¿Donde estamos? ¿A dónde vamos? ¿De dónde vinimos? Estas son algunas de las grandes incógnitas que todos buscamos responder. Hasta ahora, los seres humanos hemos generalmente pensado que todo lo que nos rodea esta aquí para nosotros, llegamos a creer que el universo fue creado para nosotros y que todos sus elementos eran como nosotros, con dioses que compartían nuestras emociones y que lo regían de acuerdo a sus gustos personales. Con el tiempo, los hechos nos han demostrado que esto no es así, la naturaleza no es emocional ni racional, para ella nosotros representamos una parte muy pequeña en toda su inmensidad y complejidad.

Desde el inicio de la ciencia, ésta ha enfrentado paradigmas; grandes pensadores se atrevieron a romper paradigmas y a generar un cambio en el pensamiento humano. A lo largo de la historia, hacer ciencia ha sido una tarea difícil por la interpretación de los eventos del universo y del pensamiento humano. La ciencia se desarrolla usando los cinco sentidos, aunque el ser humano, en comparación con otras especies, no los tenga tan desarrollados. Para suplir esta falta, hemos desarrollado herramientas, instrumentos cada vez más complejos.

Hacer ciencia también significa luchar contra nuestros prejuicios y condicionamientos, es necesario cuestionar lo que nuestros sentidos nos dicen y no dejarnos llevar por la opinión de la mayoría de la gente. Es por ello que para hacer ciencia hay que saber ver, y quienes educamos debemos educar para ver. Esta forma de ver la educación y la ciencia necesita interiorizarse en América Latina pues nuestra contribución al conocimiento científico es mínima.

A lo largo del tiempo, la ciencia en el mundo ha avanzado con pasos de gigante; grandes científicos como Copérnico, Kepler, Galileo, Newton, La Condamine, von Humbolt, Darwin, Wallace, Pierre y Marie Curie, Mendeleiev, Watson y Crick; aprendieron a ver y a cuestionar los diferentes paradigmas de la sociedad de aquel tiempo, realizando experimentos e investigaciones que generaron respuestas importantes que han marcado la evolución cultural del ser humano.

El universo evolucionó mucho tiempo antes que la vida, desde el momento del “big bang” hace 13.200 millones de años, pero desde su creación se sentaron ya las bases para la vida con la formación de las partículas subatómicas primero, y luego de los átomos. Todavía nos queda mucho por entender de este inicio. En la historia del universo, la vida solo ocupa un pequeño periodo, pero ese tiempo ha sido suficiente para que la evolución biológica actúe creando formas hermosamente complejas, como las bacterias, las plantas, los seres humanos. Somos parte de esa evolución, una pequeña parte; la ciencia nos ha enseñado nuestra condición limitada, finita, ha roto el paradigma del antropocentrismo y, al enseñárnoslo, nos permite también dar un giro a nuestras actitudes y comportamientos para asegurar la conservación de la vida en nuestro planeta. Todo lo visto, desde lo macro hasta lo micro en el universo, es evolución. El Ecuador tiene el mejor laboratorio del mundo para estudiarla, es necesario que despertemos nuestra mente y la abramos al conocimiento, porque en el universo todavía hay muchas cosas por descubrir.

Diana Burbano
MS. Ecología USFQ1

Darwin fue un hombre creacionista, nacido en Inglaterra el 2 de febrero de 1809, el viaje que realizó a bordo del Beagle lo llevó a aceptar los procesos evolutivos que se habían dado en el mundo. Es reconocido por su teoría de la evolución y con su libro “El Origen de las Especies” publicado hace 150 años, liberó a la mente humana de perspectivas equivocadas.

Los seres vivos no son seres fijos, van cambiando a lo largo del tiempo geológico medido en cientos de miles de años; se transforman. En el día a día del tiempo ecológico, sobreviven los más aptos frente a los rigores de la naturaleza y dejan descendencia con iguales características. Esta reproducción diferencial entre los individuos de una población es el motor de la evolución de las especies.

¿Quién fue Charles Darwin?

Naturalista de nacimiento, de gran capacidad retentiva y buen observador; creció en una familia anglicana conservadora. Entró a estudiar medicina en la Universidad de Edimburgo pero se retiró y entró a estudiar Teología en la Universidad de Cambridge.

