ÍNDEX 1 Teories (idees) no evolucionistes ............................................................................. 1

1.1 Fixisme (o immobilisme) .................................................................................... 1

1.2 Creacionisme ...................................................................................................... 1

1.2.1 Creacionisme científic ................................................................................. 2

1.2.2 El disseny intel·ligent .................................................................................. 3

1.2.3 L’atles de la creació .................................................................................... 3

1.3 Catastrofisme ..................................................................................................... 3

2 Teories (idees) evolucionistes .................................................................................. 4

2.1 Concepte d’espècie ............................................................................................ 4

2.2 L’evolució és un fet ............................................................................................ 4

2.2.1 Característiques del fet evolutiu ................................................................ 4

2.3 Lamarckisme (l’herència dels caràcters adquirits) ............................................ 5

2.4 Darwinisme: la selecció natural ......................................................................... 6

2.5 Proves i evidències del fet evolutiu ................................................................... 9

2.5.1 La paleontologia: l’estudi del fòssils ........................................................... 9

2.5.2 L’anatomia i l’embriologia ........................................................................ 10

3 L’evolució del darwinisme ...................................................................................... 12

3.1 El neodarwinisme o teoria sintètica ................................................................ 12

3.2 Teoria de l’equilibri puntuat ............................................................................ 16

3.3 Simbiogènesi .................................................................................................... 17

3.4 Un nou camp de coneixement: l’evo-devo ..................................................... 17

1

La diversitat dels e ssers vius: teories per la seva explicacio

1 Teories (idees) no evolucionistes

1.1 Fixisme (o immobilisme)

Aquest terme inclou totes les creences i teories que consideren que les espècies vives

no experimenten canvis al llarg del temps. Així, el món havia estat creat i es mantenia

immutable, sense canvis, en el transcurs del temps.

El primer referent fixista seria Aristòtil, ja que considerava la natura com una

organització jerarquitzada, eterna i permanent, que va anomenar l’escala de la natura,

de manera que els esglaons inferiors eren ocupats pels organismes més simples,

mentre que a dalt de tot es trobava l’home. Va establir categories que encara fem

servir avui: mamífers, aus,... Considerava també que la semblança entre grups

d’organismes es devia a la seva proximitat en l’escala de la natura, no a cap mena de

parentiu.

1.2 Creacionisme

El creacionisme és un conjunt de creences, inspirades en doctrines religioses, segons

les quals, tot l’Univers i cada ésser viu que hi existeix, prové d’un acte de creació per

part d’un o de diversos éssers divins, amb un propòsit diví. Va ser acceptat

pràcticament fins a finals dels segle XIX, i fins i tot, en el dia d’avui compta amb

seguidors.

El pensament cristià va reinterpretar la idea aristotèlica de l’escala de la natura i la va

transformar en l’escala de l’ésser: els éssers vius s’organitzaven jeràrquicament en una

escala, del més simple al més complex, que culminava en el cel, amb Déu a dalt de tot.

De seguidors creacionistes n’hi ha de diferents tipus: alguns creuen en els llibres

sagrats i que Déu intervé en les qüestions humanes a través de profetes i missatgers

(teistes); altres no creuen en la religió organitzada i, si bé creuen que Déu va crear el

món, pensen que no intervé en el que succeeix despès d’aquest acte (deistes).

Alguns fan una interpretació literal de la Bíblia (la Terra només té 6000 anys, creació

del món i dels ésser vius i cataclisme del diluvi universal, tal com està escrit al Gènesis)

–seguidors del creacionisme de la Terra jove–. Dintre d’aquest grup hi ha 3 subgrups:

els que creuen que Déu va tenir cura de l’evolució durant un període curt de temps, els

que pensen que l’evolució no existeix i els que neguen l’evolució humana, però no la

de la resta d’organismes. Es tractaria d’un creacionisme clàssic.

2

Altres admeten l’edat real de la Terra –seguidors del creacionisme de la Terra vella–.

Dintre d’aquest grup tornem a trobar subgrups: un, en el que els seus seguidors creuen

que Déu va crear el món d’un sol cop i després el va abandonar i altre, els partidaris del

qual pensen en què fou una creació progressiva; dintre d’aquest últim, hi ha seguidors

que pensen que Déu va crear les primeres espècies i va dirigir la seva evolució i n’hi ha

d’altres que defensen que, un cop Déu va crear les primeres espècies, aquestes van

evolucionar per sí mateixes. Es tractaria d’un creacionisme contemporani.

