investigador cuidadoso, que se ordenó como sacerdote, pero se entregó con ardor en poner en duda todas las preconcepciones del momento referidas al mundo natural.

Con respecto al experimento realizado por Needham, Spallanzani pensó que el hervor había sido insuficiente y que el caldo no había sido esterilizado adecuadamente. Además, sospechaba que el corcho no cerraba herméticamente el frasco. Por lo tanto, en el año 1768, realizó una nueva serie de experimentos en los que hirvió entre 30 y 45 minutos frascos que contenían un caldo nutritivo. Algunos de los frascos estaban sellados y otros no. Spallanzani observó que en los frascos sellados no había microorganismos y demostró así que la generación espontánea no se producía.

Needham, sin embargo, seguía sosteniendo lo contrario y fue a París donde buscó el apoyo del célebre zoólogo Georges Louis Leclerc, conde de Buffon (1707-1788). Ambos personajes desarrollaron nuevas teorías que no tenían ningún correlato con la experiencia. Buffon y Needham objetaron a Spallanzani el procedimiento experimental que había llevado a cabo, sosteniendo que el prolongado hervor había matado la "fuerza vital", algo imperceptible y desconocido que posibilitaba la aparición de la vida en la materia inanimada.

Spallanzani continuó realizando otros experimentos, demostrando una y otra vez su postura. Finalmente, se dedicó a realizar otros estudios como los de reproducción animal, fecundación e inseminación artificial en animales, considerando que este tema ya estaba cerrado. Pero aún no estaba dicha la última palabra.

De esta manera, a fines del siglo XVII, la problemática sobre la generación espontánea de los microorganismos, varias veces echada por tierra, aún seguía viva. Es en ese entonces que Louis Pasteur (1822-1895) entra en la escena de esta encendida y antigua polémica.

Pasteur fue un científico prolífico. Sus estudios abarcaron los temas más diversos y muchos constituyeron verdaderas proezas científicas. Este químico francés, entre muchas otras cosas, sentó las bases de la cirugía aséptica, realizó estudios que ayudaron a atacar el carbunco (una enfermedad infecciosa muy común en aquel tiempo), produjo una vacuna contra la rabia y salvó a la industria de la seda francesa de la extinción al descubrir cómo se transmitía una enfermedad que atacaba al gusano de seda.

En 1858, Pasteur

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