Ecología

Monografía

Introducción 3

¿Qué es la evolución? 3

Tipos de evolución 3-4

Coevolución 5

La teoría de Darwin 5-6

Tipos de selección 6-7

Especiación 7-8

La evolución Química 9

Los primeros organismos 10

Evolución de los organismos fotosintéticos 10

Evidencias evolutivas 10-11

Registros fósiles de la vida animal 11-13

Registros fósiles de la vida vegetal 13-14

Evidencia derivada de la distribución geográfica 14-15

Evidencia derivada de las genéticas 15

Historia de la evolución: la taxonomía 15

Nominación de los organismos 16

Conclusión 16

Bibliografía 17

La vida en sus diferentes manifestaciones es la riqueza y la peculiaridad de nuestro planeta. No conocemos ningún otro lugar en el universo donde se haya producido este fenómeno. Son muchos los estudios que se han hecho de su origen y evolución, sin llegar aún a una conclusión definitiva del mismo, pero si enriqueciendo nuestros conocimientos acerca de la gran variedad de vida que ha existido y existe en nuestro planeta.

Para el estudio de los seres vivos, resulta del todo necesario organizar su diversidad de alguna manera. Muchos han sido los intentos y el más aceptado hoy día es el llamado sistema de los cinco reinos. Al mismo tiempo, los científicos han dividido el planeta, según el tipo de vida que se encuentra en ella, en biomas, para el mejor estudio de la relación entre los seres vivos.

De tal forma que en este trabajo hemos tratado de resumir todo lo que implica el origen, evolución y distribución de la vida en la actualidad, basándonos en lo que conocemos hoy.

Es el cambio en el genoma de una población a lo largo del tiempo. Un gen es una unidad hereditaria que puede ser pasada sin alteraciones por generaciones. El genoma es un set de genes en la población de una determinada especie. La mariposa Inglesa, Biston betularia, es el ejemplo de evolución más citado. En ella hay dos formas de color, clara y oscura, Kettlewell halló que las oscuras constituían menos del 2% de la población antes de 1848.  La frecuencia del incremento de las oscuras se incrementó en los años subsiguientes y en 1898 el 95% de las mariposas en Manchester y otras áreas industrializadas  eran de ese tipo.  Sin embargo en las áreas rurales su frecuencia era menor. El color era determinado por un solo gen.  El incremento de las oscuras era debido a evolución por selección natural, debido al incremento industrial en Inglaterra en los últimos ocho siglos.  El hollín proveniente de las fábricas oscureció los árboles de  abedules donde las mariposas se posaban.  Los pájaros sólo apreciaban con facilidad las claras comiéndolas. De ese modo se salvaron muchas oscuras. 

Un simple organismo nunca es típico de una población entera a menos que no haya variación genética en la población. Los organismos individuales no evolucionan, sólo las comunidades con biodiversidad lo hacen. Cuando una población evoluciona, la relación entre la composición genética de los individuos que la componen varía. 

La Evolución se puede subclasificar en micro evolución y macro evolución. La documentada anteriormente es la micro evolución. Grandes cambios, tal como cuando una especie nueva se forma es la macro evolución. Los biólogos piensan que los mecanismos de la macro evolución son diferentes de la micro evolución. Otros piensan que la macro evolución es una acumulación de micro evoluciones. De este modo la evolución sería sólo la selección natural.

Todos los organismos están relacionados a un ancestro común, mediante la evolución.  La teoría de cómo el primer organismo viviente apareció es llamada evolución pero debería llamarse abiogénesis.

La evolución como una sucesión ordenada y continua de los cambios, es el tema que une una cantidad de hechos e información para constituir un panorama unificado, amplio y cohesivo de la naturaleza. Su pasado, su presente y, de cierta manera, su futuro. Sus efectos se observan en cada campo del conocimiento y pensamientos humanos. Por lo tanto, subdividimos el campo de la evolución en dos áreas generales, la evolución inorgánica o no biológica y la evolución biológica u orgánica.

Es un concepto más que todo físico, relacionado con los cambios de masa y energía que han ocurrido en grandes períodos de tiempo, desde los diversos puntos de vista, incluyendo los cambios de clima, la superficie terrestre, etc.

Se refiere al origen de la vida, el desarrollo y diversificaciones subsecuentes a través de miles de millones de años experimentados por las plantas, animales, y microorganismos actuales. Como concepto, se sostiene que todas las especies de origen contemporáneas no existieron iguales a las de ahora, sino que se han originado de otra especie ahora extinta, estas especies son los descendientes ancestros primordiales y, en la mayoría de los casos, más sencillos.

En general, la principal tendencia evolutiva biológica se ha dirigido a aumentar la especialidad y complejidad de estructura y función; aunque en algunos organismos ha habido simplificación, a partir de ancestros más complejos. Aquellas especies cuyos descendientes poseen variaciones hereditarias que la adaptan a un medio dado, tienden a sobrevivir en generaciones sucesivas; mientras aquellas que no están bien adaptadas son eliminadas, fenómeno conocido comúnmente como selección natural. Los procesos evolutivos biológicos y no biológicos aún continúan, aunque de una manera generalmente tan lenta en animales y plantas superiores en sus medios naturales, que es casi imperceptible en los pocos siglos en que el hombre ha registrado sus observaciones. Bajo circunstancias naturales, la evolución de la mayoría de los organismos es un proceso que requiere varios cientos de siglos, antes de que puedan determinarse los cambios, aunque se efectúen en su grado más rápido.

