Filogenia. Estructuras homólogas y análogas

Filogenia.

El término filogenia (del griego filon, raza, y genea, generación) fue propuesto en 1866 por el embriólogo alemán Ernst Haeckel y trataba de recoger de forma significativa y funcionalmente efectiva las tesis evolucionistas mantenidas y difundidas por los naturalistas británicos Charles Darwin y Alfred Russel Wallace. La idea de que, tanto los animales como las plantas no se mantienen inmutables, sino que experimentan una evolución a lo largo del tiempo, era muy anterior a estos dos autores, pero hasta ellos nadie fue capaz de obtener pruebas para establecer una sólida hipótesis científica de trabajo sobre tales conceptos.

Estructuras homólogas y análogas

• En Biología se dice que dos estructuras son análogas si cumplen funciones parecidas por medios semejantes, sin que se requiera que tengan el mismo origen evolutivo. Si además tienen el mismo origen evolutivo, a la vez que análogas serán homólogas. Por otra parte las estructuras homólogas pueden haber divergido en su función para cumplir papeles diferentes. En resumen, estructuras análogas son aquellas que poseen una función semejante partiendo del mismo medio, pero cuyo origen es generalmente distinto. Si dos estructuras tienen la misma función por medios semejantes y además parten del mismo origen, son estructuras análogas y homólogas a la vez.

• En el estudio comparativo de los seres vivos, la homología es la relación que existe entre dos partes orgánicas diferentes cuando sus determinantes genéticos tienen el mismo origen evolutivo. Hay homología entre órganos determinados de dos especies diferentes, cuando ambos derivan del órgano correspondiente de su antepasado común, con independencia de cuan dispares puedan haber llegado a ser. Las cuatro extremidades pares de los vertebrados con mandíbula (gnatóstomos), desde los tiburones hasta las aves o los mamíferos, son homólogas. De la misma manera, el extremo de la pata de un caballo es homólogo del dedo mediano de la mano y el pie humanos.

Caracteres primitivos y derivados

Carácter. Un carácter es una parte observable de un organismo. A la práctica, un carácter es una parte o atributo de un organismo que puede ser descrito, medido, pesado, contado, etc., y en cualquier caso comunicado de un investigador a otro. En este contexto un carácter es sinónimo de estado del carácter.

El análisis filogenético se basa en el estudio de determinados caracteres que se suponen importantes para la evolución de los grupos taxonómicos. Es a partir de estos caracteres con los cuales será posible establecer las relaciones filogenéticas, atendiendo a diferentes grados o estados evolutivos observados en ellos.

Los caracteres que se utilizan habitualmente son los morfológicos, los nucleótidos del ADN y los aminoácidos de las cadenas proteicas, sin descartar que puedan ser usados otros diferentes, tales como la distribución geográfica, especialmente en análisis biogeográficos.

Se pueden distinguir básicamente dos tipos de caracteres: discretos y continuos. Los caracteres discretos solo pueden tomar determinados valores, mientras que en los continuos, en teoría, sería posible obtener cualquier valor entre otros dos dados.

El mayor problema que presentan los caracteres es el significado filogenético que pueden tener así como decir la forma en que deben ser codificados en estados discretos.

Carácter derivado. Un carácter derivado es un carácter procedente de otro ya existente debido a un cambio. A menudo nos interesan los caracteres derivados que se han fijado en los grupos naturales. Muchos de los caracteres derivados son partes de una fase polimórfica de la evolución del carácter entre especies durante su origen y fijación.

Evolución convergente

Casi todos los ejemplos de convergencia se pueden interpretar en términos de adaptación a condiciones similares, sea el medio ambiente de los organismos o su forma de vida, como ocurre con las adaptaciones al movimiento. Las exigencias físicas del vuelo limitan drásticamente las formas posibles del órgano encargado de mantenerlo. La capacidad de volar se ha desarrollado de manera independiente en murciélagos, aves e insectos, además de en grupos ahora extinguidos y conocidos por sus fósiles, como los reptiles llamados pterosaurios. Todos estos animales han desarrollado alas por evolución convergente. Asimismo, todos los animales que se deben mover en el agua afrontan similares limitaciones físicas impuestas por el medio, y tanto los mamíferos acuáticos, como los delfines, y los peces han desarrollado cuerpos con la misma y eficaz forma hidrodinámica.

La evolución convergente se aprecia también en adaptaciones a la alimentación. Varios grupos distintos de mamíferos han evolucionado de manera independiente para alimentarse de hormigas: los osos hormigueros de América del Sur, el oricteropo o cerdo hormiguero de África oriental y meridional, el pangolín de África y Asia y el marsupial hormiguero y el equidna de Australia. Todos ellos han desarrollado mediante evolución convergente garras poderosas para abrir hormigueros y termiteros y una cabeza provista de un hocico tubular alargado con una lengua muy larga para capturar los insectos dentro de sus nidos. Se observa también convergencia en la fisiología y anatomía de la digestión. Como se sabe, las vacas digieren el material vegetal rumiándolo (véase Rumiante); esta capacidad de fermentación del material vegetal en el estómago también la han adquirido por convergencia un grupo de monos llamados colobinos que se alimentan de hojas. La convergencia llega hasta detalles de las enzimas utilizadas en la digestión. Los colobinos y los rumiantes segregan en el estómago (a diferencia de otros mamíferos) la enzima lisozima, que digiere las bacterias encargadas de fermentar los productos vegetales. La secuencia de aminoácidos de las lisozimas de colobinos y rumiantes presentan similitudes únicas que son ejemplos de evolución convergente a nivel molecular; esta convergencia molecular refleja probablemente la función común que desempeña la enzima en ambos grupos de mamíferos.

Evolución Divergente

La radiación adaptativa o evolución divergente es un proceso que describe la rápida especiación de una o varias especies para llenar muchos nichos ecológicos. Este es un proceso de la evolución cuyas herramientas son la mutación y la selección natural.

La radiación adaptativa ocurre con frecuencia cuando se introduce una especie en un nuevo ecosistema, o cuando hay especies que logran sobrevivir en un ambiente que le era hasta entonces inalcanzable. Por ejemplo, los pinzones de Darwin de las islas Galápagos se desarrollaron de una sola especie de pinzones que llegaron a la isla. Otros ejemplos incluyen la introducción

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