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martes, 24 de noviembre de 2015

Wallace y Darwin: un pacto por la Evolución

El aniversario de la teoría de la evolución suele celebrarse el 24 de noviembre, día en el que Darwin publicó su libro “El origen de las especies” (1859). Sin embargo, esta visión de la historia obvia una fecha aún más importante para entender cómo se gestó la teoría de la evolución. El 1 de julio de 1858, en la Sociedad Linneana de Londres se presentó un resumen de una teoría de la selección natural; sus autores eran Charles Darwin y Alfred Russel Wallace, y con ella explicaban la evolución de las especies. Ese día nacieron la biología y el evolucionismo modernos.

La evolución no fue una ocurrencia genial y solitaria de Darwin. La idea llevaba casi un siglo flotando en el ambiente científico. Linneo, Lamark, Erasmus Darwin (abuelo de Charles) y otros grandes científicos habían teorizado acerca de lo que por entonces se llamaba transmutación de las especies. Pero la sociedad victoriana rechazaba esa y otras ideas revolucionarias, que sugerían explicaciones no teológicas para la disposición de los continentes, la naturaleza del intelecto humano o los orígenes mismos de la vida.

Retrato de Charles Darwin (alrededor de 1859). Crédito: Maull and Fox

A la conclusión de su célebre viaje en el Beagle, en octubre de 1836, el joven Charles Darwin (1809-1882) fue acogido por esa élite científica victoriana. Por aquel entonces ya tenía bastante clara su teoría de la evolución, y sabía las ampollas que levantaría. Ese temor fue una de las claves que retrasó la publicación de la teoría. Tuvieron que pasar más de 20 años hasta que en junio de 1858, un Darwin ya en la madurez recibió una carta de Alfred Russel Wallace (1823-1913). Aquel joven, que estaba en medio de una expedición naturalista en el archipiélago malayo, había llegado de manera independiente a la misma conclusión: la selección natural como mecanismo que determina la adaptación y especiación de los seres vivos, al margen de la influencia divina. Un Wallace, humilde y casi ingenuo escribió a Darwin entonces para que le diera su opinión y, si lo veía pertinente, enviara el resumen de sus ideas al eminente geólogo Charles Lyell.

Darwin, hasta entonces reticente a publicar su teoría, se decidió a hacerlo. Así, él y su círculo de científicos allegados organizaron un documento conjunto para ser leído en la siguiente reunión de la Sociedad Linneana, aunque ninguno de los dos pudo asistir. Wallace estaba todavía en Malasia y Darwin estaba de luto, por la muerte de su hijo de 19 meses de edad tan solo tres días antes.}

Retrato de Alfred Russel Wallace (alrededor de 1863). Crédito: National Portrait Gallery

Aquél día marca un antes y un después en la historia de la biología. Pero el artículo conjunto de Darwin y Wallace no causó una sensación inmediata. El propio Wallace se enteró de ello mucho después, cuando “El origen de las especies” ya había sido publicado y se había desatado el esperado escándalo. Pero lejos de considerar que el más famoso y veterano naturalista se había apropiado de su idea, Wallace fue uno de los grandes defensores de las ideas de Darwin. Tanto es así que en los años 1930, cuando resurgieron las ideas de la evolución con la fuerza que hoy poseen, “Darwinismo” (1889) escrito por el propio Wallace era la versión más reciente y completa escrita sobre el evolucionismo y el título de referencia.

Las circunstancias de la época y la idiosincrasia personal de cada uno hicieron que Darwin pasara a la historia por la puerta grande y que, en cambio, el nombre de Alfred Russel Wallace no figure en los libros de primaria, ni en placas en calles, parques y plazas. No, por lo menos, hasta el día de hoy.