La evolución ha quedado finalmente establecida como un hecho por muchos tipos de evidencias. Los principales lineamientos de tales evidencias para que produzca evolución en los sistemas vivientes. Muchos de los aspectos evolutivos de forma y función, incluyendo el metabolismo, intervienen en la evolución de los seres vivos. En particular el examen, tanto del reino animal como vegetal, ha servido para demostrar cómo los miembros del mundo viviente, así como los conocemos hoy en día, procedieron de ancestros primitivos siguiendo varias líneas de descendencia. De manera semejante el papel central de las mutaciones genéticas, la reproducción sexual, así como los productos de la evolución, han contribuido a que aumenten intensivamente las combinaciones genéticas posibles y por consiguientes nuevas variaciones biológicas.

Los hechos esenciales de la evolución y sus causas como fueron presentados por Darwin y Wallace en 1850 pueden resumirse como sigue.

1-Sobreproducción: los organismos, debido a su prodigiosa capacidad reproductora, producen más descendencias de la que puede sobrevivir o llegar a la madurez.

2- Constancia del tamaño de población: a pesar de la tendencia de una especie para aumentar su población en proporción geométrica o exponencial, la población permanece mas o menos constante en períodos largos. Por consiguiente debe existir un grado apreciable de mortandad, debido en parte a limitación de espacio alimento.

3- Variación: Todos los miembros de una especie dada no son semejantes, pues presentan variaciones en muchas de sus características.

4- Adaptación: Al estar los organismos de una determinada generación adaptados por los ambientes de las generaciones anteriores, estos actúan de filtro haciendo que la adaptación de las distintas especies al ambiente presente sea solo función de cómo éstas evolucionaron junto con su medio. Es decir que a medida que va evolucionando el ambiente, la especie debe ir adaptándose al continuo cambio, para poder sobrevivir y evolucionar a la vez y "triunfar" en la selección natural.

5- Selección natural: son aquellas variaciones que favorecen a los organismos en la competencia para sobrevivir en un medio dado, favorecerán su existencia en comparación con aquellos organismos y su progenie que posean menos variaciones adecuadas. De esta manera se producirá entre los individuos de la especie una selección natural, en favor de aquellos miembros cuyas variaciones los adaptan más efectivamente a las condiciones del medio ambiente.

6- Herencia: puesto a que la herencia es un hecho, como lo indica la semejanza entre progenitores y progenie, los individuos pasarán la mayor parte de sus variaciones o adaptaciones favorables a las generaciones sucesivas. De esta manera, las adaptaciones, en el curso de muchas generaciones, se modificarán incesantemente, mejorando la especie para adaptarse mejor a su medio ambiente.

En efecto la teoría se basó en hechos establecidos de sobreproducción, constancia de tamaño de población, variaciones y semejanzas hereditarias entre padres y progenie.

La evolución conjunta de dos o más especies se denomina coevolución (Gilbert 1975). Las interacciones coevolutivas se denominan mutualistas si cada miembro de la interacción obtiene un beneficio positivo y además paga parte del coste de la interacción. Con una finalidad determinada, es posible que se alcance, en su momento, una etapa de absoluta interdependencia, como es el caso de la interacción hongo-alga que conocemos como liquen. Un ejemplo de las relaciones coevolutivas entre dos organismos lo tenemos en las hormigas especializadas en habitar las grandes espinas huecas de las Acacia (Janzen 1967; Hocking 1975). Aunque en la interacción, las parejas de hormiga-planta varían según los casos, esta relación es bastante común en todos los países tropicales. Las hormigas perforan las espinas jóvenes verdes y usan el espacio interior vaciado como nidos para cámaras reproductoras. El principal alimento lo produce el árbol: los folíolos jóvenes tienen en sus extremos un pequeño glóbulo amarillento rico en proteína, llamado cuerpo de Beltian, y en los pecíolos se encuentran nectarios extraflorales que representan una fuente rica en glúcidos. El árbol proporciona a la vez abrigo y alimento. Las adaptaciones de los árboles para alimentar las hormigas no se encuentran en otras especies de Acacia que no hospedan hormigas. El árbol produce realmente un beneficio para las hormigas, a un cierto coste. Por su parte, las hormigas protegen al árbol de los herbívoros, principalmente de los insectos defoliadores, y también de la competencia de otras plantas. En muchos casos las especies de Acacia que hospedan a las hormigas viven en habitan donde otras plantas podrían reducir el crecimiento o incluso desplazar por completo a las jvenes acacias. Las hormigas reducen la depredación al destruir los insectos y alivian la competencia aclarando la vegetación que rodea al árbol patrón. Esta área aclarada protege también al árbol del fuego, hecho frecuente en la estación seca. Estas relaciones coevolutivas de planta-hormiga ocurren también en otros géneros de plantas de los trópicos del Nuevo y Viejo Mundo (Hocking 1975).

El Reverendo Thomas Malthus escribió un ensayo en el cual advertía que la población humana estaba incrementándose tan rápidamente que en poco tiempo seria imposible alimentar a todos los habitantes de la tierra. Darwin vio que la conclusión de Malthus, era valida para todas las especies, no sólo la humana. Por ejemplo, calculó que una sola pareja de elefantes, que se encuentra entre los animales de reproducción más lenta, produciría una población de diecinueve millones de elefantes en 750 años si toda su progenie viviera y reprodujera el numero normal de descendientes durante un lapso de vida normal. Si embargo, el numero promedio de elefantes permanece constante a lo largo de los años. Así, aunque una sola pareja reproductora pudiera, en teoría, haber originado diecinueve millones de descendientes, en realidad produciría un promedio de solo dos. .¿Pero por que estos dos en particular? El proceso por el cual los dos sobrevivientes son "elegidos" fue llamado por Darwin: "Selección Natural".

