Evolución y Clasificación de los Seres Vivos

1. El Origen de la Vida en la Tierra

Los especialistas concuerdan en:

Todos los organismos descienden de un único antecesor común, llamado LUCA (Último Antepasado Común Universal). Se cree que fue el primer ser vivo y que existió hace 3.500 millones de años.
La biodiversidad actual es el resultado de la evolución biológica.

Teorías sobre el Origen de los Primeros Seres Vivos

Los fósiles más antiguos contienen restos de estromatolitos formados por microorganismos procariotas. Existen diversas teorías sobre el origen de los primeros seres vivos:

Hipótesis de la Panspermia: Formas microscópicas de vida llegaron a la Tierra en meteoritos.
Hipótesis Abiogénica: La vida se originó a partir del ensamblaje de moléculas orgánicas. Oparin y Haldane postularon la formación de aminoácidos mediante reacciones químicas. Estos aminoácidos, arrastrados al océano, formaron una «sopa prebiótica». Oparin denominó «coacervados» a las moléculas agrupadas. Se cree que la primera célula surgió de esta «sopa primitiva», posiblemente en las proximidades de fuentes hidrotermales en el fondo del océano, a partir de compuestos orgánicos como el NH₃. Este proceso se conoce como síntesis prebiótica.

Las primeras células serían procariotas y heterótrofas. La aparición de las células eucariotas se explica por la teoría endosimbiótica de Lynn Margulis.

2. Evolución de los Seres Vivos

La evolución se define como la acumulación gradual y continua de cambios hereditarios en las poblaciones, que originan nuevas especies. Se produce por cambios en las frecuencias de los alelos, a menudo impulsada por la selección natural.

La Selección Natural según Darwin

La selección natural actúa de la siguiente manera:

Reproducción y Variabilidad: Los individuos presentan variaciones aleatorias heredables. Aquellos con variaciones favorables tienen mayor probabilidad de sobrevivir y transmitir sus rasgos a la siguiente generación.
Lucha por la Existencia: Darwin observó que el número de individuos de una población se mantiene relativamente constante a lo largo del tiempo. Dedujo que nacen más individuos de los que sobreviven, lo que genera una «lucha por la existencia» debido a los recursos limitados. El resultado es la adaptación. Con el tiempo, la acumulación de modificaciones da lugar a nuevas especies.

La Teoría Neodarwinista

Surgida entre 1930 y 1950, la teoría neodarwinista es una revisión de la teoría de la selección natural que incorpora los descubrimientos de la genética. Explica los mecanismos de la evolución a nivel genético:

Recombinación genética durante la meiosis.
Mutaciones: Cambios aleatorios en los genes que no siempre son favorables.

En 1937, Dobzhansky explicó el proceso evolutivo basándose en los genotipos:

Existe variabilidad genética.
La selección natural favorece a los genotipos más aptos para las condiciones ambientales. La selección natural marca el sentido de la evolución mediante la eficacia biológica, seleccionando los genes que permiten la adaptación.

3. La Adaptación

La adaptación es el conjunto de cambios heredables que permiten a los seres vivos adecuarse a las condiciones del medio. Puede dar lugar a la especiación.

Tipos de Adaptaciones al Medio:

Anatómicas: Cambios morfológicos. Ejemplo: El insecto palo se camufla como una rama. En animales, el pico de las aves varía según su alimentación. En plantas de zonas secas, las raíces se extienden en la superficie para absorber la humedad.
Fisiológicas: Ejemplos: Control de la temperatura, hibernación. Los árboles caducifolios pierden sus hojas en invierno. Peces antárticos adaptados al frío extremo. El tulipán pierde sus órganos aéreos en invierno.
Del Comportamiento: La alimentación influye en el comportamiento y la estructura social. Ejemplos: El cortejo de las aves para conseguir pareja. Los bancos de peces mejoran la defensa contra depredadores.

4. La Especiación

La especiación es el mecanismo de aparición de nuevas especies. Ocurre cuando surgen mecanismos de aislamiento reproductor que impiden el intercambio genético entre poblaciones. Con el tiempo, las poblaciones aisladas acumulan variaciones sobre las que actúa la selección natural, dando lugar a especies distintas que, aunque coexistan en el mismo lugar, no pueden reproducirse entre sí.

5. La Clasificación de los Seres Vivos

Los seres vivos se agrupan en categorías homogéneas según un criterio de clasificación. Un buen criterio debe ser:

Objetivo: Basado en características no variables.
Discriminatorio: Que conduzca a una única posibilidad.

La clasificación debe ser una hipótesis susceptible de ser probada.

Taxonomía: Se ocupa de la ordenación de los seres vivos en categorías taxonómicas. La clasificación es jerárquica. Cada grupo o subgrupo se denomina taxón. El orden jerárquico es: Especie < Género < Familia < Orden < Clase < Filo < Reino < Dominio (en algunos sistemas).

En 1940, Ernst Mayr definió la especie biológica como un grupo de poblaciones naturales cuyos individuos se cruzan entre sí y están reproductivamente aislados de otros grupos. El criterio para diferenciar dos especies es el aislamiento reproductor.