Es archiconocido cómo Charles Darwin intuyó la idea de la selección natural tras examinar las diferentes especies de pinzones de las islas Galápagos, recogidos en una escala del viaje del Beagle. Reivindicamos aquí a Wallace, contando cómo llegó por su cuenta a la misma idea:

Con la excusa de la recolección de especímenes para los coleccionistas de Inglaterra, Wallace pasó 8 años en lo que sería uno de los mayores viajes de descubrimiento del siglo XIX. Primero dio cuenta de las extrañas subespecies de origen asiático de las islas más occidentales del archipiélago malayo; luego, de su ausencia en las islas orientales, donde sin embargo aparecen extrañas especies de origen australiano. Intuyó así dos familias de animales pertenecientes a dos continentes bien diferenciados separados por fosas marinas (la llamada línea de Wallace) que, de hecho estuvieron en su día unidos a lo que ahora son cientos de islas aisladas. Intuyó también que este aislamiento había diferenciado a las especies. Y además, ante la inmensa cantidad de estas catalogadas, observó una continuidad entre todas ellas, un parentesco. Dedujo así no solo una teoría de la evolución, sino los mecanismos y efectos que la rigen y, lo que es más, la enmarcó dentro de una nueva manera de entender la geografía: Wallace es el padre de la biogeografía. Y eso nadie se lo disputa.

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Las curiosas ilustraciones que decoran el manuscrito de El Origen de las Especies

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Un pez con paraguas haciendo un “photobom” - Foto: Cortesía del Museo de Historia Natural de Nueva York y la Universidad de Cambridge

Un pez con paraguas y soldados montados sobre zanahorias y berenjenas son algunos de los dibujos que los hijos de Darwin pintaron en las páginas de “El origen de las especies”. El Museo de Historia Natural de Nueva York ha digitalizado estos curiosos garabatos incluidos entre las 45 hojas que se conservan del manuscrito original de la obra.

“Las hadas de la montaña” cuenta la historia de Polytax y Short Shanks, dos criaturas fantásticas que responden a la denominación del título. Ambas han perdido sus alas porque otra de su misma clase, pero de carácter malvado, se las ha cortado, y viajan de la luna al sol a través de un rayo de luz.

En la estrella, los dos personajes se encuentran con diferentes animales y plantas que se han adaptado a su entorno con peculiares características: “Los árboles no tienen hojas porque hace demasiado calor. Los pájaros tienen pelo en vez de plumas. Las flores tienen plumas en vez de pétalos y dentro de sus flores había pequeñas caras sonrientes”. Así describe uno de los hijos de Charles Darwin el escenario salido de su imaginación.

La historia no forma parte de un libro de relatos infantiles, sino que se incluye entre las hojas del manuscrito original de “El origen de las especies” (1859), la obra más conocida del científico inglés.

Cortesía del Museo de Historia Natural de Nueva York y la Universidad de Cambridge

Gran parte de este y otros trabajos que Darwin elaboró entre 1835 y 1882 (el tiempo que tardó en dilucidar su teoría de la evolución) están disponibles en formato digital en la web del Proyecto de los Manuscritos de Darwin.

La iniciativa, lanzada a finales del año pasado, es un esfuerzo conjunto del Museo de Historia Natural de Nueva York y la Universidad de Cambridge, en cuya biblioteca se encuentran los documentos en papel. Actualmente, la colección digital cuenta con 96.000 páginas, de las 600 que engloban “Sobre el origen de las especies” en su versión original, solo se conservan 45.

Además del primer garabato darwiniano del árbol de la vida, el manuscrito alberga en el reverso de algunas de sus hojas otros bocetos únicos: los de sus hijos. Junto con ellos, en esta especie de “cara B” infantil se encuentran también historias fantásticas como la que da comienzo al artículo y que suman un total de 111 imágenes y notas diseminadas entre los apuntes.

Cortesía del Museo de Historia Natural de Nueva York y la Universidad de Cambridge

Las pinturas y cuentos corresponden a principios de la década de 1840. En 1842, seis años después de volver de su viaje a bordo del HMS Beagle, Darwin se mudaba con su esposa Emma y sus dos retoños a una casa (conocida como Down House) en la campiña inglesa.