La Selección natural, de acuerdo con Darwin es un proceso análogo al tipo de selección practicado por los criadores de ganado, caballos o perros. En la selección artificial, nosotros, los humanos, elegimos especimenes individuales de plantas o animales para reproducirlos sobre las bases de las características que nos parecen deseables. En la selección natural, el ambiente toma el lugar de la elección humana. Dado que los individuos con ciertas características hereditarias sobreviven y se reproducen y los individuos con otras características hereditarias son eliminados, la población cambiará lentamente. Si unos caballos eran más veloces que otros, por ejemplo, estos individuos tendrían mas posibilidad de escapar de los depredadores y sobrevivir, y su progenie, a su vez, podría ser más rápida, y así sucesivamente.

De acuerdo con Darwin, las variaciones que aparecen en cada población natural y se heredan entre los individuos son una cuestión de azar. No las produce el ambiente, ni una fuerza creadora ni el esfuerzo inconsciente del organismo. Por si mismas, ellas no tienen meta o dirección, pero a menudo tienen valores adaptativos positivos o negativos, o sea, pueden ser mas o menos útiles para un organismo si se los juzga por su supervivencia y su reproducción. Es el funcionamiento de la selección natural, la interacción de organismos individuales con su ambiente, durante una serie de generaciones, lo que confiere dirección a la evolución. Una variación que da a un organismo aunque sea una leve ventaja, lo hace más apto para dejar progenie que sobreviva. Así, recordando la jirafa de Lamarck, una jirafa con un cuello ligeramente más largo puede tener una ventaja para alimentarse y de este modo seria más probable que deje mas progenie que una jirafa con un cuello más corto. Si el cuello más largo es una característica heredada, parte de esta progenie también tendrá cuello largo, y si los animales de cuello largo de esta generación tienen una ventaja, la generación siguiente incluirá descendientes de cuello largo. Finalmente la generación de jirafas de cuello corto se habrá transformado en una población de jirafas de cuello largo (aunque seguirá habiendo variaciones en la longitud del cuello).

Como puede verse, la diferencia esencial entre la formulación de Darwin y la de cualquiera de sus predecesores es el papel central que él dio a las variaciones. Otros habían considerado a estas variaciones como simples perturbaciones del diseño general, mientras que Darwin vio que las variaciones entre los individuos son la trama real del proceso evolutivo. Las especies surgen, propuso Darwin, cuando las diferencias entre los individuos dentro de un grupo se convierten gradualmente en diferencias entre grupos, a medida que estos se separan en el espacio y en el tiempo. Selección natural

Aunque acostumbramos a pensar en selección natural como el proceso que hace cambiar la constitución genética media, Mathus (1953) ha indicado que esta selección direccional representa tan solo una de las tres formas por las cuales el ambiente puede actuar sobre la estructura genética de la población. La selección direccional cambia la media fenotípica de la población en el tiempo. La selección estabilizadora reduce la variabilidad de la población, dejando la media invariable. La selección disruptiva aumenta la variabilidad de la población sin cambiar la media. Este aumento de la variabilidad puede ser, simplemente, el resultado de una mayor variedad de fenotipos en la población, o implicar la separación ocasional de la población en dos sub-poblaciones semi-distintas

En un experimento, Thoday (1959) examino la capacidad de respuesta a una selección direccional posterior de las poblaciones con distinto tipo de selección previa, concluyendo que la selección disruptiva puede promover la flexibilidad genética, y la selección estabilizadora disminuirla, y por tanto, la heterogeneidad del hábitat puede ser una causa importante de diversidad genética en poblaciones naturales.

La selección en la naturaleza

En un hábitat que cambia de unas características a otras, lo que en principio es una selección disruptiva, puede convertirse en una selección direccional y finalmente en una estabilizadora. Un ejemplo excelente de selección natural lo proporciona los estudios realizados sobre la mariposa Biston betularia. Esta mariposa forma varias poblaciones eco típicas que ocupan distintas áreas. Algunas formas son casi blancas y otras son de un color gris muy oscuro. Una de las consecuencias de la combustión de carbón y petróleo en Gran Bretaña desde comienzos de la Revolución Industrial, es la formación de capas de hollín en las áreas industriales. El ecotipo de color oscuro es inconspicuo en los bosques contaminados con hollín y conspicuo en los no contaminados. La situación inversa se mantiene para las formas claras. En los hábitat polucionados aparecen formas mucho mas oscuras y en las áreas no contaminadas, formas mucho más claras.

Se considera que la selección darwiniana actúa a nivel de individuos y se mide como la representación o aportación del índice en las generaciones futuras. Es posible, sin embargo, que un gen con efectos negativos para la producción de un individuo en particular, haga aumentar, en compañía de otros individuos, su frecuencia en la población general. La clásica selección natural de Darwin podría no explicar la evolución de tan aparentemente inadecuada característica. En el caso de las abejas obreras que no se reproducen, actuaría una selección negativa en el sentido que siempre que apareciera por mutación, el carácter estéril seria eliminado de la población. La aparición del carácter altruista, llamado así porque implica una mayor eficacia biológica de los individuos a expensas del individuo altruista, hace pensar en el concurso de la selección en un contexto algo diferente al de la estricta selección individual.

Una explicación general de la evolución de los caracteres altruistas se basa en la relación que tienen los altruistas con los demás individuos de la especie que conviven en la misma población. Otros dos tipos de selección que se cree actúan en los ecosistemas son la selección familiar y la selección de grupo. La diferencia básica entre los dos se centra en el parentesco de los individuos en consideración. La selección familiar opera entre individuos estrechamente emparentados, mientras que la selección de grupo implica sólo individuos emparentados muy lejanamente. Aunque la selección familiar tiene un papel superior como fuerza evolutiva, la selección de grupo es todavía algo incierto. Generalmente se toma en consideración para pequeñas poblaciones, frecuentemente llamadas demos, que configuran la distribución global de la especie. La importancia de este tipo de selección depende del grado de aislamiento de la población, de la tasa de extinción en los demos y del grado de selección contra un carácter altruista

Se han propuesto diversos modelos para la selección de grupo pero todos son relativamente limitados. La importancia general de este tipo de selección en los ecosistemas se conoce poco actualmente.

