Teories i proves de l'evolució biològica: Darwinisme, Lamarckisme i Fixisme

Genètica i evolució

Les espècies i l’evolució

Una espècie és un conjunt d’individus que es poden reproduir entre si i donar lloc a una descendència fèrtil. Els que no ho poden fer, són d’espècies diferents. Amb aquesta definició només podem comprovar si són de la mateixa espècie individus actuals, no els fòssils o les espècies extingides.

L’evolució biològica és el procés de transformació d’unes espècies en d’altres gràcies a l’acumulació de petits canvis al llarg de milions d’anys.

La teoria de l’evolució és la principal teoria sintètica de la biologia i unifica els coneixements que aporten les seves diferents branques. Permet comprendre com s’ha desenvolupat la història de la vida i preveure com continuarà. Thomas Dobzhansky va dir que en biologia, “res no té sentit si no és des de la perspectiva de l’evolució”.

El fixisme i el creacionisme

Abans de la teoria evolutiva, la convicció era que les espècies es mantenien invariables al llarg del temps, tal com havien estat creades per un ésser superior. Carl von Linné, el pare de la taxonomia, va ser un ferm defensor d’aquesta idea, anomenada creacionisme.

Un altre dels grans defensors va ser Georges Cuvier, pioner de l’anatomia comparada i de la paleontologia. Classificava les espècies basant-se en les seves semblances i diferències, però fins i tot una eminència com ell no va ser capaç d’abandonar les idees religioses i això no li va permetre veure que les espècies fossilitzades podien ser avantpassats dels organismes actuals. Va explicar la desaparició de les espècies fòssils per catàstrofes periòdiques i que posteriorment eren substituïdes per altres espècies arribades d’altres latituds. Aquesta teoria es va anomenar catastrofisme. Alguns deixebles seus van proposar que a cada catàstrofe li seguia una nova creació, fet anomenat policreacionisme.

El disseny intel·ligent

En els últims anys ha sorgit als Estats Units una nova teoria anomenada disseny intel·ligent que sosté que l’origen de l’univers, de la vida i de l’home és el resultat d’accions racionals iniciades deliberadament per un o més agents intel·ligents. Utilitza aquest circumloqui per evitar dir la paraula “Déu”. Argumenten que la teoria de l’evolució per selecció natural no és suficient per explicar la diversitat i complexitat de la vida, que no pot ser fruit de l’atzar.

El lamarckisme

A mitjan segle XVIII i principis del XIX, dos fets van portar alguns autors, entre ells l’avi de Darwin, Erasmus Darwin, a pensar en la transformació d’unes espècies en d’altres. D’una banda, no sempre els descendents eren iguals que els progenitors i, d’altra, no tots els individus d’una mateixa espècie eren iguals (les races de gossos, per exemple). Això els va portar a pensar que les espècies actuals podien procedir de l’acumulació de petits canvis de les espècies anteriors.

En aquesta època, hi havia molt interès per les espècies exòtiques procedents del Nou Món. Aquestes espècies s’assemblaven a les locals i van pensar que potser tenien un avantpassat comú. El primer a proposar això va ser Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829), que va publicar un llibre el 1809 titulat “Filosofia zoològica”, on exposava les idees del que actualment es coneix com a lamarckisme.

Els tres punts centrals del lamarckisme:

• Tendència innata cap a la complexitat: Les espècies més senzilles evolucionen cap a les més complexes.
• L’ús o desús dels òrgans produeix adaptacions al medi: Les variacions mediambientals provoquen canvis en els costums i això provoca l’atròfia o el desenvolupament de les parts del cos. “La funció crea l’òrgan”.
• L’herència dels caràcters adquirits: Aquests canvis experimentats pels organismes durant la seva vida, són heretats pels descendents.

Segons Lamarck, Déu no és el creador directe d’animals i plantes, sinó de la naturalesa i és aquesta qui els ha creat, gràcies a la tendència a la complexitat i als canvis mediambientals.

L’exemple de lamarckisme més esmentat és l’allargament del coll de les girafes. Com a conseqüència d’una sequera, la vegetació va disminuir molt i només van quedar les fulles més altes. El resultat de l’esforç per arribar-hi va provocar el creixement d’alguns centímetres a cada generació. Al cap d’unes quantes generacions, el coll de totes les girafes ja era tan llarg com el coneixem.

Les seves idees no van ser recolzades per gairebé ningú perquè contradeien Cuvier i perquè no tenia proves suficients per explicar la tendència a la complexitat i l’herència dels caràcters adquirits. De fet, posteriorment es van fer molts estudis on es demostrava exactament el contrari: que els caràcters adquirits no s’heretaven.

El darwinisme

El 1831, Charles Darwin, amb 22 anys, va fer la volta al món en un vaixell, el Beagle, formant part d’una expedició científica. Aquesta aventura es va allargar 5 anys i va poder recollir nombroses dades que, juntament amb moltes reflexions, el van dirigir cap a una de les teories més rellevants de la història de la ciència. Eren unes reflexions contràries a la fe que professava i, per això, va mantenir les seves idees guardades molts anys, fins que Alfred Russel Wallace li va enviar una carta on li explicava les conclusions a les quals havia arribat per si mateix, sense coneixement del treball de Darwin. Això el va convèncer definitivament de la necessitat de publicar-les, fet que es va produir en una conferència presentada per Charles Lyell davant la Societat Linneana de Londres el 1858, on es presentava ambdós autors com a co-descobridors de la teoria de l’evolució. L’any següent, Darwin va publicar “L’origen de les espècies”.