Allí, el naturalista terminó el libro que ha marcado un antes y un después en la biología: “El origen de las especies mediante la selección natural, o la preservación de las razas favorecidas en la lucha de la vida”, como reza el título original. En su nuevo hogar tuvieron también al resto de su descendencia: Emma dio a luz a diez hijos en total, aunque solo siete llegaron a la edad adulta.

Por aquel entonces, el papel no era un bien tan accesible como ahora, así que una vez enviada una copia del manuscrito a su editor, Darwin convirtió las páginas originales en hojas “en sucio” donde los pequeños podían pintar a sus anchas.

Cortesía del Museo de Historia Natural de Nueva York y la Universidad de Cambridge

En la sección dedicada a “La batalla entre frutas y verduras” se incluyen representaciones de soldados a pie o cabalgando sobre zanahorias y berenjenas. También trazaban y coloreaban la silueta de pájaros y mariposas y simpáticos peces con paraguas.

Los dibujos están hechos con lápices, tinta y acuarelas y representan mundos reales y ficticios, muchas veces relacionados con el trabajo de su padre. No en vano Darwin les permitía participar en sus investigaciones, recolectando para él insectos y plantas.

No se sabe con certeza cuáles de sus hijos fueron los artistas, pero al menos tres de ellos firman algunas de las obras: Francis, que se convirtió posteriormente en botánico, George, futuro matemático y astrónomo, y Horacio, que llegó a ser ingeniero. Un legado pictórico, reflejo de la cara más humana y familiar de Darwin, que también merece la pena conservar.

martes, 3 de noviembre de 2015

Evolución -Estudio concluye que la “'selección de fecundidad”, debe ser reformulada

Un concepto clave en la teoría de la evolución de Darwin, que sugiere que la naturaleza favorece hembras más grandes que pueden producir un mayor número de crías, debe ser redefinido.

Un estudio publicado en la revista científica Biological Reviews concluye que la teoría de la 'selección de fecundidad' -uno de los tres principales principios evolucionistas de Charles Darwin, también conocido como 'selección de la fertilidad'- debe ser redefinido de manera que ya no se apoya en la idea de que las hembras más fértiles tienen más éxito en términos evolutivos.

La investigación pone de relieve que demasiadas crías pueden tener consecuencias graves para la madre y el éxito de sus descendientes, y que los machos también pueden afectar al éxito evolutivo de una cría.

La teoría de la selección de fecundidad de Darwin se postuló en 1874 y, junto con los principios de la selección natural y la selección sexual, sigue siendo un componente fundamental de la teoría evolutiva moderna. En ella se describe el proceso de éxito reproductivo entre los organismos, que se define por el número de crías que alcanzan la edad de reproducción con éxtio.

Después de años de investigación, un biólogo evolutivo de la Universidad de Lincoln, Reino Unido, ha propuesto una versión revisada de la teoría de la selección de fecundidad, que recomienda una definición actualizada, ajustando sus predicciones tradicionales e incorporando importantes novedades en términos biológicos.

La investigación indica que en lugar de ayudar a la supervivencia, demasiada descendencia puede ser extremadamente costosa, y de hecho puede reducir la vida útil de éxito reproductivo de las hembras. Se destaca que en muchas especies, las madres que producen menos crías tienden procrearlas de manera más eficiente, y que en algunos casos los padres pueden tomar la iniciativa en la consolidación de jóvenes por la evolución del 'embarazo masculino ".

El estudio también concluye que la naturaleza favorecerá todos los rasgos físicos que influyen en la fertilidad "óptima" en uno u otro sexo, y que el clima y la disponibilidad de alimentos también influye en la evolución de los procesos reproductivos - factores que Darwin pasó por alto en un principio.

La investigación, dirigida por Daniel Pincheira-Donoso, revela que fenómenos como el cambio climático, por tanto, podrían desempeñar un papel importante en la fertilidad de las especies de todo el mundo.

