Biología y Geología 4º ESO

TEMA 4: LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA

1- LAS PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA
La comunidad científica considera la evolución biológica o proceso de
transformación de los seres vivos a lo largo del tiempo, como un hecho comprobado, del
cual hay que investigar y conocer sus mecanismos para poder explicar una serie de
evidencias como las siguientes:
- Actualmente existe una elevada biodiversidad.
- Existen especies con semejanzas morfológicas y fisiológicas.
- Los seres vivos han ido apareciendo a lo largo de la historia geológica.
- Gracias al registro fósil, se conocen especies que no existen ahora y que tienen
semejanzas con algunas especies actuales, entonces inexistentes.
Pruebas que demuestran la existencia de la evolución biológica:
1. Pruebas anatómicas, consistentes en el estudio comparado de las estructuras cor-
porales de los organismos para así establecer posibles relaciones de parentesco. Para
ello nos fijamos en:
- Los órganos homólogos, que son
aquellos que presentan la misma
estructura interna (y por tanto el
mismo origen) pero desempeñan
distinta función. Proceden de es-
tructuras de un ancestro común que
han sido modificados al adaptarse a
distintos medios en un proceso
conocido como divergencia evo-
lutiva. Un ejemplo de esto último
serían las extremidades de tipo
quiridio de los tetrápodos.
- Los órganos análogos en cam-
bio tienen la misma función,
pero distinto origen. Es decir,
presentan una estructura interna
distinta, aunque puedan tener un
mismo aspecto externo como
consecuencia de un proceso de
convergencia evolutiva.

- Los órganos vestigiales son aquellos tu-

vieron una importancia relevante en las
especies predecesoras desaparecidas, pe-
ro que se encuentran bastante reducidas
en las especies actuales al encontrase en
desuso.

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2. Pruebas paleontológicas basadas en el estudio de los fósiles (restos litificados de

seres vivos del pasado). En el registro fósil (bastante incompleto, por cierto) destacan
como fuente de información los siguientes casos:
- Las formas intermedias o de transición del registro fósil con características
intermedias entre dos grupos.
- Las series filogenéticas son conjuntos de fósiles parecidos entre sí que
permiten conocer la historia evolutiva de un grupo de organismos.
Serie filogenética del caballo

Archaeopterix lithographica, forma intermedia

entre reptiles (dientes, cola, garras en las alas) y
aves (pico, alas, plumas)
3. Pruebas embriológicas, consistentes en
el estudio comparado del desarrollo em-
brionario (ontogenia) de varias especies
para así desentrañar su historia evolutiva
(filogenia), aplicado la ley biogenética
de Haeckel: la ontogenia es una breve
recapitulación de la filogenia. Cuanto
más tarde aparezcan las diferencias en el
desarrollo embrionario, mayor es el
parentesco evolutivo entre las especies
que se consideran.
I: todos con arcos branquiales
II: todos con cola
III: ya con notables diferencias
4. Pruebas biogeográficas, basadas en el estudio de la distribución geográfica de las
especies (biogeografía). Los organismos que viven en la misma región evolucionan
de forma similar pero, si alguna población queda aislada, evoluciona de forma
independiente y genera organismos distintos, aunque similares. Por ejemplo, África y
Suramérica tienen el mismo registro fósil hasta hace 150 millones de años, cuando se
abrió el océano Atlántico entre los dos continentes. Actualmente las especies en los
dos continentes son diferentes, pero presentan similitudes. Por otra parte, en las islas
hay una alta presencia de endemismos (especies exclusivas de esa zona), lo que
también denota una evolución independiente en cada una de ellas.
5. Pruebas bioquímicas: se comparan secuencias de bases de ADN o secuencias de
aminoácidos de proteínas correspondientes a dos especies diferentes. Cuanto
menores sean las diferencias, mayor es el parentesco evolutivo entre las especies que
se comparan. Tanto el ADN como las proteínas se utilizan como relojes
moleculares, de manera que se puede datar la presencia de ancestros comunes a dos
especies y así construir los árboles filogenéticos que representan sus relaciones de
parentesco evolutivo.
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2- LAS TEORÍAS EVOLUTIVAS

