Una ojeada a la evolución de las especies

No es la más fuerte de las especies la que sobrevive
y tampoco la más inteligente. Sobrevive aquella
que más se adapta al cambio
”.
Charles Darwin

Después de visto el gran número de lectores que acceden a diario al artículo en este blog sobre la clasificación de los seres vivos y el aporte de Carlos Linneo https://deportescineyotros.wordpress.com/2015/12/31/las-clasificaciones-de-los-seres-vivos-y-el-aporte-de-carlos-linneo/, por interés propio he querido adentrarme algo en ese tema de la Evolución, como proceso biológico, que fuera descrito por Charles Darwin en 1859 en “El origen de las especies”, obra que sistematizaba varias ideas propuestas previas.

Sobre Darwin también se ha publicado un artículo en este blog, que relata parte de la vida de este científico y sus aportes en materia de la evolución de especies https://deportescineyotros.wordpress.com/2016/04/23/el-aporte-cientifico-de-charles-darwin/, por lo que la presente exposición trata de profundizar en sus ideas y describir detalles de este proceso.

Los primeros organismos surgidos fueron unicelulares, en este caso arqueas y cianobacterias, ambas, procariotas, es decir, organismos compuestos por una única célula carente de núcleo  durante la etapa arcaica, unos 4500-2500 millones de años (ver tabla 1), mientras que los pluricelulares surgen a la par de la atmósfera durante la etapa proterozoica (hace 2500-570 millones de años). Un papel primordial en esta etapa jugó la aparición de las eucariotas u organismos compuestos por una o por numerosas células siempre dotadas de núcleo.

Los primeros animales surgieron en el período paleozoico (hace 570-225 millones años), el cual consta de cinco etapas y que nos demuestra que la aparición de una diversidad de seres vivos aumentaba de etapa en etapa. En el Ordovícico (500-440 millones años) surgen los primeros peces y hongos, mientras que en el Silúrico (440-400 millones años) lo hacen los, tiburones espinosos, peces cartilaginosos y las primeras plantas terrestres. En el Devónico (400-350 millones años), aparecen los primeros anfibios (Ichtyostega), y se van formando los primeros grandes bosques, proceso que aumenta en el Carbonífero (350-270 millones años).

Tiburón espinoso

Tiburón espinoso

Ejemplos de peces cartilaginosos

Ejemplos de peces cartilaginosos

Tabla 1. Aparición y evolución de las especies en los distintos períodos y etapas

Tabla 1. Aparición y evolución de las especies en los distintos períodos y etapas

Tabla 1. Aparición y evolución de las especies en los distintos períodos y etapas, cont...

Tabla 1. Aparición y evolución de las especies en los distintos períodos y etapas, cont…

Las dos primeras etapas del período Mesozoico (225-64 millones años), o sea Triásico (225-190 millones años) y  Jurásico (190-135 millones años) contemplaron como la Tierra se poblaba de dinosaurios, reptiles voladores, la aparición de los primeros mamíferos, y las plantas cicadales, así como la formación de dos continentes (Laurasia y Gondwana) en lugar de uno, se desarrollan grandes dinosaurios, aparecen las primeras aves, se desarrollan las palmeras, pinos y grandes helechos. Si bien en el Cretácico (135-65 millones de años) se extinguieron los dinosaurios, en oposición aparecieron los reptiles acuáticos y voladores, y plantas como cipreses, pinos, abetos y secuoyas.

La extinción de numerosas especies durante el Cretácico tuvo sus causas en la caída de un gran meteorito, cuyos rastros fueron encontrados en Yucatán, México. El impacto debió haber sido extremadamente fuerte, ya que arrasó el litoral de todos los continentes, lo que produjo una nube densa de polvo y gases sulfurosos, por lo que la Tierra se oscureció y la fotosíntesis de las plantas quedó suspendida. Muchos animales y plantas desaparecieron. Se estima que entre 50 y 75% de las especies terrestres existentes se extinguieron. Sin embargo, este fenómeno propició la expansión de numerosas plantas y animales que anteriormente no habían podido desarrollarse.

El período Cenozoico (65-1.8 millones años) fue testigo del aumento de los animales mamíferos, mientras que el período actual, el cuaternario, ha sido como una continuación del anterior, aunque algunas especies de animales comienzan a extinguirse debido a la obra irracional del hombre.