Ecoclina: cuando la variación es continua, gradual, respondiendo a los cambios del ambiente. Por ejemplo, las distintas características de los pastizales de una montaña en sus distintas alturas.

Concepto Morfológico: las distintas especies se pueden caracterizar por sus similitudes y diferencias morfológicas.

Concepto Biológico: aquellos individuos que pueden intercambiar material genético y dar descendencia fértil.

Las cerradas son por acción sobre super genes ligados entre sí. Se da un arreglo in situ que puede crear una ventaja selectiva, misma que será útil tras un evento catastrófico que afecte a la población total. Selección natural de polillas:

La evolución química es una evolución basada en procesos químicos, no biológicos, que consiste en cambiar compuestos inorgánicos simples a compuestos orgánicos complejos. Según Oparin, como resultado de estos procesos, se pudieron producir dos características importantes de los organismos vivos. Primero, lo que vive se compone mayormente de moléculas orgánicas complejas. La evolución química tuvo que haber producido estas moléculas, a partir de bloques de construcción más pequeños. Segundo, los sistemas de moléculas orgánicas en los organismos están en una cápsula o rodeados como unidades separadas. Estas unidades son las células que forman todo lo viviente. Para que surgiera la vida, también tenía que ocurrir esta encapsulación de los materiales.

De acuerdo con la hipótesis de Oparin, una gran cantidad de reacciones químicas ocurría entre los ingredientes de los mares antiguos. Durante millones de años probablemente aparecieran los aminoácidos y los nucleótidos que forman el DNA y el RNA entre las moléculas producidas mediante estas reacciones. A veces, los científicos llaman sopa primordial a la solución que componía los océanos primitivos, debido a la presencia de estas moléculas.

Sin embargo, supongamos que, en una de los billones de reacciones, se unieran algunos aminoácidos para formar una proteína que pudiera funcionar como una enzima. Esta enzima, a su vez, pudo haber unido algunos otros aminoácidos. En este caso, podría haber varias cadenas de aminoácidos y, tal vez, proteínas completas. Estos raros accidentes también pudieron producir pedacitos cortos de ácidos nucleicos con la habilidad para replicarse a sí mismos. En cada uno de estos casos, la aparición de una molécula orgánica podía llevar a la producción de muchas más.

La formación de moléculas orgánicas complejas, a partir de bloque de construcción más pequeños, debe haber necesitado energía. Oparin sugirió que había varias fuentes de energía posibles: la energía eléctrica de los relámpagos, la energía radiante del Sol, la energía proveniente de la desintegración de las sustancias radiactivas. Oparin describió la forma en que pudieron formarse algunos compuestos complejos.

La primera verificación de esta hipótesis de Oparin fue hecha en 1953 por Miller-Urey. Ellos hicieron un experimento en la universidad de Chicago para demostrar que cualquier fuente de energía: rayos, radiación ultra violeta o ceniza volcánica caliente, habría convertido las moléculas que se cree que estaban presentes sobre la superficie terrestre, en una variedad de compuestos orgánicos complejos.

Con varias modificaciones en las condiciones experimentales y en la mezcla de gases colocada en el vaso de reacción, fue posible producir casi todos los aminoácidos comunes, así como los nucleótidos que son componentes esenciales del ADN y ARN.

En los sistemas modernos, ya sea en el laboratorio o en el organismo vivo, las moléculas y los agregados más estables tienden a sobrevivir, y las menos estables son transitorias. De igual modo los compuestos y agregados que poseían estabilidad química más grande en las condiciones prevalecientes en la tierra primitiva habrían tendido a sobrevivir.

Oparin también describió cómo pudieron ser separados del ambiente por alguna membrana los compuestos originales de la vida. Señaló que las mezclas de compuestos orgánicos pueden formar agrupaciones que él llamó coacervados. Un coacervado es un grupo de gotas microscópicas que se forma por atracción entre moléculas. De una mezcla de proteínas y azúcar en agua, se pueden formar coacervados. Las gotas en el interior son moléculas de proteínas. Las moléculas de agua forman la capa exterior de estas gotas. Esta capa actúa, más o menos, como una membrana celular. Los coacervados pueden intercambiar materiales con su ambiente, a través de esta capa limitante, en la misma forma que lo hace una célula. Para Oparin, estas gotas sugerían la forma de una célula. Igual que la célula, cada gota puede considerarse como distinta y separada de las demás.

Los estudios acerca de la hipótesis de Oparin han demostrado que ese tipo de moléculas que encontramos en los organismos vivos pudo haberse formado temprano en la historia de la Tierra. También han demostrado que grupos de moléculas pudieron haber sido encapsulados. Estos grupos de moléculas encapsuladas - que contienen agua, proteínas, azúcares y ácidos nucleicos - pudieron haber crecido obteniendo materiales del ambiente. Al tomar materiales del ambiente, estas moléculas pudieron haberse duplicado. Finalmente, las gotas que se desprendían pudieron haber formado copias exactas del grupo completo de moléculas encapsuladas.

Un estromatolito es una agrupación de piedras caliza formada por la actividad de organismos unicelulares. Los científicos han encontrado algunos estromatolitos modernos. Los fósiles de organismos pequeños, como los encontrados en los estromatolitos, se llaman microfósiles.