Un cas que posa de manifest el grau d’acceptació d’aquesta creença és el cas Scopes

(batejat per la premsa com “el judici del mico”): en la dècada dels anys vint del segle

passat es aprovar la llei Butler a l’estat nord-americà de Tennessee, que declarava

il·legal que qualsevol professor expliqués cap teoria que negués la història de la creació

tal com apareix a la Bíblia i que admetés que els humans provenen d’un ordre inferior

d’animals. John Scopes era entrenador d’atletisme i professor de Física a l’institut de

Dayton, petita ciutat de l’estat de Tennessee. Scopes no va fer mai classes d’evolució,

es va limitar a citar els textos que en parlaven com a part d’un repàs per a un examen.

Un grup de ciutadans locals proposà a Scopes que acceptés ser denunciat per violar la

llei (per tal de desafiar-la). Scopes va acceptar la proposta i va ser jutjat l’estiu d’aquell

mateix any (1925), declarat culpable i condemnat a pagar 100 dòlars. Tot i que

posteriorment la condemna va ser revocada, la llei Butler es va mantenir en vigor fins a

l’any 1967.

1.2.1 Creacionisme científic

Aquest creacionisme es podria classificar com un creacionisme contemporani.

Aquest creacionisme es basa en utilitzar coneixements o descobriments de disciplines

relacionades amb les ciències, per tal de presentar-les al món com a probes

científiques contra l’evolució1.

El “pare” d’aquest creacionisme és l’enginyer hidràulic Henry M. Morris, mort el 2006.

El diluvi universal és l’esdeveniment que sustenta l’argumentació utilitzat en el seu

llibre “The Genesis Flood” (La inundació del Gènesi): La Terra va ser creada per Déu poc

abans del diluvi universal. Es va dedicar durant la seva vida a combatre, amb

arguments pretesament científics, l’existència de l’evolució i va aconseguir que fins a

26 estats nord-americans dictessin lleis que obligaven les escoles a dedicar el mateix

temps a ensenyar la teoria evolucionista darwiniana que a explicar les teories

creacionistes. No va ser fins el 1987 que una sentència del Tribunal Suprem va declarar

inconstitucionals aquestes lleis perquè els jutges van considerar que el seu objectiu era

introduir l’ensenyament de la religió a les escoles públiques, un fet prohibir per la

constitució nord-americana.

1 Ja la veurem més endavant.

3

1.2.2 El disseny intel·ligent

William Paley (1802), reverend britànic, aprofitant l’analogia del rellotger2, argumentà

que els éssers vius presenten tants signes d’haver estar dissenyats, que el sol fet

d’enumerar-los és el més sòlid argument favorable a l’existència de Déu.

Pels volts de 1990, l’anomenat disseny intel·ligent tornà a recórrer l’analogia del

rellotger. Nascut als EUA, aquest nou creacionisme defuig la referència explícita a Déu

per evitar problemes legals.

Davant la manca real d’explicacions irrefutables sobre l’origen de la vida,

l’extraordinària complexitat de les cèl·lules o els mecanismes responsables de

l’evolució, els neocreacionistes del disseny intel·ligent invoquen la intervenció

necessària de forces sobrenaturals. Una nova sentència, dictada el desembre del 2005

a Dover, Pennsilvània, va establir que la teoria del disseny intel·ligent és només

creacionisme disfressat de pseudociència.

1.2.3 L’atles de la creació

Al final del 2006, nombrosos científics i docents universitaris d’arreu del món van

rebre, de franc, i sense haver-la sol·licitat, l’obra “Atlas de la Creation” (“Atles de la

Creació”), un luxós volum on es desautoritza l’evolució amb argument pretesament

científics i s’exposa la versió islàmica de la creació. Harun Yahya, pseudònim de

l’escriptor turc Adnan Oktar, a més a més de negar l’evolució, relaciona el darwinisme

amb el feixisme i el comunisme i, fins i tot, responsabilitza els evolucionistes de ser els

ideòlegs dels atemptats de l’11 de setembre de 2001.