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lunes, 20 de julio de 2015

Estudio de la USACH, refuta la hipótesis sobre la colonización de especies invasoras, planteada por Charles Darwin

Fuente: Fuente: USACH/DICYT

En 1859 Charles Darwin publicó El origen de las especies, donde señaló que una especie invasora que exhibe un alto grado de parentesco evolutivo (relación filogenética) con la comunidad que invade, tendría escasas posibilidades de establecerse, pues la “lucha por la existencia” sería más intensa entre especies emparentadas. No obstante, experimentos actuales del investigador de la Facultad de Química y Biología y del Cedenna, el doctor Sergio A. Castro, en Chile, concluyeron algo diferente.

“Mucha gente ha aceptado, por la posición que alcanzó Darwin en la ciencia, sus hipótesis como hechos incontrovertibles. Sin embargo, muchas de ellas descansan sobre mecanismos no evaluados. Esto es una situación que se da en el desarrollo de las ciencias, ya que usualmente aparecen las observaciones, las que son puestas a prueba posteriormente”, señala el investigador del Laboratorio de Ecología y Biodiversidad de la Universidad de Santiago (USACH), Sergio A. Castro.

Doctor Sergio A. Castro, responsable de la investigación. (Foto: USACH)

Para poner a prueba la hipótesis de Darwin, junto al equipo de investigación que dirige, desarrolló un proyecto Fondecyt que dio origen a la publicación Evaluación de Hipótesis de Naturalización de Darwin en experimento de un conjunto de plantas: Las relaciones filogenéticas no determinan colonización éxito. Este artículo apareció en la prestigiosa revista Plos One, actualmente la revista científica más grande del mundo y con un alto factor de impacto (Q1) en relación a sus citaciones.

“A un territorio se pueden introducir diversas especies y varias pueden terminar por establecerse poblacionalmente como si fueran nativas; es decir, con independencia de la acción humana. Esto es lo que se considera una especie naturalizada. En nuestro experimento observamos la colonización de una planta sobre distintas comunidades vegetales, estas últimas con diferentes niveles de parentesco en relación a la invasora. Si Darwin tenía razón, se hubiese registrado una tendencia de establecimiento de la invasora dependiendo del parentesco evolutivo. Sin embargo, luego de tres años, evaluamos los resultados y no apoyaron la hipótesis de Darwin”, relata el académico.

El experimento se desarrolló en la localidad de Batuco y se seleccionaron 15 especies. Una de estas fue la lechuga silvestre (Lactuca), la que fue escogida como especie colonizadora o invasora y entre las 14 restantes, entre las cuales se encontraban la manzanilla, haba, rúcula, etc. se conformaron comunidades experimentales. Con estas plantas se desarrollaron cinco tratamientos, diferenciados por distancias filogenéticas con Lactuca, los cuales no mostraron dependencia de su colonización en relación al parentesco filogenético.

Lactuca perennis 

“En nuestro estudio todas las plantas pudieron convivir, independiente de sus parentescos. Por esto, los resultados manifiestan que la hipótesis de Darwin no tiene un respaldo tan sólido o por lo menos no es tan general como él lo planteaba”, indica Castro.

El investigador también ha evaluado la hipótesis de naturalización de Darwin analizando la composición de la flora chilena y las plantas exóticas que han sido introducidas. En esta publicación no solo logró concluir que la hipótesis no se cumplía, sino que emergían resultados en el sentido opuesto.

“Detectamos que una especie de otro ambiente puede llegar a Chile central y encontrar parientes que sobreviven muy bien en este clima. Estos mismos parientes le pueden entregar polinizadores y dispersores de semillas, haciendo de su naturalización algo más probable, contrario a lo esperado por la hipótesis de Darwin”, expresa.

A lo largo de las últimas décadas se ha observado un mayor interés de la ciudadanía en saber cómo las diversas actividades de la humanidad afectan al medio ambiente. El foco se ha centrado en el cambio climático, obviando otros aspectos como la introducción de las especies, sea flora o fauna, en territorios donde no son nativos. Estos aspectos son observados como parte del cambio global.

“Chile es una isla biogeográfica. Tiene una cordillera, un desierto y un océano que lo aíslan, por lo que su flora ha evolucionado desde hace más de 180 millones de años aislada del mundo. Sin embargo, en los últimos siglos se han introducido especies que son un riesgo para las especies nativas”, explica Castro.