El evolucionismo postula el cambio de unas especies en otras a lo largo del tiempo,
mientras que el fijismo, imperante hasta el siglo XIX, defendía la inmutabilidad de las
especies. Entre estas últimas teorías estarían las siguientes:
- El creacionismo, en que las distintas especies fueron originadas por un Creador y no
han cambiado desde entonces.
- El catastrofismo propuesto por el paleontólogo Georges Cuvier a fines del siglo
XVIII trataba de explicar la existencia de fósiles de especies ya inexistentes, además
de la aparición de nuevos fósiles en distintos periodos geológicos. A lo largo de la
historia de la Tierra se iban sucediendo creaciones y extinciones (por catástrofes
naturales), manteniéndose fijas las especies entre esos acontecimientos.
2.1 EL LAMARCKISMO
El naturalista francés Jean B. de Lamarck fue el primer científico que propuso la
transformación de las especies a lo largo del tiempo. Las ideas fundamentales del
Lamarckismo son las siguientes:
- La función crea el órgano y su desuso produce degeneración. Por tanto los
caracteres adquiridos de un organismo dependen del uso.
- Los caracteres adquiridos se heredan y se transmiten a la descendencia.
- Los organismos cambian a lo largo del tiempo y tienden a la complejidad.
Con el desarrollo posterior de la genética, la idea de la herencia de los caracteres
adquiridos no se puede sostener en la actualidad.

2.2 EL DARWINISMO
El conocido científico inglés Charles Darwin llevaba décadas desarrollando su teoría
evolutiva por selección natural, basándose en las observaciones y los datos recogidos en su
viaje alrededor del mundo a bordo del Beagle, cuando decidió publicar el célebre libro “el
origen de las especies”, en el año 1859 impulsado por el hecho de que Alfred. R. Wallace,
investigador en el SE de Asia, llegase a las mismas conclusiones. El mecanismo que se
propone en el darwinismo fue el siguiente:
- Los individuos de una población presentan variabilidad, es decir, no son
exactamente iguales.

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- Entre los organismos se establece una lucha por la supervivencia, dado que los
recursos del medio son limitados (aporte de Thomas Malthus, un economista
ilustrado). Esto hace que también se limite la capacidad reproductiva de los
organismos.
- El medio selecciona a los individuos más adaptados (la selección natural), dado
que presentan alguna característica ventajosa que permite su supervivencia.
- Los individuos seleccionados se reproducen más y así un mayor número de
descendientes tendrá esas variaciones ventajosas. A lo largo de muchas
generaciones, la especie cambia de forma continua y gradual (aporte del geólogo
Charles Lyell, que postulaba también un gradualismo en los procesos geológicos).
2.3 LA TEORÍA SINTÉTICA
Durante la primera mitad del siglo XX, los nuevos conocimientos adquiridos en
campos como la genética, la bioquímica, la paleontología y la ecología, forzaron a
científicos como T. Dobzhansky y E. Mayr a reinterpretar el darwinismo con estos nuevos
aportes. Por ello apareció la teoría sintética o neodarwinismo, resumido en los siguientes
puntos:
- El origen de la variabilidad genética de la población está en la mutación y en la
recombinación genética asociada a la reproducción sexual (meiosis y fecundación).
- La selección natural actúa sobre alelos resultantes de mutaciones positivas, por lo
que su frecuencia aumenta en la población.
- La unidad evolutiva es la población (conjunto de individuos de la misma especie que
viven en una misma área) y no el individuo. Una población evoluciona cuando
cambian las frecuencias de los distintos alelos de cada uno de los genes de la especie.
- El proceso evolutivo es gradual al cambiar la estructura genética de las poblaciones.
2.4 EL NEUTRALISMO
El científico japonés M. Kimura es el autor principal de la teoría neutralista de la
evolución, que limita la importancia de la selección natural:
- La mayoría de las mutaciones son neutras, es decir, no suponen ni ventajas ni
inconvenientes, por lo que la selección natural no actúa sobre ellas.
- Es el azar (la deriva genética) la que selecciona los alelos, especialmente en
poblaciones reducidas. Esto explicaría la gran cantidad de endemismos presentes en
las islas, dado que la evolución a partir de una misma especie puede ocurrir de
manera muy distinta en cada caso.
2.5 EL EQUILIBRIO PUNTUADO
Los paleontólogos N. Eldredge y S.J. Gould plantearon en 1972 un mecanismo
saltacionista en vez de gradualista. Consiste en lo siguiente:
- El registro fósil presenta pocas formas intermedias, es decir, existen saltos bruscos
con desaparición súbita de unas especies y aparición repentina de otras. Según esta
teoría, esto no se debe a que éste registro esté incompleto (como afirma el
neodarwinismo), sino a que refleja lo que sucede realmente.
- A lo largo de la historia geológica se alternan largos periodos de estabilidad
(estasis), en que las especies apenas cambian, con periodos relativamente cortos
(apenas miles de años) de grandes cambios con aparición de numerosas nuevas
especies (especiación) y extinción de las anteriores de las que derivan. Esto
permitiría explicar la ausencia de especies intermedias en el registro fósil, pues los