1.3 Catastrofisme

George Cuvier (1769-1832) va ser un naturalista francès, propulsor de la paleontologia

i de l’anatomia comparada. Va classificar el regne animal, a partir de la concepció

funcional dels organismes en quatre categories: vertebrats, mol·luscs, articulats i

radiats.

L’aparició dels primers fòssils d’espècies diferents a les actuals li va fer pensar en què

al llarg del temps s’han produït successives catàstrofes que han fer desaparèixer

espècies (extincions), seguides de noves creacions divines.

Per a Cuvier, els fòssils eren el resultat de l’extinció d’espècies creades per Déu, en les

catàstrofes bíbliques, o de l’extinció de noves creacions divines després d’una

catàstrofe natural.

Q1.- Són teories científiques el creacionisme científic i el disseny intel·ligent?

2 Si som curiosos i obrim un rellotge, podrem contemplar la delicada maquinària que el fa funcionar,

Probablement sentirem admiració per la intel·ligència i habilitat del rellotger que ha estat capaç de dissenyar-la i construir-la. L’analogia és: rellotger = Déu, rellotge = éssers vius (= vida; = món; = univers).

4

2 Teories (idees) evolucionistes

2.1 Concepte d’espècie

Abans de parlar de l’evolució de les espècies, caldria conèixer què és una espècie:

Concepte morfològic: les espècies són grups d’organismes que s’assemblen entre sí i

als seus progenitors.

Concepte biològic: les espècies són grups d’organismes que són capaços de tenir

descendència fèrtil quan s’encreuen entre sí, però no si ho fan amb organismes que

pertanyen a una altra espècie.

2.2 L’evolució és un fet

Observacions acumulades durant més d’un segle són concloents: cada espècie, fòssil o

vivent, s’ha originat a partir d’una altra espècie que l’ha precedit en el temps. Aquest

procés s’ha produït donant el transcurs de milions d’anys, en l’escala del temps

geològic, molt més gran que l’escala temporal humana. És més, l’evolució continua

actuant avui de la mateixa manera que ho ha fet al llarg de la història de la vida. Així,

l’evolució és un fet.

2.2.1 Característiques del fet evolutiu

• Tota forma de vida a la Terra s’ha desenvolupat d’un tipus únic, de formes

simples inicials, d’altra espècie que li precedeix en el temps.

• Els canvis evolutius originen noves espècies, gèneres, famílies,...

• Dos organismes o grups d’organismes que s’assemblen estan relacionats

evolutivament, tenen un grup ancestral comú.

• L’extinció de les espècies és una conseqüència de l’aparició de noves formes o

bé de canvis ambientals.

• Quan una espècie s’extingeix no torna a aparèixer.

• L’evolució continua actuant de la mateixa manera en l’actualitat.

• El registre fòssil és incomplet.

Però una cosa són els fets i altra les teories. Els fets són dades observables i les teories

són idees estructurades que intenten explicar i interpretar els fets. Així, els fets no

desapareixen quan científics amb teories diferents discuteixen per trobar-ne una

explicació. Durant els darrers dos segles s’han proposat diferents teories per explicar

els mecanismes responsables de l’evolució, i el debat continua.

5

2.3 Lamarckisme (l’herència dels caràcters adquirits)

Jean-Baptiste-Pierre-Antoine de Monet, cavaller de Lamarck (1 d'agost de 1744 - 18

de desembre de 1829) va ser un naturalista francès i un dels primers pioners en

defensar la idea de l'evolució dels éssers vius i proposar una teoria coherent sobre

l'evolució de la vida a partir de lleis naturals basades en l'herència dels caràcters

adquirits. Així, Lamarck proposà que les transformacions que un individu aconsegueix

durant la seva vida es poden transmetre a la descendència. Aquesta argumentació,

actualment desacreditada, rep el nom de lamarckisme. També se li atribueix

l'encunyament del terme Biologia. La publicació de la seva obra principal, Filosofia

zoològica, el 1809 coincideix amb el naixement de Charles Darwin, precursor d'una

teoria evolucionista que vindria a superar el lamarckisme: el darwinisme. Els tres

fonaments en que es basa són:

i. Els organismes tenen un impuls intern que els dirigeix cap a la millora de

l’espècie per tal d’adaptar-se al medi canviant. Els organismes “senten” la

necessitat d’adaptar-se a un medi de característiques canviants.

ii. Llei de l’ús i el desús: l’ús freqüent d’un òrgan el desenvolupa, però l’ús poc

freqüent d’un òrgan el fa desaparèixer, és a dir, la funció crea l’òrgan

necessari i suprimeix el que no ho és.

iii. Herència dels caràcters adquirits: les noves característiques que els

organismes adquireixen durant la seva vida es transmeten a la seva

descendència.