Los procariotas, como las bacterias, son organismos modernos similares en apariencia a estos organismos antiguos. Las células más primitivas en la Tierra deben haber sido células procarióticas simples. Si describiéramos a un procariota simplemente como un saco de agua y sustancias químicas, ¿podría esta descripción aplicarse a un coacervado? Algunos biólogos piensan que estructuras como los coacervados evolucionaron por medio de un proceso de muchos pasos, hasta formar las primeras células procarióticas.

Las evidencias fósiles demuestran que los procariotas aparecieron hace, aproximadamente, 3500 millones de años. Es muy difícil señalar exactamente cuándo aparecieron por primera vez o saber la naturaleza de los primeros tipos de organismos. Sin embargo, algunos procariotas parecen haber aparecido primero que otros. La mayoría de los procariotas y eucariotas son aeróbicos. Un organismo aeróbico es aquel que requiere oxígeno. Claramente, si la atmósfera primitiva no incluía oxígeno, es poco probable que los organismos más primitivos fueran aeróbicos. Sin embargo, algunos procariotas son anaeróbicos; esto es, no necesitan oxígeno. Muchos científicos piensan que los primeros organismos que aparecieron eran anaeróbicos.

Los metanógenos son ejemplos de organismos anaeróbicos que viven hoy en día. Un metanógeno es un procariota anaeróbico que cambia el hidrógeno, el bióxido de carbono o ciertos compuestos orgánicos a metano. Los metanógenos viven en el fango, debajo de cuerpos de agua donde hay poco oxígeno. Los metanógenos pudieron haber evolucionado en una atmósfera sin oxígeno debido a que son anaeróbicos. Ellos podrían ser similares a los primeros tipos de organismos que aparecieron.

Probablemente, los próximos en evolucionar fueron los procariotas que podían llevar a cabo fotosíntesis, la cual utiliza bióxido de carbono. Si la atmósfera primitiva tenía bióxido de carbono, los organismos fotosintéticos podrían haber sobrevivido. La evolución de organismos fotosintéticos fue, probablemente, un paso necesario antes de que pudiera aparecer una variedad más amplia de organismos. El oxígeno es un subproducto de la fotosíntesis. Si la atmósfera primitiva no tenía oxígeno, los organismos fotosintéticos podrían haber añadido oxígeno a la atmósfera.

Puesto que al principio el oxígeno molecular no existía, o bien lo había en pequeñísimas cantidades, es de suponer que las primeras formas de vida existieron en ausencia de este gas. Se considera que casi todo el oxígeno gaseoso de la atmósfera terrestre se debe principalmente al proceso de fotosíntesis, llevado a cabo por vegetales verdes terrestres y marinos. Este proceso que produce oxígeno libre en forma gaseosa como subproducto, se considera con una adquisición evolutiva en el desarrollo consecuente de las formas vivientes. Algunos de esto organismos primitivos, al poseer este pigmento específico, probablemente fueron capaces de absorber parte de la luz solar y utilizar esta energía luminosa para realizar un metabolismo más eficaz. La evolución progresiva de estas formas fotosintéticas primitivas dio origen a los organismos fotosintéticos contemporáneos: los vegetales verdes, incluyendo algas y ciertas bacterias.

Desde Darwin se han acumulado numerosas evidencias que apoyan la evolución orgánica que sucedió en el pasado y sigue efectuándose. Las principales pruebas que han convencido a los biólogos de que la evolución es un hecho demostrado, se derivan de estudios de fósiles hechos por los paleontólogos, la clasificación o taxonomía, los homólogos se encargaban de los estudios de comparación de fisiología y bioquímica, anatomía y desarrollo embrionario. También la distribución geográfica y la genética están incluidas en estos estudios sobre la evolución

Formación de los fósiles: al morir los organismos, sus cuerpos generalmente son descompuestos por microorganismos. Relativamente en pocos casos, las plantas animales que han muerto y se sedimentan, llegan a formar parte de los estratos rocosos de la corteza terrestre, preservándose de una manera u otra. Como regla, solamente sus partes duras, para ser más específicos, su parte esquelética, que son las más resistentes a descomponerse, preservándose; mientras sus partes blandas desaparecen por un proceso normal de desintegración.

Formación y secuencia de rocas sedimentadas: la corteza terrestre está constituida en parte por varias capas o estratos de las llamadas rocas sedimentarias. Estas rocas se formaron en grandes períodos de tiempo en el pasado, por medio del asentamiento y compresión de los sedimentos o los depósitos de arena, aluvión, ríos, lodo lava volcánica de los mares, lagos, ríos y aires.

Los geólogos han sido capaces de mostrar numerosas excepciones al orden cronológico de la estratificación rocosa. En ciertos casos los cambios localizados en la corteza han causado tremendos plegamientos en el estrato rocoso; así las capas más viejas pueden ahora localizarse por encima de las más recientes. A veces la aparición de grietas en el estrato rocoso, conocidas como fallas y subsecuentes deslizamientos horizontales pueden causar el mismo efecto.

En otros casos la erosión de las capas rocosas superiores seguida por cambios en condiciones geológicas, como la inmersión bajo mares poco profundos, que favorecen a la deposición, puede ser responsable de la gran proximidad de las capas más recientes con las más antiguas.

Estos últimos estuvieron también muy bien representados por los trilobites, que son un grupo primitivo de artrópodos, ahora extintos. Los Bryozoa aparecen hasta 50 a 100 millones de años después.