Visto de forma comprensiva cuando aparecieron las distintas especies es menester ir un poco al detalle de cómo fue este complejo proceso.

A principios del Devónico (390 millones de años aproximadamente) aparecieron los primeros peces de aletas carnosas, llamados sarcopterigios. Eran siete especies y hoy día queda una sola, el celacanto. También mucho antes de este período, unos 10 millones de años antes, estaban los peces de aletas radiadas (actinopterigios), el cual está constituido por 21000 especies, que lo distingue como el  grupo de vertebrados de mayor variedad.

Los peces que dieron origen a los anfibios fueron los del género Eusthenopteron, que data de los finales del Devónico, encontrado en Europa y Canadá.

Eusthenopteron

Eusthenopteron

Luego Panderichthys, un pez tetrápodo que medía hasta 130 cm de longitud y su existencia data del período Devónico superior (Frasniano) hace 380 millones de años.

Panderichthys

Panderichthys

El otro pez es el Tiktaalik, un pez sarcopterigio (aletas lobuladas) del periodo Devónico tardío, que realmente se parece mucho a los tetrápodos que surgieron después.

Tiktaalik

Tiktaalik

En la actualidad los peces se clasifican en tres grandes grupos o clases:

  • los ciclostomata, o peces sin mandíbula que abarcan: los petromizontidos con cuerpo anguiliforme, boca inmóvil e increíblemente voraces depredadores; y los mixinoideos o mixinos, que también se les conoce como peces bruja o anguilas babosas), que poseen cuerpo largo y cilíndrico, y viven a grandes profundidades del mar.
  • los condrictios o peces cartilaginosos, y
  • los osteictios o peces óseos, los que se caracterizan por alta producción de huevos y alta fecundidad.

Para que una especie nueva surja y se desarrolle en un nuevo hábitat es menester que en el anterior hábitat haya existido competencia por los alimentos y medios de vida entre los organismos presentes o que las condiciones se hayan vuelto adversas, algo que obliga a los organismos a modificar sus hábitos. Esto es una especulación propia y puede explicar la razón de la aparición de anfibios en tierra firme.

La adaptación de organismos con características de peces a la de otros hábiles para vivir fuera del agua conllevó a la queratinización de la piel o tegumento. En los peces el  tegumento está formado por células que permiten el intercambio osmótico, lo que sería un desastre para éstos animales fuera del agua, ya que la deshidratación no se impide. Los anfibios, a tales efectos, presentaron la queratinización parcial, que les impermeabilizaba la piel. Es ahí que reside la adaptación inicial de los vertebrados al medio terrestre. Esa ventaja en los anfibios también representó un impedimento para ellos colonizar el mar, pues se deshidratarían rápidamente debido al intercambio de sales.

El otro inconveniente que tuvieron los primeros anfibios para adaptarse al medio terrestre fue el de la liberación de amoniaco derivado de su metabolismo. Los vertebrados acuáticos lo eliminan bien por la solubilidad del amoniaco en el agua. Los anfibios, por su parte, lo transforman en urea que resulta menos tóxica y con una liberación que demanda un menor consumo de agua.

Ichthyostega

Ichthyostega

fue el primer anfibio que caminó fuera del agua, descendiente de los crosopterigios, peces con pulmones funcionales y dos pares de aletas musculares con deposiciones óseas similares a los huesos (tetrápodos) que podían utilizar para mover su cuerpo y aguantar su propio peso sin depender de la flotabilidad del agua. Su aparición tuvo lugar durante el Devónico, hace unos 300 millones de años.

Sin embargo, es necesario aclarar que los primeros animales terrestres no fueron los anfibios sino los artrópodos, los que poseían la protección necesaria para protegerse de los rayos solares. Concretamente los miriápodos aparecen sobre tierra firme durante el Silúrico hace 470 millones de años, lo que coincide con la aparición de vegetación alrededor de charcos de agua muy turbia. Los artrópodos depredadores, sedimentívoros y detritívoros aparecen conjuntamente con los primeros anfibios, lo cual provocó la  competencia por alimentos junto con los peces de agua dulce.

Los anfibios son vertebrados anamniotas, o sea su embrión se desarrolla sin membrana que lo envuelva, y recibe el nombre de amnios.  Los anfibios se caracterizan por sufrir metamorfosis, la que transcurre en dos fases: una larvaria en la que su respiración es branquial y otra pulmonar al llegar a la edad adulta ya que pierden entonces las branquias. En su primer ciclo vital permanecen en el agua y de adultos se convierten en organismos semiterrestres. Como sus antecesores, los anfibios se reproducen de forma ovípara.