Figura 1. La interpretació de l’augment de la longitud del coll i el major desenvolupament de les potes davanteres de la girafa són exemples exposats per Lamarck per explicar el mecanisme de l’evolució:

Figura 1

6

2.4 Darwinisme: la selecció natural

Charles Robert Darwin (12 de febrer de 1809 - 19 d'abril de 1882) va ser un naturalista

anglès, que embarcà amb 22 anys al H.M.S. Beagle en un viatge que va durar des del

1831 fins el 1836. Va explorar països com el Brasil, l’Argentina, Xina, Nova Zelanda o

Austràlia, amb la missió de col·leccionar i de realitzar observacions d’insectes, cargols,

fòssils, etc. Són famoses les seves anotacions sobre els pinsans de les Illes Galápagos.

Allí va observar que cada illa contenia una espècie exclusiva de pinsans que no es

trobava a les altres. Quelcom semblant ocorria amb les tortugues i també amb altres

organismes. Igualment es va sorprendre que la fauna de Nova Zelanda o Austràlia no

s’assemblés gens a la de cap altre lloc. Al llarg de les seves excursions va prendre

consciència de l’enorme varietat d’organismes existents a la Terra, i va observar com

hàbitats diferents contenien espècies distintes. Va relatar les seves experiències a

Viatge d’un naturalista al voltant del món (1839) i altres tres llibres sobre geologia que

arreplegaven moltes de les observacions.

Va trigar més de 20 anys elaborant la teoria de la selecció natural, explicada al seu

famós llibre “L’origen de les espècies”, publicat en 1859, i que donaria el cop de gràcia

quasi definitiu a les teories fixistes. En aquesta teoria va explicar que totes les espècies

han evolucionat al llarg del temps a partir d'avantpassats comuns mitjançant la

selecció natural.

Una altre naturalista anglès, Alfred R. Wallace, va arribar a conclusions molt

semblants, de manera totalment independent de Darwin, gràcies a les observacions

realitzades als seus viatges pel sud-est asiàtic.

El fet que l'evolució es produeix va ser acceptat ràpidament per la comunitat científica,

mentre que la teoria de la selecció natural no va començar a ser considerada com la

principal explicació del procés de l'evolució fins la dècada del 1930, i ara constitueix la

base de la síntesi evolutiva moderna. En una forma modificada, el descobriment

científic de Darwin continua sent la base de la Biologia, ja que proporciona una

explicació lògica de la diversitat de la vida.

Els principis bàsics que sustenten la teoria de Darwin i Wallace són els següents:

i. VARIABILITAT: en qualsevol hàbitat hi ha una gran varietat d’espècies i

dins de cada espècie una gran varietat d’individus (és a dir, els individus

d’una població no són tots iguals, sinó que mostren variacions).

ii. SELECCIÓ NATURAL:

1. Els individus viuen en medis sotmesos a canvis periòdics. És a dir, el medi

imposa condicions als individus que han de superar per sobreviure i

reproduir-se (lluita per l’existència).

7

2. Només els individus millor adaptats a les condicions del medi on viuen,

és a dir, els que presenten les variacions més favorables –les

adaptacions– per fer front a les condicions imposades pel medi, poden

sobreviure. Així, en cada generació, només una part d’una població

sobreviu.

3. Els individus que sobreviuen, els més aptes, podran reproduir-se i

transmetre els seus caràcters a la descendència.

4. La selecció natural, entesa com la supervivència i la reproducció dels

individus més aptes, causa –després de moltes generacions–

l’acumulació de característiques favorables en relació amb el medi en

què els individus viuen i la desaparició de característiques

desfavorables. Aquests canvis provocats per la selecció natural són els

responsables de l’aparició de noves espècies diferents de les que les

han originat.