Vertebrados: el principal suceso biológico del Período Orvícido fue la aparición de los vertebrados, la mayoría a partir de un ancestro tinicado. Los vertebrados más antiguos de los vertebrados encontrados son los peces sin mandíbula. Estos son los vertebrados vivientes más primitivos, cuyos representantes más modernos son las lampreas y los peces brujas. En el curso de las eras geológicas, ciertos peces amandibulados pudieron originar, una única clase extinta de los vertebrados. Ciertos descendientes ancestrales de los placodermos, a su vez, posiblemente evolucionaron independientemente a peces cartilaginosos y Chondrichthyes y peces óseos u Osteochtyes. Los placodermos originaron el período Siluriano, llegando a ser muy abundantes en el período Devoniano, dispersándose de las aguas dulces, en las cuales probablemente aparecieron hacia los mares, al terminar el Devoniano y comenzar el período Misisipiano, desaparecieron rápidamente; siendo reemplazados por los relativamente nuevos y evolutivos peces cartilaginosos y óseos. Todas las evidencias indican que los placodermos se extinguieron al final del período Pérmico.

Los peces cartilaginosos representados actualmente por los tiburones, manta rayas y rayas, son de tipo marino, los cuales han tenido pocas fluctuaciones en abundancias durante su larga historia evolutiva.

Anfibios: los fósiles anfibios más primitivos conocidos remontan a ciertos depósitos del devoniano en Groenlandia. El desarrollo de pulmones para respirar aire y de aletas para trasladarse sobre la tierra, fueron las dos adaptaciones principales en la evolución de los peces a anfibios. Fueron posiblemente seleccionados para un medio ambiente donde ocurrían sequías periódicas de estanques y corrientes, quizás como resultado de la alternancia de estaciones lluviosas con épocas de sequía. Los anfibios alcanzaron la cumbre en número y diversidad durante los períodos Pérmico y Pensilvaniano. La última porción de la era Paleozólica que se extiende desde el Misisipiano a través de los períodos Pérmico y parte del Triásico se llama a menudo "edad de los anfibios. Los anfibios fueron probablemente tipos con cuerpo predominantemente grandes, parecidos a los cocodrilos actuales. Su repentina y casi completa extinción, quizá se debió a los reptiles, durante el período Jurásico y fue seguida por la evolución de grupos nuevos de anfibios, ranas y sapos.

Reptiles: los anfibios fueron eclipsados por un grupo de organismos recién evolucionados, los primeros reptiles conocidos, los Cotilo saurios, los cuales aparentemente se originaron como una rama de ciertos anfibios primitivos al final del Misisipiano y principios del Pensilvano. Los reptiles, como los vertebrados verdaderos, aumentaron rápidamente durante el período Pérmico. Disminuyeron algo durante el período Triásico y aumentaron en el Jurásico y Cretácico. Fue en este último período que alcanzaron su clímax de abundancia. Se adaptaron a una existencia en el agua, en la tierra o en el aire con las correspondientes diferencias estructurales en su cuerpo y modos de vida. Fueron probablemente los más exitosos animales terrestres del pasado. A la era Mesozoica se le conoce como "la edad de los reptiles". En su plenitud, los reptiles tuvieron al menos cinco líneas o troncos principales, todos ellos evolucionados de una línea primitiva reptiliana, la ya mencionada de los cotilo saurios.

Repentinamente, por razones aún no muy claras, muchas de las formas más grandes tales como los dinosaurios, desaparecieron y fueron reemplazados por aves y mamíferos. Las lagartijas y las víboras son las más abundantes de las formas modernas y son de origen más recientes que los cocodrilos y tortugas. El estudio de los fósiles indica que estos dos últimos no han cambiado mucho desde los tiempos de su aparición en la era Pérmica y Triásico, hace unos 200 millones de años.

Aves y mamíferos: las aves y mamíferos evolucionaron independiente y separadamente de dos de los cinco troncos de reptiles. Fue en el período Triásico que uno de los cinco troncos reptilianos, los llamados tecodontes, evolucionaron de manera radiada en varios grupos pequeños. Estos, en el uso del tiempo, originaron independientemente a las aves ancestrales, a los ancestros de las lagartijas, cocodrilos, tortugas y víboras actuales, etc. La transición evolutiva durante el período Jurásico, de una de estas líneas radiadas de tecodontes que originaron las aves, está apoyada por el fósil de la notable ave primitiva el Archaeopteryx con numerosas características reptilianas.

Los registros fósiles muestran que los primeros reptiles semejantes a los mamíferos, poseían una mezcla de características reptilianas y de mamíferos como las representadas en los llamados terápsidos, originados a finales del Pérmico y principio del Triásico hace cerca de 125 millones de años. Durante el período Jurásico existieron al menos cuatro órdenes diferentes de mamíferos ahora extintos. Fue a principio del período Terciario, hace unos 70 millones de años, que evolucionaron los mamíferos, constituyendo líneas diversificadas con diferentes estructuras corporales y modos de existencia; representando a cada orden de mamíferos actuales y a algunos ahora extintos.

La clara disminución de casi todos los phyla durante los períodos Pérmico y Triásico está de acuerdo con la evidencia geológica del enorme cambio de la corteza terrestre en este período, llamado "Revolución apalachiana", que estuvo acompañada por cambios radicales de clima. Esto pone fin a la era Paleozoica y comienza la Mesozoica

El registro fósil de los vegetales, al igual que los animales, también demuestra claramente que la evolución es un hecho y que en general se ha verificado progresivamente desde los grupos más sencillos a los más complejos; y que muchas especies de vegetales se han extinguido como lo indican relativamente escasos restos fósiles. La historia de los fósiles se resume a continuación.

Algas primitivas: como en el caso de los animales, los primeros fósiles de los animales datan desde el período Cámbrico de la era Paleozoica. Indican que las algas marinas fueron la forma predominante de vida vegetal, incluyendo las algas verde-azules, verdes y aún ciertas algas paradas parecidas a las actuales.

