L'origen i evolució de la vida III

 3. Les teories evolutives actuals

Un cop aprovada la teoria de l'evolució de Charles Darwin, aquesta teoria ha estat la base dels diferents corrents evolucionistes desenvolupats posteriorment.

Com el darwinisme, les teories evolucionistes actuals afirmen que les espècies tenen un origen comú. No obstant això, 150 anys després de la publicació de la teoria evolucionista, encara hi ha corrents que creacionistes que defensen la creació divina. 

3.1. El neodarwinisme (Theodosius Dobzhansky, Julian Huxley, Ernst Mayr)

El neodarwinisme també conegut amb el nom de teoria sintètica de l'evolució o síntesi moderna de l'evolució, és bàsicament la integració de:

• la teoria de l'evolució de Darwin 

• la teoria de la genètica de Gregor Mendel 

• la genètica moderna, que incorpora conceptes clau com ara la mutació i la recombinació per tal d'entendre el procés evolutiu. 

Aquesta teoria, desenvolupada durant els anys trenta i quaranta del segle XX, defensa que l'evolució és un procés lent que té lloc de manera gradual. La teoria es basa en els punts següents:

•  Les mutacions i la recombinació genètica expliquen la variabilitat que presenten les poblacions les mutacions sempre es donen a l'atzar i es transmeten als descendents independentment de si són avantatjosa o perjudicials.

•  La selecció natural continua sent el motor de  l’evolució perquè és el mecanisme que fixa o elimina les mutacions que manifesten els individus de les poblacions. La selecció natural intervé augmentant la proporció d'individus que manifesten una característica beneficiosa en unes condicions ambientals determinades. 

• L'evolució de les espècies té lloc gradualment perquè els canvis que incorpora són molt petits de manera que l'evolució actua molt lentament i es requereix molt de temps perquè aparegui una nova espècie.

3.2. Teoria neutralista (Motoo Kimura)

Defensa que la majoria de mutacions de les poblacions són neutres: no tenen cap efecte perjudicial ni beneficiós o avantatjós pels individus que les manifesten. Els neutralistes treuen importància a la selecció natural, ja que, pel fet de ser neutres, la majoria de les mutacions no serien seleccionades naturalment, sinó que seria l'atzar el responsable que unes es mantinguin i d'altres desapareguin.

3.3. Teoria dels equilibris puntuats o intermitents (Stephen J. Gould i Niles Eldredge)

En aquesta teoria es posa a prova el gradualisme postulat per la teoria sintètica. Segons el registre fòssil, els paleontòlegs diuen que, si existís aquest gradualisme, s'haurien de trobar molts fòssils amb característiques intermèdies entre unes espècies i unes altres, és a dir, restes fòssils que reflectissin aquest canvi continu i gradual. En molts casos s'observen salts que mostren la desaparició sobtada d'una espècie i l'aparició d'una altra, sense trobar-se'n formes intermèdies.

Segons la teoria dels equilibris puntuats o intermitents, les espècies romanen invariables o sense canvis importants durant llargs períodes de temps, coneguts com estasis. En moments determinats, degut a variacions en les condicions del medi, algunes espècies experimenten una "explosió evolutiva", i això dóna lloc a fenòmens de diversificació o aparició d'espècies de manera ràpida. A més, aquesta nova aparició d'espècies no serà lineal com proposa la teoria sintètica, sinó en mosaic (ramificada).

No s'ha de confondre aquesta teoria amb la del saltacionisme, actualment pràcticament descartada excepte en casos molt particulars com les poliploidies vegetals*. Segons aquesta hipòtesi, un gran canvi produït per macromutació pot originar una nova espècie en una sola generació.

* La poliploidia és el fenomen pel qual s'originen cèl·lules, teixits o organismes amb més d'un joc de cromosomes (3n, 4n, 5n, 6n...), molt més freqüent en plantes i algues que en animals i fongs. La poliploidia pot ser considerada com un tipus de saltació: succeeix en una sola generació y consisteix en un canvi significatiu que dóna lloc a una especiació.