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periodos de especiación son demasiado cortos para generar una cantidad significativa
de estos restos.

2.6 BIOLOGÍA EVOLUTIVA DEL DESARROLLO (evo-devo)

El debate en torno a los mecanismos de la evolución continúa en el siglo XXI. La
tendencia marcada por la biología del desarrollo es a considerar que existe una jerarquía en
los genes, por lo que la evolución se explica más por cambios en la regulación génica que en
cambios en la información genética (mutaciones).
La presencia de los genes homeóticos, que determinan la especialización celular
(activando y desactivando genes de forma diferencial) durante el proceso de desarrollo
embrionario en los animales, lleva a pensar que las mutaciones en los mismos puedan
provocar profundos cambios que lleven al origen de nuevos grupos taxonómicos
(macroevolución). Estos procesos serían compatibles y simultáneos con la microevolución
gradual y acumulativa que proponen los mecanismos neodarwinistas de mutación y
selección, ya más relacionadas con los procesos de adaptación de los organismos a su
ambiente y a la especiación.
3- EL MECANISMO DE LA EVOLUCIÓN
Describimos ahora el mecanismo mediante el cual evolucionan las especies según la
propuesta de la teoría sintética, teniendo en cuenta que las demás teorías evolutivas
proponen matices más o menos significativos dentro de este proceso general.
La variabilidad genética de una población se puede considerar la materia prima de
la evolución, en el sentido de que para escoger los mejores organismos hace falta una
variedad inicial. Esta variabilidad tiene un doble origen:
1. La mutación (alteraciones al azar de los genes) genera nuevos alelos para un
determinado gen. Si además afectan a la línea germinal, estas mutaciones se
transmiten a las siguientes generaciones. La mayoría de las mutaciones son
perjudiciales y tienden a desaparecer debido a que los individuos que los portan ven
reducida su supervivencia. Las escasas mutaciones beneficiosas, como suponen una
ventaja a los individuos que los portan, aumentan su frecuencia a lo largo de las

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generaciones dado que son seleccionados a favor. Por último, existe una cierta
cantidad de mutaciones que son neutras, es decir, no suponen ni una ventaja ni un
inconveniente y que no son seleccionadas ni a favor ni en contra, hasta que el medio
cambie y estas mutaciones pasen a ser beneficiosas o perjudiciales.
2. La reproducción sexual, a través de los procesos de recombinación genética que
acontecen en la meiosis (sobrecruzamiento y segregación al azar de homólogos) y la
fecundación (selección al azar de gametos y unión de genomas de dos individuos
distintos), genera nuevas combinaciones de los alelos, de tal modo que se
seleccionarán a favor las que contienen mayor número de mutaciones positivas.
El medio en que viven los organismos ejerce sobre ellos una presión de selección que
dificulta su supervivencia. Si esta presión se mantiene durante un periodo más o menos
largo, se produce la selección natural. Ésta interactúa con la variabilidad genética,
escogiendo aquellos individuos que posean las combinaciones de alelos que les permita
sobrevivir mejor y, por ende, reproducirse más. De esta manera, estos alelos (resultado de
mutaciones positivas) van incrementando su frecuencia en la población y un mayor número
de individuos presentan estas características, produciendo ese cambio gradual que llamamos
evolución.
El resultado final de este proceso (después de muchas generaciones) es que los
individuos de una población tienen su organismo ajustado al medio en que viven, es decir
que han sufrido un proceso de adaptación.

EL MECANISMO DE LA EVOLUCIÓN

ORIGEN DE LA SELECCIÓN NATURAL

VARIABILIDAD
Perjudiciales Eliminadas
MUTACIÓN Beneficiosas Seleccionadas
Neutras Se mantienen

Genera nuevos alelos

• Sobrecruzamiento (profase I)
Meiosis • Segregación al azar de
homólogos (anafase I) .
REPRODUCCIÓN
SEXUAL
• Selección al azar de gametos.
Fecundación • Dos individuos distintos.