Primeros vegetales terrestres: los fósiles de los primeros vegetales terrestres conocidos son de las ahora extintas Psilophytales; aparecieron en el Siluriano, aproximadamente 100 millones de años antes de la aparición de los mamíferos terrestres, y sugieren que ellas hayan sido originadas en el período Ordovícico presente.

Aunque no existe un acuerdo total referente al significado evolutivo de las psilofitales, el punto de vista más favorable en la actualidad es que ellas y las briófitas evolucionaron independientemente de ciertas algas verdes primitivas. Se cree que las psilofitales, como plantas vasculares, son los ancestros de los grupos más recientes traqueófitas. En el siguiente período, o sea el devoniano, las psilofitales aumentaron tanto en número como en distribución. Otros tipos de plantas empezaron a hacer su aparición, incluyendo licopodios primitivos, colas de caballo y los llamados "helechos con semillas", parecidos a los helechos en su estructura general, pero con óvulos que se desarrollaban en semillas.

Bosques pantanosos y mantos carboníferos: los períodos Misisipiano y Pensilvaniano testificaron el desarrollo de bosques pantanosos, densos y extendidos, constituidos de grandes licopodios arbóreos, colas de caballos, helechos con semillas y otras gimnospermas primitivas. Estos son los bosques pantanosos ancestrales, cuyos restos se transformaron gradualmente en los mayores mantos carboníferos del mundo. Por esta razón a los períodos Pensilvaniano y Misisipiano se les llama a menudo como "períodos carboníferos o edad del carbón".

Muchas de estas plantas cayeron al agua y a los pantanos, siendo pronto cubiertas por fango y lodo. Los sedimentos superiores acumularon en los millones de años que siguieron, creando grandes presiones y resquebrajamientos, originando eventualmente la conversión gradual de los restos vegetales a depósitos de carbón.

Bosques de gimnospermas: con el fin del período Pérmico, el cual marcó el final de la era Paleozólica, muchas plantas dominantes ancestrales del período carbonífero se extinguieron y fueron reemplazadas por grandes bosques de gimnospermas muy parecidas a las actuales. Por consiguiente, en el curso de 350 millones de años que representan la era Paleozólica, la vida primitiva acuático de nuestro planeta que consistía en hongos y algas bien desarrolladas fue reemplazada progresivamente por los primeros vegetales terrestres (psilofitales), licopodios, equisetos, helechos con semillas, culminando finalmente con los grandes bosques de gimnospermas.

Aparición de las flores: otro avance evolutivo importante se hace evidente por sí mismo en el período Jurásico de la era mesozoica, en donde aparecen los primeros restos fósiles de angiospermas o plantas con flores. Se cree que evolucionaron de un grupo primitivo de helechos con semillas parecidos a la cicadáceas, independientemente de los angiospermos superiores. El rápido surgimiento, desarrollo y dispersión de las angiospermas durante el siguiente período Cretácico, dio por resultado que constituyeran la vegetación terrestre dominante en los años del mesozoico. Durante este tiempo, las gimnospermas, entonces predominantes, comenzaron a declinar.

Los estudios de la distribución de los vegetales y animales del pasado, sobre la superficie de la tierra, nos proporciona evidencias adicionales para la evolución. Muchas especies de plantas y animales se encuentran en diversas partes del mundo, mientras otras, tales como los mamíferos marsupiales, están restringidos en áreas particulares. Esto se debe a que en los principios la Tierra estaba constituida por una sola placa, llamada "Pangea". Se cree que Pangea a partir de movimientos tectónicos se fragmentó en lo que hoy en día son los diferentes continentes. El siguiente mapa demuestra lo explicado.

Estos fenómenos se explican relacionando la distribución actual de animales vegetales con los registros fósiles del pasado.

Los organismos que habitan las regiones aisladas, tienden a evolucionar en líneas divergentes, a menudo con características diferentes. Los efectos exagerados de un aislamiento prolongado se observan en Australia, donde han evolucionado numerosas líneas de marsupiales, tales como canguros de las llanuras, los osos koala arborícolas y el lobo marsupial. La flora característica de islas oceánicas como las Hawai y Fiji son otros ejemplos de períodos prolongados de aislamientos geográficos.

En casos de distribución discontinua como los ya citados, los fósiles indican frecuentemente que estos organismos o ancestros íntimamente relacionados tuvieron en un tiempo de continuidad geográficas en varias áreas de un territorio; pero como resultado de cambios geológicos y climáticos, en ciertas áreas de un territorio; pero como resultado de cambios geológicos y climáticos, en ciertas áreas muchos de los organismos no pudieron sobrevivir y se extinguieron.

A partir de diversas fuentes, se han obtenido pruebas experimentales y reales de la evolución. La más antigua de éstas es indudablemente la de la selección y las prácticas de cruzamientos utilizadas por el hombre hace miles de años para obtener variedades nuevas y más apropiadas de animales domésticos y plantas cultivadas. Mucho tiempo antes de que el hombre supiera de hechos de la genética, aprovechó la ocurrencia de las variaciones hereditarias, para desarrollar numerosas variedades, líneas o razas de plantas cultivadas y animales domésticos.

Los microorganismos han sido especialmente útiles para la demostración experimental de la evolución. Las experiencias con bacterias basadas en la alteración o mutación de unos o pocos genes, seguida por un simple proceso de selección pueden originar fácilmente el desarrollo de nueva población o estirpe bacteriana.   