3.4. Altres hipòtesis i idees sobre l'evolució

A. Participació dels virus en l'evolució

Investigacions recents han demostrat que el DNA tant de cèl·lules procariota i eucariota té un gran contingut víric. Així, als humans, s'ha trobat que un 8% del seu material genètic procedeix de DNA víric. Es creu, per exemple, que la placenta, indispensable per la reproducció dels mamífers moderns, va aparèixer gràcies a l'acció d'un gen anomenat syncitin, procedent d'un retrovirus endogen. De fet, una gran part de les mutacions adaptatives produïdes als darrers 500 milions d'anys podrien ser degudes a l'acció dels virus.

El paper dels virus arcaics va poder ser determinant en l'origen de la vida, donat que els virus, tant en aquella època com ara, eren molt més abundants que les cèl·lules, van ser els agents més actius i eficaços de la diversificació de la vida i de les seves extensions geogràfiques. Tanmateix van ser responsables de llaços evolutius determinants, com el pas del món del RNA al del DNA, i també de la invenció del nucli cel·lular.

B. L'epigenètica

Avui en dia es considera suficientment provada la influència de l'ambient en l'expressió gènica, és a dir, en la manifestació externa dels gens d'un individu. L'epigenètica centra la seva atenció en tots aquells mecanismes no genètics que alteren l'expressió gènica. Aquestes condicions ambientals poden provocar modificacions del DNA, les histones o del RNAm, de manera que poden tenir com a resultat final tant l'activació com la inhibició de l'expressió gènica.

L'epigenètica, per tant, revaloritza el paper que hi juga l'ambient als processos evolutius, una consideració que posa novament sobre la taula la idea lamarckiana de l'herència dels caràcters adquirits, tot i que amb una interpretació actual en clau genètica. Les modificacions epigenètiques no impliquen un canvi en la seqüència de nucleòtids del DNA, sinó que consisteixen en la unió reversible de certs grups o molècules químiques al DNA, que donen com a resultat una alteració de la capacitat de transcripció dels gens. Aquestes modificacions epigenètiques succeeixen amb més freqüència que els canvis genètics, i poden ser heretades, donant per tant lloc canvis morfològics heretables.

Alguns exemples epigenètics

C. Hipòtesi Gaia (James Lovelock) i la teoria de l'endosimbiosi (simbiosi com a força evolutiva, Lynn Margulis). Consultar enllaços per saber-ne més.

4. Mecanismes evolutius més comuns

Des d'un punt de vista genètic, els canvis evolutius tenen lloc quan es produeixen variacions en el conjunt de gens d'una població. Aquestes variacions poden ser degudes a:

- Un augment o una reducció de la proporció d'al·lels.

- Una adquisició d'al·lels nous, sigui per mutacions dels ja existents o perquè són aportats per individus d'altres poblacions.

A. Selecció natural

Actua augmentant la proporció dels caràcters que aporten avantatges als individus portadors, ja que tenen més probabilitat de reproduir-se i de transmetre aquest caràcter als seu descendents.

 

Si les condicions de l'entorn persisteixen i la presència d'aquest caràcter continua proporcionant als portadors més probabilitats de reproduir-se, amb el temps la seva presència serà majoritària en la població i així es reduirà la d'altres variants menys avantatjoses.

B. Deriva genètica

És un procés de modificació de les proporcions al·lèliques que pot tenir lloc quan un grup d'individus a l'atzar queda aïllat de la resta d'individus de la població i forma una població nova que pot tenir una proporció d'al·lels diferent de l'original.

Els fenòmens més coneguts de deriva són l'efecte fundador, en què un petit grup se separa i funda una població nova, i els colls d'ampolla, en els quals uns quants individus sobreviuen a un esdeveniment que provoca molta mortalitat.

Il·lustració simple de l'efecte fundador. La població original és a l'esquerra amb tres possibles poblacions fundadores a la dreta.

Esquema del coll d'ampolla.

C. Flux genètic

Les migracions d'individus d'una població a una altra poden alterar les proporcions gèniques tant de les poblacions d'origen com de les que els acullen:

- En la població originària es produeix una pèrdua de variabilitat, perquè en abandonar-la, els individus no hi aporten descendència nova i els seus gens es perden.

- En la població d'acollida augmenta la variabilitat ja que en tenir descendència els individus nous i aporten els seus gens i fins i tot variants noves que no hi havia i que poden resultar beneficioses.