Figura 2. Els pinsans de les illes Galápagos presenten diferències que Darwin va atribuir als diferents factors de selecció natural que actuen en cada illa. Aquestes espècies de pinsans han evolucionat a partir d'un sol ancestre comú adaptant-se a diferents fonts d'aliment (insectes, fruits, llavors) motiu pel qual la grandària i forma del bec s'ha anat diferenciant notòriament. Aquestes diferències es mantenen a través del temps gràcies a l'existència de mecanismes d'aïllament reproductiu: barreres geogràfiques, ecològiques i sexuals que impedeixen que els membres d'aquestes catorze espècies –a la figura, només es presenten nou– s'aparellin entre si i formen híbrids

8

Figura 3. Arbre filogenètic que mostra les relacions evolutives i els principals trets característics d'alguns animals.

Figura 4. Filogènia vegetal

9

2.5 Proves i evidències del fet evolutiu

2.5.1 La paleontologia: l’estudi del fòssils

La paleontologia és la disciplina científica dedicada a l’estudi dels fòssils.

• Els fòssils: són restes d’organismes o de les seves activitats (empremtes,

petjades, traces, perforacions, etc.) que s’han preservat a les roques de

l’escorça per causes naturals. Si es conserven en gels, resines o asfalts es parla

de restes momificats.

Figura 5. Els fòssils guia s’utilitzen per datar estrats sedimentaris. Perquè un fòssil serveixi de guia, cal que tingui una distribució àmplia i que hagi viscut durant un període curt i ben delimitat.

Els fòssils més interessants són els que representen formes de transició entre grups

diferents (peixos–Ichthyostega–primers amfibis; dinosaures–Archaeopteryx–aus).

L’ús de la radioactivitat per calcular l’edat dels fòssils i de les roques que els contenen

(mitjançant la tècnica de datació radiològica) ha ajudat a organitzar el catàleg fòssil:

Aparició dels primers rèptils: 325 MA Aparició dels primers mamífers: 210 MA Aparició de les primeres aus: 150 MA Extinció dels dinosaures (i conseqüent expansió dels mamífers): 65 MA

Mètode Isòtop Datació

Radiometria carboni-14 < 70000 anys

Radiometria potassi-argó fins a 5 MA

Radiometria urani-plom fins milers de MA

10

2.5.2 L’anatomia i l’embriologia

Si l’evolució és un fet, cal esperar que els organismes evolutivament emparentats

comparteixin semblances anatòmiques amb el seu antecessor comú.

L’Eusthenopteron és un peix que va viure fa, aproximadament, 385 MA, considerat

avantpassat comú de tots els tetràpodes. Les seves aletes ja presentaven els ossos

característics de les extremitats de tots els tetràpodes: húmer, radi, cúbit, carpià,

metacarpià i falanges.

La pota d’una granota, l’ala d’un ocell o la pota d’un conill tenen aspectes i funcions

diferents, però tots aquests òrgans comparteixen els mateixos ossos i revelen

l’existència d’un únic model d’organització. Les potes i les ales dels vertebrats són

òrgans homòlegs, és a dir, òrgans amb funcions diferents, però amb una estructura

anatòmica que denota un origen comú.

• Les semblances anatòmiques.

1. Òrgans homòlegs: origen i estructura comú però funció diferent. Ex.: ales,

potes...

2. Òrgans anàlegs: mateixa funció però origen i estructura molt diferent. Ex.:

ales de mosca i ales d’au.

Figura 6. Òrgans homòlegs

L’observació dels embrions de grups d’animals, o de vegetals, molt diferents en estat

adult revela encara més l’origen comú dels òrgans homòlegs. La gran semblança dels

11

seus embrions, especialment en les primeres fases del desenvolupament embrionari,

permet suposar l’existència d’avantpassats comuns.

• Les semblances embrionàries: similitud en el desenvolupament embrionari

entre diferents espècies.

Figura 7. Diferents estadis de desenvolupament embrionari per diferents espècies

• La biogeografia és la part de la geografia que estudia la distribució dels éssers

vius sobre la Terra i les condicions en les quals aquests es desenvolupen. A la

Terra hi ha 3 medis: aigua, aire i terra, als quals l’adaptació de les espècies a

cada un d’ells les dóna característiques especials i singulars. Però, en cada tipus

de medi, a més, per les seves irregularitats geogràfiques, s’individualitzen

espais amb característiques diferents, en els quals es desenvolupen formes

endèmiques3 de vida. L'estudi de les àrees de distribució de les espècies mostra

que com més allunyades o aïllades estan dues àrees geogràfiques més diferents

són les espècies que les ocupen, encara que ambdues àrees tinguin condicions

ecològiques similars (com la regió àrtica i l'Antàrtida, o la regió mediterrània i

Califòrnia). Així, cada continent mostra una flora i una fauna característiques.