Tal es la particularidad biogeográfica de Chile central que es considerado uno de los 35 “Hot Spot” (puntos calientes) de biodiversidad del planeta. Estos sitios representan lugares que concentran un alto porcentaje de especies endémicas, pero que al mismo tiempo su conservación se encuentra amenazada producto del impacto humano.


“Una especie introducida puede generar la extinción de otra nativa, erosionando nuestra biodiversidad. En la actualidad, nuestra diversidad de especies de plantas exóticas es alta en comparación a la flora nativa. La pregunta es qué podemos hacer para prevenir esto. Es muy poco lo que podemos hacer en un escenario de globalización, pero sí podemos generar diagnósticos para evitar que algunas especies entren y que además se naturalicen”, sentencia el investigador del Laboratorio de Ecología y Biodiversidad de la Facultad de Química y Biología, y del Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología (Cedenna).


viernes, 26 de junio de 2015

El origen de la dentadura de los vertebrados

Científicos del Reino Unido proponen hipótesis del origen de los dientes en los vertebrados. Es bien sabido que los dientes no son crecimientos originales de las mandíbulas y que su origen morfológico y evolutivo está en la armadura dérmica de los primeros gnatostomados ("peces" con mandíbulas). El asunto es que siempre se ha usado el modelo de los dentículos dérmicos de los tiburones sin mucho éxito. En este estudio se analiza la formación de dentículos en las placas dentales de Romundina stellina, un placodermo del Devónico temprano. El modelo propuesto sitúa el origen de los dientes como acreciones de dentículos en las placas dentales de los placodermos (como se ve en la imagen). Estos dentículos incrementarían de tamaño al añadirse nuevos elementos y capas de esmalte, formando los dientes.


UK scientists proposed a new hypothesis of the origin of the teeth in vertebrates. It is well known that the teeth are not original growth of the jaws and their morphological and evolutionary origin is in the dermal armor of the first gnathostomes ("fish" with jaws). The issue is that it has always used the model of dermal denticles of sharks without much success. In this study the formation of denticles in dental plates of Romundina stellina an early Devonian placoderm is analyzed. The proposed model places the origin of the teeth as accretions of denticles in the dental plates of placoderms (as seen in the image). These denticles would increase in size adding new elements and layers of enamel, making teeth.



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jueves, 18 de junio de 2015

¡Ha llegado carta! - Down House. Viernes 18 de junio de 1858


Lo mismo que las obras de Shakespeare, el descubrimiento de la estructura en doble hélice del ADN y la proposición de la teoría de la evolución, no se han librado de protagonizar largos debates sobre su autoría. De Shakespeare algunos debaten si no sirvió de pantalla de otro contemporáneo, como Francis Bacon, a quien suponen más ilustrado. De James Watson y Francis Crick, que recibieron el Nobel por descubrir la estructura del ADN, se sabe que utilizaron sin permiso los datos obtenidos por Rosalind Franklin. A Charles Darwin se le acusa de retrasar deliberadamente la publicación de un escrito de Alfred Russel Wallace proponiendo exactamente lo que Darwin tenía esbozado sobre el origen de las especies y el papel que en ella tiene la selección natural, lo que en términos populares conocemos como “la evolución”. Se discutía si Darwin había ocultado durante un par de semanas el escrito que Wallace le envió desde las Molucas en la primavera boreal de 1858.

Expulsando una pitón del techo de la cabaña. Wallace, un científico que si viviera hoy estaría posiblemente entre el grupo de los indignados, redactó en la jungla de las islas de las especias un texto, de una extensión menos de diez veces la de este artículo, describiendo todo lo que se necesitaba para exponer lo que ahora llamamos teoría de la evolución.

Los acusadores de Darwin imaginaban que durante esos días habría perfilado su propio manuscrito usando las ideas remitidas por Wallace. De lo que no cabe duda es de que el 1 de julio de 1858 se presentó un resumen, tanto del manuscrito de Darwin como de la carta de Wallace en la reunión de la Sociedad Linneana de Londres. La polémica se centra en determinar si el correo de Wallace le llegó a Darwin el 3 o el 18 de junio. Lo difícil del caso es que no se conserva el original del correo de Wallace por lo que no parece que se pueda decidir la controversia de una manera sencilla.