Nomenclatura: Se encarga de proporcionar un nombre científico universal a los organismos. Se utiliza el sistema de Linneo, o nomenclatura binomial, que consiste en un nombre científico formado por dos palabras latinas: la primera indica el género y la segunda, el epíteto específico. Ejemplo: Lince canadiense (Lynx canadensis) y Lince ibérico (Lynx pardinus).

Clasificaciones Actuales

La clasificación de los seres vivos se basa en la existencia de cinco reinos: Moneras, Protoctistas, Hongos, Plantas y Animales. Estudios recientes han revelado dos grandes grupos de bacterias: Archaea y Bacteria, estableciendo tres dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya.

Whittaker (1969): 5 reinos (Monera, Protoctista, Fungi, Plantae, Animalia)
Whittaker (1977): 6 reinos (Archaea, Bacteria, Protoctista, Fungi, Plantae, Animalia)
Whittaker (1990): 3 dominios (Archaea, Bacteria, Eukarya)

6. Dominio Archaea

Incluye las arqueobacterias, los organismos más primitivos. Viven en condiciones ambientales extremas. Se distinguen tres grupos:

Arqueobacterias Halófitas: Viven en aguas hipersalinas.
Arqueobacterias Metanógenas: Viven en ambientes anaerobios y producen metano a partir de CO₂.
Arqueobacterias Termoacidófilas: Viven en aguas termales y ambientes volcánicos.

Las arqueobacterias tienen aplicaciones en:

Biotecnología (plantas depuradoras de aguas residuales)
Industria alimentaria (conservantes)
Industria de plásticos (nuevas tecnologías)

7. Dominio Bacteria

Se clasifican en bacterias con pared celular y micoplasmas.

Bacterias con Pared Celular: Se clasifican según la estructura y composición de su pared celular:
- Grampositivas: Se tiñen de azul con la tinción de Gram. Ejemplos: Estreptococos, estafilococos, bacterias acidolácticas, actinomicetos (productores de antibióticos).
- Gramnegativas: Se tiñen de rojo con la tinción de Gram. Ejemplos: Género Rhizobium (plantas leguminosas), cianobacterias (fotosintéticas), enterobacterias (microbiota intestinal, como Escherichia coli).
Micoplasmas: Son las bacterias más pequeñas y sencillas, sin pared celular. Causan enfermedades como la neumonía atípica.

8. Dominio Eukarya

Incluye los reinos Protoctista, Fungi, Plantae y Animalia.

Protoctista: Unicelulares o pluricelulares, sin tejidos, autótrofos o heterótrofos.
Fungi: Unicelulares o pluricelulares, sin tejidos, heterótrofos.
Plantae: Pluricelulares, con tejidos, autótrofos.
Animalia: Pluricelulares, con tejidos, heterótrofos.

Reino Protoctista

Incluye organismos que no encajan en otros reinos: protozoos, algas y protoctistas con carácter fúngico.

Protozoos: Unicelulares, se alimentan por fagocitosis. Se clasifican según su locomoción:
- Ciliados: Se desplazan con cilios. Ejemplo: Paramecios.
- Flagelados: Tienen uno o más flagelos. Ejemplo: Trypanosoma (enfermedad del sueño).
- Ameboides: Se desplazan mediante pseudópodos. Ejemplo: Amebas.
- Esporozoos: No tienen orgánulos para desplazarse. Ejemplo: Plasmodium (malaria).
Algas: Autótrofas fotosintéticas. Viven en medios acuáticos. Las unicelulares forman colonias filamentosas. Las pluricelulares tienen una organización corporal tipo talo (sin tejidos). Poseen pigmentos como clorofila y carotenoides.
- Distribución de las algas acuáticas: Las diatomeas forman el fitoplancton. Las algas verdes (clorofila A y B) necesitan estar en la superficie. Las algas pardas (clorofilas A y C) llegan hasta los 50 m de profundidad. Las algas rojas (clorofila A y D) se adaptan a la zona fótica con poca luz.
Protoctistas con Carácter Fúngico: Heterótrofos parecidos a los hongos. Unicelulares, con celulosa en la pared celular.

Reino Fungi

Organismos heterótrofos con glucógeno como sustancia de reserva y pared celular de quitina. Los talos (micelios) están formados por filamentos llamados hifas, que pueden ser tabicadas (células separadas por septos) o cenocíticas (sin septos).

Según su modo de vida:

Saprófitos: Se alimentan de materia muerta.
Parásitos: Se alimentan de organismos vivos, causándoles enfermedades.
Simbiontes: Viven en asociación con otros organismos, con beneficio mutuo.

Clasificación:

Zigomicetos: Mohos, como el del pan. Pluricelulares, se reproducen por esporas sexuales en esporangios. Importantes en la síntesis de antibióticos. En 1928, Alexander Fleming descubrió la penicilina, producida por Penicillium notatum.
Glomeromicetos: Simbiontes obligados que forman micorrizas en las raíces de las plantas.
Ascomicetos: Gran diversidad. Las levaduras producen fermentaciones (pan, alcohol). Algunas son patógenas, como Candida albicans (candidiasis).
Basidiomicetos: Forman setas. La mayoría son saprófitos. Los líquenes son basidiomicetos que viven en simbiosis con algas verdes.