• La biologia molecular mosta que hi ha una gran uniformitat en els components

moleculars de totes les espècies: ADN, proteïnes...

El material genètic des dels bacteris fins a les plantes i els animals és el DNA. A

més gairebé tots sintetitzem proteïnes a partir dels mateixos 20 aminoàcids. La

clau o codi genètic que regula la traducció de tota la informació codificada en el

3 Un endemisme és un tàxon propi i autòcton d'una contrada concreta. Un tàxon pot designar una

espècie o una altra categoria taxonòmica (tant pot ser superespecífica, com ara una família, com pot ser subespecífica, com ara una subespècie).

12

DNA a les proteïnes és la mateixa per a tots els éssers vius. Aquesta uniformitat

indica l’existència d’avantpassats comuns per a tots els éssers vius.

Si l’evolució és el resultat de canvis heretats en les poblacions, els canvis

evolutius han de quedar enregistrats en les molècules responsable de l’herència,

és a dir, en el DNA.

Analitzant el genoma de diferents espècies podem establir el grau de parentiu

evolutiu entre espècies diferents (el DNA nostre i el del ximpanzé s’assemblen

en un 98,7 %, per exemple). Així podem crear un arbre evolutiu.

3 L’evolució del darwinisme

3.1 El neodarwinisme o teoria sintètica

Al començament del segle XX es van redescobrir els experiments amb pèsols de Gregor

Mendel (1822-1884) –“pare” de la genètica–, que explicaven com els organismes vius

transmetien els seus caràcters a la descendència.

No va ser fines l’any 1947, que els avenços en altres disciplines (citologia, zoologia,

botànica, paleontologia, estadística aplicada a l’estudi de poblacions, etc.) van

reformular les teories evolucionistes de Darwin i Wallace, acceptades per la comunitat

científica fins aquell moment.

Els descobriments de la constitució i composició del material genètic, DNA, (Watson i

Crick, 1953) van ser fonamentals per ampliar aquestes teories.

D'acord a la gran majoria dels historiadors de la Biologia, els conceptes bàsics de la

teoria sintètica estan basats essencialment en el contingut de sis llibres, els autors dels

quals van ser: el naturalista i genetista rus americà Theodosius Dobzhansky (1900–

1975); el naturalista i taxonomista alemany americà Ernst Mayr (1904-2005); el zoòleg

britànic Julian Huxley (1887–1975); el paleontòleg americà George G. Simpson (1902–

1984); el zoòleg germà Bernhard Rensch (1900–1990) i el botànic nord-americà

George Ledyard Stebbins (1906–2000).

Aquesta teoria explica la manera en què es produeixen les variacions sobre les quals

actua la selecció natural. Per entendre-la cal assolir certs conceptes genètics:

DNA: àcid desoxiribonucleic (ADN) “DesoxyriboNucleic Acid”. És una molècula que

porta la informació genètica. Està formada per quatre unitats senzilles, anomenades

nucleòtids, repetides moltes vegades i combinades de forma diferent. Si la cèl·lula no

està dividint-se, l’ADN es troba formant una estructura dispersa, associada a proteïnes

(histones) –que la pleguen–, que ocupa la major part del nucli i que rep el nombre de

cromatina. Si la cèl·lula s’està dividint, l’ADN es troba molt espiralat, en forma d’unes

estructures independents en forma de bastó, anomenades cromosomes.

13

Cromosomes: estructures en forma de bastonets allargats que es tenyeixen amb

colorants bàsics (com l’orceïna o l’hematoxilina) –d’aquí el seu nom: cromo = color;

soma = cos–, observables així al microscopi òptic. Son constituïdes per ADN i histones.

Quan s’inicia la divisió cel·lular, es produeix una duplicació de l’ADN i, com a

conseqüència, apareixen dues fibres d’ADN idèntiques, fortament replegades sobre sí

mateixes, anomenades cromàtides germanes, que queden unides per un punt,

anomenat centròmer, que divideix el cromosoma duplicat en dos parts: els braços, que

poden ser iguals o no.