El filósofo griego Aristóteles fue uno de los primeros en desarrollar un sistema de clasificación formal para estudiar la vida vegetal y animal. Hace más de 2000 años, Aristóteles dividió a las plantas en tres grupos: hierbas con tallos suaves, arbustos con varios tallos leñosos y árboles con un solo tallo leñoso. Dividió a los animales en: habitantes terrestres, habitantes acuáticos y habitantes aéreos.

Desde la época de Aristóteles, muchos científicos han propuesto sistemas para clasificar a los organismos vivos. La taxonomía moderna debe mucho a un botánico sueco del siglo XVIII llamado Carolus Linnaeus. El mismo montó un sistema de clasificación basado en la similitud estructural. Se creía que los organismos que más se parecían eran los que estaban más relacionados.

Linnaeus dividía a todos los organismos en dos grupos principales, que él llamó reinos. Un reino es todavía el nivel más alto en los sistemas de clasificación modernos. Linnaeus decidió que todos los organismos pertenecían ya sea al reino vegetal o al reino animal. Cada reino contenía un número de pequeños grupos, los cuales a su vez se dividían en grupos aún más pequeños, y así sucesivamente, hasta que eran nombrados tipos específicos de organismos. La siguiente división se conoce como phylum (plural: phyla). Cada phylum se divide a su vez en clases. Una clase contiene un número de órdenes relacionadas de organismos. Un orden se divide en familias. Una familia está compuesta por géneros (singular: genus. Por último, cada género tiene una o más especies.

Los grupos de organismos ligeramente diferentes en la misma especie se llaman variedades o razas. Por ejemplo, todos lo perros domésticos están clasificados como una especie. Hay razas de perros que se ven muy diferentes, pero no lo son tanto como para estar en especies separadas. Pueden aparearse y producir descendientes fértiles. Las especies vegetales con frecuencia tienen diferentes variedades dentro de la especie.

Linaeus también introdujo un sistema para nombrar a los organismos. El sistema de Linnaeus todavía se usa actualmente, y se denomina nomenclatura binaria (bi = dos; nomen = nombre), lo que significa que es un sistema de asignación de nombre mediante el cual cada individuo recibe un nombre formado por dos partes.

Linnaeus usó palabras latinas para nombrar a los organismos; las palabras latinas todavía están en uso. Este científico tenía buenas razones para usar el latín. Era el lenguaje que los científicos usaban en el siglo XVIII. Era entendido por todos los científicos alrededor del mundo.

En la nomenclatura binaria, la primera palabra nombra al género al cual pertenece el organismo. La segunda palabra nombra a la especie.

Así, el perro doméstico se llama Canis familiaris, el lobo Canis lupus (lupus = lobo) y el coyote Canis latrans (latrare = ladrar). El nombre del género se escribe con mayúscula, mientras que el de la especie con minúscula. También los nombres científicos siempre se escriben con itálicas o se subrayan.

Los nombres científicos de los organismos son necesarios para evitar la confusión o el uso de nombres comunes. Cada nombre binario se reconoce como representante de un solo tipo de organismo.

Muchas especies de seres vivos se han extinguido. Ya no existen; sabemos que alguna vez habitaron la Tierra por sus restos fósiles. Las especies extinguidas deben tener un lugar en cualquier sistema que trate de clasificar a todos los seres vivos de todas las edades. Llenan algunos vacíos del árbol evolutivo.

Por último hay nuevas especies que continuamente evolucionan. Nuevos tipos de organismos que requieren nuevas categorías en el sistema de clasificación, pueden desarrollarse y posteriormente ser descubiertos. El trabajo de los taxonomistas está muy lejos de acabarse. Deben continuar revisando y actualizando sus sistemas de clasificación conforme se aprende más sobre organismos existentes, se descubren más especies de organismos y se encuentran nuevos tipos de fósiles.

Como hemos podido observar la vida en la Tierra, ha surgido por la combinación de diversos factores, tanto abióticos como bióticos, y así mismo ha ido evolucionando hasta llegar a lo que es ahora. Sin embargo todo indica que aún continúa el proceso de evolución y lo único que es permanente en la naturaleza es el cambio. Ya que al pasar de los años, la Tierra ha sufrido cambios que han hecho que la vida en ella reaccione a estos cambios, y quizás, hoy más que nunca, este cambio puede ser drástico debido a la influencia del hombre en el ambiente.

Pero a pesar de este evolucionar constante, las especies se mantienen distribuidas sobre la Tierra de igual forma, lo que nos indica que la variedad de climas es la que permite la diversidad de especies que encontramos hoy en día, y que todo tipo de bioma es necesario para conservar las especies que hoy habitan la Tierra, incluso al hombre. Cuando una población es muy pequeña corre el riesgo de extinguirse o no evolucionar, pero como el potencial de reproducción generalmente es muy alto, el crecimiento de esta comienza a ser influyente en la evolución en general. Las poblaciones de tamaños normales tienen una gran evolución pero estas nunca dejan de reproducirse, aumentando así la cantidad de individuos. La sobrepoblación, genera a la larga que los recursos se acaben, por el aumento de consumo y de competencia; también comienzan a surgir problemas como los desechos, contaminación, etc. que a la larga producen un quiebre en la evolución, El cual está dado por la no posibilidad de reconstruir lo dañado.

Las especies pueden diferenciarse en poblaciones genéticamente separadas. Esta diferencia depende especialmente de la diferenciación ambiental de cada localidad y el flujo génico entre las poblaciones. Una población local está formada por individuos con diferentes propiedades adaptativas. La variabilidad de las poblaciones está relacionada con la variabilidad ambiental local y la migración de individuos entre poblaciones locales. La variabilidad genética y la interacción entre el fenotipo y el ambiente constituyen la base de la evolución: el cambio de la frecuencia génica de una población en el tiempo.