Los anfibios de la era actual tienen tres órdenes:

  • orden Caudata, donde aparecen los urodelos, (salamandras y tritones),
  • orden Gymnophiona, que son anfibios adaptados a la vida subterránea, de cuerpo alargado y anillado sin ojos ni extremidades (ápodos, célidos o cecilias),
  • orden Anura, los anuros (ranas y sapos).

En el Carbonífero superior, hace unos 325 millones de años, un grupo de pequeños anfibios, los Antracosaurios, ya extintos, dieron origen a los reptiles, que fueron los pequeños y ligeros Captorrinomorfos. Concretamente Ichtyostega se considera como el primer tetrápodo, como ya se dijo, el que se describe como un pez con patas capaz de caminar sobre la superficie sólida o un anfibio con la cabeza y cola de un pez. El hallazgo de su fósil en Groenlandia negaba que otro tetrápodo, Acanthostega, fuera la especie que diera origen a los reptiles.

Acanthostega

Acanthostega

La aparición de los reptiles era de hecho la real colonización del medio terrestre, ya que mostraban numerosas adaptaciones para evitar la deshidratación, donde la queratinización no era ya parcial como en los anfibios.

Los reptiles igualmente aparecieron con algunos cambios corporales. Poseían escamas en la piel para reducir la transpiración corporal, presentan independencia de los conductos excretor y reproductor, y forman un huevo protegido por una cáscara, que es una membrana calcificada seguida de otras capas que protegen al embrión. Este es el huevo amniota. La complejidad que presenta este huevo es una evidencia que la evolución de anfibios a reptiles es monofilética (descienden de un mismo antepasado común incluido en el grupo) y sucedió en varios momentos. El huevo independizó a los reptiles del medio acuático. La cavidad amniótica, rellena de líquido, semeja el ambiente acuático que necesitaba el embrión para desarrollarse.

La aparición de los reptiles es coincidente con la de las plantas con flores, lo cual abrió la  oportunidad de evolucionar aprovechando los recursos con flores como el néctar y el polen, que fuera así utilizados por los insectos.

La evolución de los reptiles puede diferenciarse en dos grandes fases.  La aparición de los terápsidos durante el Palezoico, y al final del Triásico la de los saurópsidos. En ese entonces estaban los Dinosaurios, los Pterosaurios (reptiles voladores) y los reptiles acuáticos (plesiosaurios e ictiosaurios). Los reptiles se diversificaron rápidamente y presentaron una elevada expansión a partir del Pérmico (289-246 millones de años).

Uno de los dinosaurios que vivían en África justo antes de su extinción, hace 66 millones de años, ha sido descubierto en una mina de fosfato en el norte de Marruecos y analizado. El análisis del fósil sugiere que, tras la división del supercontinente Gondwana a mediados del periodo Cretácico, en África se desarrolló una fauna de dinosaurios distinta. Apenas se sabe nada de los dinosaurios que vivían en África a finales del período Cretácico, hace 66 millones de años, justo antes de que fueran exterminados por el impacto de un asteroide gigante. En ese momento, los niveles del mar estaban altos, así que la mayoría de los fósiles proceden de rocas que en su día fueron marinas. Entre ellas se hallan las presentes en los yacimientos de fosfato de Marruecos, los restos de un antiguo lecho marino. La especie recién descubierta, Chenanisaurus barbaricus, fue una de las últimas de dinosaurio y estuvo entre las que se extinguieron como consecuencia del impacto del asteroide. Fue un contemporáneo africano más pequeño del T. rex norteamericano.

Chenanisaurus barbaricus

Chenanisaurus barbaricus

Los sauros (una rama de los reptiles o saurópsidos) se clasifican en:

Ictiosaurios: reptiles marinos extintos (de aparencia externa parecido a un delfín), que existieron desde el Triásico Inferior hasta el Cretácico Superior..
Sauropterigios: reptiles marinos extintos (de apariencia similar a lagartijas o ballenas de cuello largo), vivieron desde el Perménico Superior hasta el Cretácico Superior.- Lepidosauros: lagartos, tuataras, serpientes y anfisbénicos, surgidos durante el Mesozoico (hace 251-65.5 millones de años).
Arcosauros: cocodrilos, dinosaurios, pterosaurios, aves.