Se seleccionan a favor las que

Genera nuevas combinaciones de alelos contienen mayor número de
mutaciones positivas

CONSECUENCIA: la adaptación (ajuste de los organismos al medio).

Mención especial merece la selección sexual, un tipo de selección natural

consistente en el desarrollo de características morfológicas o conductuales (generalmente en
los machos) no necesariamente adaptativos, pero que favorecen la reproducción de los
individuos que los portan y la transmisión de estos caracteres a los descendientes. Es el caso,
por ejemplo, de las cornamentas de los mamíferos o de los complejos cortejos en aves.

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4- LA EVOLUCIÓN DEL GÉNERO HUMANO

El género humano (Homo) se encuadra dentro del orden primates, cuyas
características generales son los siguientes:
- Extremidades con cinco dedos en manos y pies. Dedos prensiles y pulgar oponible
que permite coger y agarrar.
- Preponderancia de la visión: mayor agudeza visual, visión estereoscópica y de los
colores. Corteza cerebral grande.
- Posición erguida al desplazarse, consecuencia de un modo de vida arborícola.
- Nutrición variada: frugívoros, folívoros (que se alimentan de hojas y brotes),
insectívoros y omnívoros. Tienen una dentición poco especializada.
- Maduración lenta de las crías e intenso cuidado de la prole. Esto origina una
compleja conducta social.
4.1 LA HOMINIZACIÓN
El proceso evolutivo que dio origen a las distintas especies de homínidos (la familia
que incluye las distintas especies de seres humanos, incluyendo la nuestra) se denomina
hominización. En este proceso se fueron adquiriendo una serie de diferencias con el resto de
grandes simios semejantes a nosotros (chimpancés, gorilas, orangutanes y gibones), entre las
que destaca el bipedismo, la dieta omnívora y el gran tamaño del cerebro.
Bipedismo:
La postura erguida y la consecuente locomoción bípeda surge como adaptación a un
hábitat de sabana, dado que comporta una serie de ventajas como:
- Ampliar el campo visual para permitir observar el horizonte en búsqueda de
alimentos o posibles depredadores
- Manos liberadas para el transporte de alimentos, objetos o crías
- Reduce la cantidad de radiación solar que incide sobre el organismo.
El bipedismo comportó cambios en el esqueleto como una columna vertebral en S, el
acortamiento y ensanchamiento de la pelvis, el alargamiento de las extremidades inferiores
con respecto a las superiores y la presencia de un dedo gordo del pie no oponible. El canal
del parto se estrecha y cambia su dirección, lo que hace que aparezcan complicaciones en el
parto (en combinación con el aumento de la capacidad craneal).
La mano, por otra parte, presenta un pulgar oponible más largo que agarra
fuertemente y con precisión, algo que permite manejar las herramientas. Esta característica,
en combinación con el aumento del tamaño del cerebro, permite la aparición de la
tecnología.
Dieta omnívora y aumento del tamaño del cerebro:
En un contexto de sabana, la dieta omnívora permite una mayor disponibilidad de
alimentos y un incremento en el aporte proteico. El cambio de dieta hace que la mandíbula
sea menos robusta y se reduzca el tamaño de los dientes y del aparato digestivo. El ahorro
energético que supone mantener un aparato digestivo más corto permite asumir el gasto
energético de un cerebro de gran tamaño. Esta sería la hipótesis más aceptada que explica el
gran incremento del grado de encefalización (relación entre el tamaño del encéfalo y el
tamaño corporal) experimentado durante la hominización y que queda reflejado en una
mayor capacidad craneal.