Figura 8. Parts d’un cromosoma duplicat. Cada cromàtide germana va des del telòmer al satèl·lit

L’espècie humana té 46 cromosomes ( 2n = 46), és a dir, 23 parelles, dels quals 44 (22

parelles) s’anomenen autosomes i els altres dos són els cromosomes sexuals, XX per a

les dones i XY per als homes:

Figura 9. Cariotip (sèrie de cromosomes ordenats per mida) humà d’una dona

14

Gen: fragment de DNA que codifica la síntesi d’una proteïna determinada. És la unitat

d’informació genètica. Cada gen està format per una seqüència concreta de nucleòtids

diferent de la dels altres gens. És en aquesta seqüència, en l’odre concret en què

s’uneixen els nucleòtids, on resideix la informació genètica. Així, un gen porta

informació codificada d’un determinat caràcter (per exemple, color dels ulls o grup

sanguini).

Al·lels: les diferents variacions que pot presentar un mateix gen (per exemple, color

d’ulls blau, color d’ulls negre, grup sanguini A, grup sanguini B, grup sanguini 0 (zero)).

Genoma: és tot el material genètic contingut en els cromosomes d'un organisme en

particular. El genoma de l'ésser humà conté 3000 milions de nucleòtids. El genoma es

refereix només a l'ADN nuclear. Encara que el mitocondri conté ADN (ADN

mitocondrial) i, per tant, gens, aquests no són considerats part del "genoma".

Mutacions: canvis aleatoris (espontanis: mutacions naturals o provocats artificialment

–per mitjà de radiacions i de determinades substàncies químiques–: mutacions

induïdes) en les estructures d’un gen (en la seqüència dels nucleòtids que el formen).

Espècie: grup d’individus que poden encreuar-se entre sí i donar descendència fèrtil

(són morfològicament semblants).

Població: grup d’individus de la mateixa espècie que comparteixen un mateix espai, en

un determinat interval de temps.

Llinatge: en una població, sèrie contínua de descendents d’un individu.

Especiació: fundació d’una nova espècie a partir d’un canvi en un llinatge que resta

separat de la població original.

Les idees bàsiques la teoria sintètica són les següents:

a) Les mutacions –espontànies i a l’atzar– són les principals causes de variabilitat.

b) També són factors de variabilitat:

i. La recombinació genètica: procés pel qual una cadena de material

genètic (DNA o RNA) es fragmenta i s’uneix a altra cadena d’ADN

diferent.

En organismes eucariotes, es produeix un creuament cromosòmic entre

dos cromosomes aparellats –entrecreuament–, a la meiosi, quan les

cromàtides homòlogues s’uneixen íntimament en alguns punts,

formant quiasmes, i es produeixen el trencament en els filaments de les

cromàtides homòlogues, intercanviant-se segments d’ADN entre elles.

15

Figura 10. Entrecreuament a la meiosi que dóna lloc a recombinació genètica. Fixeu-vos que ara, les cromàtides “recombinades” duen informació genètica intercanviada del pare i de la mare

ii. Les migracions dels organismes: augmenta la barreja de

característiques.

iii. La deriva genètica: canvi aleatori de freqüències genètiques –en les

freqüències dels al·lels, concretament–, d’una generació a altra, a través

de les poblacions. Normalment es dóna una pèrdua dels al·lels menys

freqüents i una fixació (freqüència pròxima al 100 %) dels més freqüents,

resultant una disminució en la diversitat genètica de la població. Aquest

efecte és més important en poblacions petites.

Figura 11. Variació de les freqüències genètiques generació a generació. Cadascuna de les línies representa una mateixa població. En el gràfic superior la mida de la població és de deu individus mentre que a baix la població és de cent individus. Vegeu la tendència a fixar més ràpidament els al·lels en les poblacions petites.

16

iv. La panmixi: tots els individus de l’espècie es poden encreuar entre sí,

sense restriccions, és a dir, els encreuaments es produeixen a l’atzar:

tots els individus tenen la mateixa probabilitat d’aparellar-se entre sí.