Son precisamente los Arcosauros primitivos los antecesores directos de los dinosaurios e igualmente de los cocodrilos, pterosaurios y aves, por lo que la importancia de este grupo es considerable.

Se supone que las primeras aves presentaban escamas aplanadas, mientras que sus miembros anteriores desarrollaron fuertes músculos para así poder batallar con el viento.

En 1861, en Alemania, se encontraron huesos fósiles de un pequeño dinosaurio del Jurasico superior, del tamaño de una gallina y con similitudes con esta ave. El paleontólogo Hermann Von Meyer examinó esos fósiles y los llamó

Archaeopteryx

Archaeopteryx

(del griego “ala antigua”), el cual posee un rostro prolongado, a modo de pico, aunque no parece haya sido corneo como sucede con las aves en el presente. Llevaba dientes que aparecían en  alvéolos, cabeza plana, alas provistas con tres dedos con sus metacarpianos. Existen algunas teorías sobre su forma de vuelo, unos afirman que hacía planeos con sus alas, otros que el animal saltaba para poder ejecutar la caza de otros animales. Sus patas traseras hacen pensar que se movía con facilidad y rapidez sobre el suelo.

Las aves actualmente se clasifican en:

  • Paseriformes: pájaros (canarios, gorriones y otros)
  • Psitaciformes:psitácidas, comprende aquellos ejemplares con pico en forma de curva
  • Galiformes:generalmente utilizadas en la producción animal, no son especies voladoras
  • Anseriformes:patos y gansos, que alternan su vida en el suelo y cerca de lugares con agua.
  • Falconiformes:especies rapaces (águilas, halcones o azores).
  • Strigiformes: rapaces y nocturnas (búhos y lechuzas)
  • Struthioniformes: donde se ubica el avestruz, especie no voladora.
  • Columbiformes: palomas y tórtolas, que son buenas voladoras.
  • Piciformes: aves arborícolas, donde aparecen los tucanes y los pájaros carpinteros.

Los reptiles cinodontes, los cuales eran carnívoros y vivieron a finales del Palezoico, dieron lugar al primer mamífero, el Morganucodon, un pequeño organismo insectívoro que vivió en el Triásico.

Morganucodon

Morganucodon

Los mamíferos (clase Mammalia) son vertebrados amniotas homeotermos (de sangre caliente), que disponen de glándulas mamarias productoras de leche con las que alimentan a las crías, poseen labios y dientes, respiran por pulmones, su circulación sanguínea es doble y completa. La mayoría de estos organismos son vivíparos, con la excepción de los monotremas: ornitorrinco y equidnas.

Un paréntesis sobre los monotremas, mamíferos ovopositores. El Ornithorhynchus anatinus es un mamífero semiacuático que habita en el este de Australia y en la Isla Tasmania.  Esta especie venenosa, uno de los pocos mamíferos con estas propiedades posee un hocico similar al del pato, pone huevos y es una especie protegida por la posibilidad de extinción.  Los equidnas o  taquiglósidos igualmente habitan en Australia, Tasmania e igualmente en Nueva Guinea, cuyos cuerpos están cubiertos de espinas y son insectívoros. Se diferencian los equidnas de hocico largo, de hocico corto y los zaglosos.

Ornithorhynchus anatinus

Ornithorhynchus anatinus

Según un artículo de Madridejo (2013), el ancestro más antiguo de los mamíferos placentariostodos, salvo los marsupiales, los ornitorrincos y los equidnas- fue una diminuta criatura con la cola peluda y dieta insectívora que vivió poco después del gran impacto cósmico que hace unos 66 millones de años acabó con los dinosaurios sin alas. A partir de esta hipotética criatura, los mamíferos evolucionaron y se diversificaron con éxito cubriendo los nichos ecológicos dejados por las grandes criaturas del Jurásico y el Cretáceo. La información añade que “ni los roedores ni ningún otro mamífero compartieron la tierra con los dinosaurios no aviares”, algo que también afirma Maureen O’Leary, investigadora asociada del Museo de Historia Natural de Estados Unidos.