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El aumento del tamaño del cerebro permite la aparición de las capacidades propias de
la inteligencia, el desarrollo de las actividades sociales para obtener conjuntamente el
alimento y el inicio de la evolución cultural.
Otras características:
- Pérdida relativa de pelaje para evitar el sobrecalentamiento en el ambiente original
de sabana, aunque obliga al uso de vestidos en momentos y lugares fríos.
- Características sexuales secundarias exageradas, dado que los seres humanos
pueden reproducirse en cualquier momento del año (independientemente de que sea
una época favorable o no, gracias a la tecnología)
- Crías poco desarrolladas al nacer, dado que el cerebro debe crecer después del
nacimiento para que los bebés puedan salir por el canal del parto (se prolonga
entonces la infancia).
4.2 LA EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS
ESPECIE CRONOLOGÍA ANATOMÍA MODO DE VIDA LUGAR
Talla: 1,1 – 1,4 m. Locomoción bípeda no África
Australopitecos 3,7 – 1 m.a.
Capacidad craneal: 450 cm3 erguida. Se alimentan de (oriental y
(4 especies)
Prognatismo importante. frutos, vegetales e insectos. austral)
Talla: 1,2 – 1,5 m. Omnívoro carroñero;
Homo habilis 2 – 1,3 m.a Capacidad craneal: 750 cm3 herramientas simples; África
Prognatismo importante. organizan el espacio habitado.
Homo ergaster Talla: 1,70 m.
Omnívoro cazador; talla África
(H. erectus en Capacidad craneal: 1000 cm3
1,8 m.a. – herramientas (bifaces);
Asia, Prognatismo leve, complexión Asia
100.000 dominio del fuego; pueden
H. antecessor robusta; cráneo sin frente y vivir en cuevas. Europa
en Europa) con arcos superciliares.
Talla: 1,65 m.
Omnívoro cazador; Europa
Capacidad craneal: 1500 cm3
Homo 300.000 – herramientas elaboradas Oriente
neandertalensis 30.000 Prognatismo leve, cuerpo (cuchillos, lanzas); Vestidos próximo
musculoso, cráneo alargado y para el frío y ritos funerarios. Asia central
arcos superciliares salientes.
Talla: 1,70 m. Omnívoro cazador;
herramientas muy sofisticadas; Todo el
200.000 - Capacidad craneal: 1.400 cm3 planeta
Homo sapiens lenguaje simbólico y
actualidad Sin prognatismo. Cráneo más articulado; manifestaciones
corto con frente. artísticas.

Australopitecus afarensis Homo habilis

Homo antecessor Homo neandertalensis

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4.3 LOS HITOS DE LA HOMINIZACIÓN

1. Hace 4 millones de años (Ardipitecus y Australopitecus) se inició la adquisición del
bipedismo como consecuencia del cambio climático acontecido en África oriental y
el paso de un bioma de selva a uno de sabana. La razón de este cambio climático es
la apertura del valle del Rift africano (lo que se ha denominado The east side story).
2. A partir de hace 3 millones de años, este cambio climático se agudiza y se cambia de
un bioma de sabana a otra de estepa. Esto separó los autralopitecinos en dos linajes:
- Parantropus: dieta basada en vegetales duros y abrasivos. Actualmente
extinto.
- Homo: dieta omnívora, al incluir el consumo de carne (lo que permite un
mayor aporte de proteína). Primero fueron carroñeros y después cazadores.
Aparecen las primeras herramientas (Homo habilis), lo que permite la caza
y el descuartizamiento de la carne.
3. El cambio de dieta propició un aumento de la capacidad craneal (y, por tanto, del
cerebro). Un mayor tamaño del cerebro permite el desarrollo de la tecnología, en
conjunción con unas manos libres.
4. Varias salidas de África:
- Hace 1,8 M.A.: Homo ergaster hacia Asia
(H. erectus)
- Entre 2 y 1 M.A: Homo antecessor hacia
Europa (H. heidelbergensis).
- Hace 100.000 años: Homo sapiens hacia
todos los continentes.
5. Hace aproximadamente 400.000 años, se pro-
duce el control del fuego (Homo erectus), pri-
mero a partir de incendios naturales y después
generándola. Esto permite ampliar la dieta y
habitar nuevos territorios.
6. De hace 300.000 años (Homo heidelbergensis)
son los primeros enterramientos, lo que de-
nota la aparición de la autoconciencia y el
pensamiento sobre la muerte.
7. Hace unos 35.000 años se pro-
duce la aparición del simbo-
lismo y del arte. El lenguaje se
hace articulado (al bajar la po-
sición de la laringe) y también
simbólico. Las manifestaciones
artísticas indican la existencia
de sociedades complejas y or-
ganizadas. Posteriormente apa-
recerán la escritura, la domes-
ticación de animales y plantas,
y la sedentarización (primeras
ciudades).