Correspondencia del siglo XIX. Un sobre que viajó de Galle (Sri Lanka) a Suez (Egipto) en el vapor Némesis cinco meses antes que la carta de Wallace.

Quienes han propuesto que la carta llegó el 3 de junio se apoyan en que Wallace dijo haber enviado la carta a Darwin junto con otra que se ha conservado dirigida a su amigo, Frederick Bates hermano del naturalista Henry Walter Bates, quien la recibió en la ciudad de Leicester, como atestiguan los matasellos, el 3 de junio tras haber pasado ese mismo día por Londres. Esta carta a Bates tuvo que partir de las Molucas en el vapor del 9 de marzo. En aquellos tiempos los periódicos de las ciudades portuarias registraban las llegadas y partidas de los vapores por lo que al menos es posible precisar las fechas en las que partía el correo.

El vapor Pekín capeando un tifón. En este navío de la compañía P&O pudo viajar la carta de Wallace en el tramo desde Singapur hasta Galle (Sri Lanka) del 1 al 14 de mayo.

Se publicó en 2011 ahora otra interpretación, que vindicaría la integridad de Darwin, al menos en cuanto a la comunicación de la recepción de la carta, y que se basa en la hipótesis de que Wallace no pudo remitir las dos cartas a la vez, sino que la dirigida a Darwin se habría enviado el 5 de abril, casi un mes más tarde que la de Bates. En tal caso los autores de esta nueva interpretación nos aseguran que se podría trazar todo el recorrido de la carta desde su salida del puerto de Ternate ese 5 de abril hasta su llegada a Londres el 18 de junio.

El largo viaje del correo en el siglo XIX. El trayecto del correo entre Indonesia e Inglaterra seguía las rutas establecidas por el comercio con Europa. Las fechas indican en qué momento pasaba la carta de Wallace desde Ternate a Down House según la interpretación que exculpa a Darwin.

En su viaje habría navegado pasando Yakarta, Singapur, Galle (en Sri Lanka), y Suez. Desde Suez sería transportada por vía terrestre y fluvial a Alejandría - el Canal de Suez  no se abrió a la navegación hasta el 17 de noviembre de 1869. Pasando por Malta y Gibraltar llegaría a Southampton el 15 de junio y de allí tardaría otros dos días para recorren en ferrocarril el camino hasta Londres, llegando a Down House, el hogar de Darwin en el condado de Kent, el viernes 18.

De Suez al Nilo. Para atravesar el desierto se transportaba el correo en camellos, desde allí se proseguía el viaje en bote por el Nilo hasta Alejandría.

Asegurar, como sostienen los autores de la reivindicación de Darwin, que Wallace no pudo enviar las dos cartas al tiempo es algo más complejo. Según ellos Wallace mencionaba en su carta que a Charles Lyell le había gustado un artículo suyo de 1855. Y la opinión de Lyell, un influyente geólogo escocés amigo de Darwin, solo pudo leerla Wallace en la carta que Darwin le escribió el 22 de diciembre de 1857. Haciendo otra labor de rastreo de esta nueva carta se deduce que la fecha más probable en la que pudo recibirla Wallace hubiera sido a principios de marzo, exactamente el mismo día 9. Dejaría este calendario muy poco tiempo para que Wallace la hubiera contestado, exactamente una hora, el tiempo que estuvo atracado el barco que llevaba el correo. Todo queda pues sujeto a lo que pudo hacer Wallace en esos sesenta minutos, algo difícil de probar, sobre todo en ausencia del original de su carta.

Llegada a Down House. El destino de la carta, una residencia de la clase acomodada inglesa, fue el hogar de Darwin desde 1842 hasta su muerte en 1882. En ella escribió su obra “El origen de las especies” que en la edición conmemorativa del 150 centenario ocupa 576 páginas.



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