Los mamíferos se agrupan en tres órdenes:

  • Los monotremas o prototerios ya vistos anteriormente.
  • Los marsupiales o metaterios, donde se ubican los conocidos canguros y koalas. Una característica de estos animales es la de tener períodos cortos de gestación, por lo que sus primeros cuatro meses de vida transcurren dentro la bolsa marsupial de la madre, luego alternan entre de la bolsa y el entorno hasta los nueve meses cuando ya se liberan completamente.
  • Placentarios o euterios se caracterizan por el blastocisto, que es la fase del desarrollo del embrión de los mamíferos, formada por una masa celular interna de la que se origina el embrión y de una capa periférica de células que formará la placenta.

Los murciélagos (orden Chiroptera) son los únicos mamíferos capaces de volar. Sus alas están formadas por una delgada membrana tegumentaria que abarca sus dedos y miembros posteriores.

Murciélago

Murciélago

Las ballenas (orden Cetácea) son mamíferos acuáticos, que no poseen miembros posteriores y tienen forma de pez. Los cetáceos tienen dos grupos: las ballenas dentadas u odontocetos (delfines, cachalotes, oreas) que se alimentan de calamares y peces, y las ballenas con barbas o misticetos (ballenas pigmea, gris, azul, francas, rorcual y jubarta) que se alimentan de organismos del plancton. Los cetáceos primitivos, ya extintos, se agrupan como archaeocetos, entre los cuales están los paquicetidos, que eran cuadrúpedos terrestres; los ambulocetidos y remingtonocetidos, cuadrúpedos semiacuáticos; y los protocetidos y basilosauridos, que eran completamente acuáticos.

Ballena

Ballena

Durante el Cenozoico terciario es que se inicia la era de los mamíferos. Los primeros primates datan del Eoóeno (55 millones de años) dentro de la era ya indicada, mientras que los primeros antropoides aparecieron en el Oligoceno (34-35 millones de años). Los hominoides, superfamilia que incluye al hombre y otros primates sin cola, hicieron su aparición en el Mioceno (24 millones de años). Pero el Homo sapiens y sus antecesores, los llamados  homínidos, aquellos que adoptaron posición bípeda, aparecieron por primera vez durante el Plioceno (5.33-2.59 millones de  años).  Dentro de los antecesores del H. sapiens están Australopitecus, Homo habilis, Homo erectus y Homo sapiens Neanderthalensis.

Evolución de Homo spp.

Evolución de Homo spp.

En próximas contribuciones se describirán nuevos detalles de la evolución de los mamíferos.

Fuentes consultadas

Anon. Origen y evolución de los reptiles y dinosaurios. Asturnatura. https://www.asturnatura.com/articulos/fosiles/reptiles.php

Anon. Etapas de la Tierra – Slideshare. https://es.slideshare.net/manuelsastrevelasco/etapas-de-la-tierra

Anon. Breve origen de los artrópodos. Cienciaybiologia.com. https://cienciaybiologia.com/breve-origen-de-los-artropodos/

Anon. Los pasos del hombre. http://pasosdelhombre.blogspot.com.es/2010/01/hominoideos-hominidos.html

Anon. Pleistoceno. http://www.quimicaweb.net/Web-alumnos/HISTORIA%20DE%20LA%20TIERRA/PAGINAS/pleistoceno.htm

Anon. 2011. Clasificación general de los peces. http://www.si-educa.net/basico/ficha118.html

Anon. 2011. Ichthyostega, el primer pez de cuatro patas. Vista al Mar. https://www.vistaalmar.es/ciencia-tecnologia/fosiles-marinos/612-ichthyostega-el-primer-pez-de-cuatro-patas.html

Anon. 2015. Clasificación de las aves. Paradais Sphynx. https://aves.paradais-sphynx.com/temas/clasificacion-de-las-aves.htm

Anon. 2017. Descubren a uno de los últimos dinosaurios de África. Noticiasdelaciencia.com. http://noticiasdelaciencia.com/not/24141/descubren-a-uno-de-los-ultimos-dinosaurios-de-africa/

Garnica García I. Origen y evolución de las aves. Monografías.com. http://www.monografias.com/trabajos65/origen-evolucion-aves/origen-evolucion-aves.shtml

Madridejos A. 2013. El primer mamífero. El periódico. http://www.elperiodico.com/es/noticias/ciencia/primer-mamifero-2312996

Plinio El insurrecto. Los anfibios: primeros vertebrados terrestres. http://www.nodo50.org/arevolucionaria/masarticulos/abril2004/anfibios.htm

Escrito por Ricardo Labrada, 5 junio de 2017

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s