Es creu que la clau de la teoria evolucionista de Darwin va ser l’estudi de la fauna de les Illes Galápagos, on va veure molta diversitat d’espècies, endèmiques a cada illa tot i la seva proximitat entre elles.

Principalment es va fixar en les espècies de tortuga terrestre i els pinsans, exclusius de cada illa o, a les illes molt grans, ocupant àrees de distribució exclusives.

La seva conclusió és que les diferències no es devien a successives creacions, sinó a un procés d’adaptació als diferents hàbitats. Amb el temps i l’aïllament, van anar apareixent les noves espècies.

Per arribar a aquestes conclusions, va tenir en compte les idees de l’economista Thomas Malthus sobre el creixement de la població (en progressió geomètrica) i el dels recursos (en progressió aritmètica). Segons ell, arribaria un punt on seria inevitable una competència pels recursos per l’excés de població. També el geòleg Charles Lyell el va influir amb la seva idea de gradualisme i en contra del catastrofisme.

Bases del darwinisme

1. Variabilitat de la descendència: En els organismes amb reproducció sexual hi ha diferències entre els individus de la mateixa espècie. Això fa que alguns siguin més aptes per suportar unes condicions ambientals concretes que uns altres i tinguin una probabilitat de sobreviure més gran.
2. Elevada capacitat reproductora: Que farà que s’estableixi una lluita pels recursos, que són insuficients per a tota la població.
3. La selecció natural: Els individus menys adaptats són eliminats amb més probabilitat quan les condicions ambientals són hostils (i sempre acaben sent-ho quan la població és molt nombrosa). Aquests individus que sobreviuen són els que transmeten els seus gens a la descendència. Mica en mica, la població es va transformant.

L’explicació de l’allargament del coll de les girafes proposada per Darwin és sensiblement diferent a la de Lamarck:

Hi havia girafes de coll llarg i de coll curt. Com a conseqüència d’una sequera, la vegetació va disminuir enormement i només les girafes de coll llarg podien alimentar-se correctament. Per tant, tenien més possibilitats de sobreviure i reproduir-se i transmetre els seus gens. Això va fer augmentar progressivament la proporció de girafes de coll llarg entre la població fins que les de coll curt van ser substituïdes totalment.

Darwin no va saber explicar que l’origen de la variabilitat individual eren la mutació i la recombinació genètica produïda durant la reproducció sexual i, de fet, va admetre l’herència dels caràcters adquirits. L’explicació de la variabilitat no es va conèixer fins que van veure la llum els treballs de Mendel cap a l’any 1901 (es van realitzar el 1866).

Les proves de l’evolució

L’evolució és un procés molt llarg i, per tant, difícil d’observar. Malgrat tot, hi ha una sèrie de proves que són incontrovertibles que permeten demostrar que tots els organismes tenen un avantpassat comú.

Tipus de proves de l’evolució

Proves taxonòmiques

Les semblances entre espècies permeten agrupar-les en tàxons (gèneres, famílies...).

Proves biogeogràfiques

Com més allunyades o separades estan dues zones, més diferències presenten les seves espècies. L’avantpassat comú serà més remot. D'altra banda, les espècies que ocupen hàbitats semblants, encara que estiguin molt allunyats, presentaran característiques semblants degut al procés d’adaptació.

Proves paleontològiques

Els fòssils moderns s’assemblen més a les espècies actuals que els fòssils antics i, a més, presenten més diversitat, com si de cada espècie ancestral n'haguessin sorgit unes quantes diferents. Alguns fòssils són especialment rellevants perquè mostren un estat intermedi entre dues espècies molt allunyades que, inicialment, no semblaven estar emparentades.

Proves anatòmiques

Els òrgans homòlegs són els que tenen un mateix origen embriològic, i per tant, amb una mateixa estructura interna, però amb una forma i una funció que poden ser diferents per l’adaptació de les espècies al seu entorn. A això se li diu evolució divergent. Un exemple serien les ales d’un ratpenat, la pota d’un gos o un cavall, el braç d’un humà i l’aleta d’una balena.

Els òrgans anàlegs són tot el contrari: òrgans amb la mateixa funció, però amb una estructura interna i un origen embriològic diferents. Les seves similituds es deuen a un procés d’evolució convergent, on arriben a desenvolupar la mateixa funció per diferents camins. No indiquen cap tipus de procés evolutiu. Un exemple serien les ales d’una papallona i les d’un ocell.

Els òrgans vestigials són òrgans superflus, sense funció aparent, però que estan allà perquè en el passat sí que eren imprescindibles per a l’individu. Un exemple serien el maluc de les balenes i els esperons d’algunes espècies de serps, que evidencien que els seus avantpassats tenien potes, o l’apèndix vermiforme als humans.

Proves embriològiques

En els primers estadis de desenvolupament embrionari les diferències entre espècies són molt petites i tots presenten arcs aòrtics, cor de dues cambres i cua. A mesura que evoluciona l’embrió, les diferències es van fent més evidents. Això queda explicat si les espècies tenen un avantpassat comú.

Proves bioquímiques

Com més semblança morfològica hi ha entre dos organismes, més s’assemblen les seves molècules. Els mètodes més utilitzats actualment són l’estudi de l’ADN mitocondrial i l’ARN ribosòmic. Podem arribar a determinar el moment de la separació de dues espècies.