(manca de selecció en l’aparellament entre els individus de diferent

sexe d’una població).

c) La selecció natural actua sobre la variabilitat i és la responsable de l’evolució

gradual de les espècies. Els individus que sobreviuen i arriben a reproduir-se

són aquells que tenen la informació genètica que els adapta millor a les

condicions del medi. Així, de generació en generació, la informació genètica del

conjunt de la població es va modificant, fins el punt que pot conduir a l’aparició

d’una nova espècie (especiació).

d) L’aïllament (geogràfic, ecològic o genètic) d’una part de la població també és

un factor clau en l’especiació. Així s’estableix un nou llinatge d’individus amb

característiques genètiques diferents que, amb el pas del temps, pot resultar

en una nova espècie. L’especiació seria, per tant, un procés gradual resultat de

l’aïllament.

3.2 Teoria de l’equilibri puntuat

Les formes de transició fòssils són molt poc freqüents. El registre fòssil és força

discontinu. Sovint s’observa que les espècies noves apareixen en períodes molt curts –

geològicament parlant–, d’algunes desenes de milers d’anys.

Els neodarwinistes ho explicaven recorrent a la insuficiència del registre fòssil.

L’any 1972 Stephen Jay Gould i Niles Eldredge van proposar una teoria alternativa: la

teoria de l’equilibri puntuat:

Les discontinuïtats en el registre fòssil són el reflex del ritme de l’evolució: hi ha llargs

períodes d’estabilitat o equilibri, en els quals s’observen pocs canvis, seguits de breus

períodes de crisi ambiental i canvis molt ràpids, puntuacions, durant els quals

apareixen noves espècies (algunes desapareixeran i d’altres s’estabilitzaran).

Comparació esquemàtica entre el model gradualista de l’evolució i la teoria de l’equilibri puntuat. En el primer cas –a l’esquerra–, els canvis es produeixen de manera contínua, mentre que en el segon –a la dreta–, les branques horitzontals representen períodes d’estabilitat que finalitzen amb salts evolutius sobtats. En ambdós casos, l’escala vertical representa el temps transcorregut, mentre que l’horitzontal indica el grau de diferenciació entre espècies o grups d’organismes.

17

3.3 Simbiogènesi

Lynn Margulis postula que el principal motor de l’evolució, especialment de l’evolució

cel·lular, no és la selecció natural, sinó la simbiosi entre espècies. El procés sembla clar

en el cas de l’aparició de les cèl·lules eucariotes, que haurien adquirit les seves

característiques i funcions en incorporar bacteris de diferents tipus.

Margulis si bé és respectuosa amb els plantejaments darwinistes, és molt crítica amb

els neodarwinistes, especialment amb la importància que aquests concedeixen a la

mutació.

3.4 Un nou camp de coneixement: l’evo-devo

Les estructures morfològiques —potes, caps, ulls, ossos— es produeixen en tots els

organismes durant el desenvolupament de l’embrió. En tots els casos, el procés

comença amb una única cèl·lula que conté tots els gens necessaris.

Durant el desenvolupament embrionari les cèl·lules es divideixen i diferencien. La

diferenciació determina que les cèl·lules de l’embrió adquireixen determinades

capacitats i perdin les altres. Les cèl·lules que conserven totes les capacitats

s’anomenen cèl·lules mare.

Tot el procés el controlen els gens del desenvolupament. Algunes teories postulen que

tots els canvis morfològics en evolució es deuen als canvis en els gens del

desenvolupament.

Fonamentalment hi ha dos tipus de gens: gens estructurals que codifiquen la

construcció de proteïnes que passen a formar part d’alguna estructura i gens

reguladors que controlen –a través de proteïnes intermediàries- l’activitat d’altres

gens. Una mutació en un gen regulador pot significar l’alteració simultània de molts

caràcters.

Els gens Hox són un grup de gens reguladors que controlen el desenvolupament

embrionari de tots els organismes multicel·lulars des dels primers estadis. Tenen una

seqüència de nucleòtids que indica a les cèl·lules on s’han de situar al llarg de l’eix de

l’embrió. El més curiós és que aquests gens reguladors han estat units en el mateix

cromosoma i en el mateix ordre durant centenars de milions d’anys en espècies tan

diferents com una mosca o un ocell. El fet que tots els insectes tinguin 6 potes i els

mamífers 4 té a veure amb canvis en aquests gens reguladors.

La biologia evolutiva de desenvolupament (evolutionary developmental biology) busca els

mecanismes de desenvolupament que donen origen a canvis evolutius en els fenotips

dels individus i està portant a una convergència o unificació de les diverses teories de

l’evolució.