En 1826 participó en eventos científicos donde conoció la obra de Lamarck quien hablaba de las trasformaciones fisiológicas de los animales por el uso continuo de sus órganos. Tuvo la influencia proto-evolucionista de su abuelo Erasmo Darwin, y de William Paley, John Henslow y Alexander Von Humbolt quiénes impulsaron su conocimiento en la ciencia natural, y lo motivaron a ser un buen observador y un riguroso y meticuloso coleccionista de flora y fauna.

Su viaje en el H.M.S. Beagle lo emprendió a los 22 años en 1831, y durante cinco años recorrió varias partes del mundo (64.000 km), llegando a las Islas Galápagos. Sus observaciones y estudios en este archipiélago lo convirtieron en evolucionista, reconociendo ese momento como su verdadero nacimiento. Durante el viaje comienza su pasión por la biología, colecciona muestras de flora y fauna que hoy en día se encuentran bien conservadas en museos de Inglaterra.

Durante su recorrido por los distintos lugares visitados encontró fósiles de organismos similares a los vivientes y es ahí cuando empezó a pensar en la similitud entre las especies de los diferentes lugares. Llegó a las Islas Galápagos el 15 de octubre de 1835 y permaneció allí durante 32 días recorriendo las diferentes islas. En su recorrido observó especies únicas, que no eran iguales entre sí, pero bastante parecidas. Colectó 26 especies de pájaros que no se habían colectados antes, en sus escritos recalcó el hecho de que las características que presentaban las especies de flora y fauna de estas islas eran muy diferentes a las de especies descritas en las zonas tropicales.

¿Como llegó a formular su teoría de evolución?

Darwin y otros miembros de la tripulación del Beagle colectaron pinzones de diferentes islas; Darwin observó que los pinzones de islas diferentes tenían picos de forma y tamaño diferentes, entonces pensó en la selección óptima para alimentación (semillas) según la estacionalidad del lugar.

Darwin no encontró representantes de ranas ni sapos en las islas, pero sí iguanas terrestres y acuáticas que mostraban diferencias entre sí y que, al contrario de los anfibios, podían sobrevivir a la salinidad. En cada isla también encontró tortugas con características que diferían entre sí, cada lugar presentaba su propia variedad, observó los carapachos y supo que estos diferían entre las poblaciones de cada isla. Coleccionó conchas (moluscos bivalvos) y también se dio cuenta de que éstas diferían de los otros lugares conocidos. No encontró muchos insectos en las islas. Describió 193 plantas de las 225 que se conocen y de éstas determinó que 100 existían sólo en el archipiélago. En resumen, Darwin supo que las Galápagos mostraban una inmensa y única diversidad de especies con nuevas formas y variedades.

Durante su estadía empezó a analizar los posibles mecanismos de colonización de las islas por parte de individuos del continente, comenzando a elaborar sus ideas sobre evolución.

A su regreso publicó algunos tratados de zoología con base en la información que colectó en su viaje a bordo del Beagle; en 1837 hizo el borrador de la teoría de la evolución de las especies llamado “Transmutación de las Especies”. En 1855 leyó un artículo escrito por Alfred R. Wallace sobre “La ley que ha regulado la aparición de las nuevas especies” que, en esencia, era su propia teoría de la evolución por selección natural. En 1858 Darwin y Wallace revisaron juntos sus estudios y presentaron en la Linnean Society su teoría.

El 24 de Noviembre del 1859, Darwin publicó el libro “Sobre el origen de las especies a través de la selección natural” que se agotó rápidamente. Hubo críticas fuertes en contra, pero en 1860 quince científicos naturalistas le apoyaron y con el tiempo consiguió cada vez más aceptación para su teoría. Durante el resto de su vida hizo seis ediciones del libro y solo en la sexta publicación utiliza la palabra evolución para referirse a la “descendencia con modificación” de la cual hablaba en las versiones anteriores. En 1871 publicó “La ascendencia humana y la selección sexual”, un libro más sólido en sus ideas, donde propuso que toda la transformación humana se debe a la fuerza de la competencia “macho contra macho” por dominar y mantener su descendencia, y de la hembra por elegir a la mejor pareja.

Darwin murió en Inglaterra a la edad de 70 años en 1882, y fue enterrado con honores en Westminster junto a reyes y a Isaac Newton, otra de las grandes mentes de la humanidad.

Diana Burbano
MS. Ecología USFQ

La teoría de la evolución se refiere a los mecanismos y procesos de cómo ocurre la evolución biológica. Esta teoría incluye sub-teorías que se analizan a continuación.

1. Teoría Básica (las especies no son inmutables, la vida cambia en el tiempo y espacio)

Charles Darwin fue un excelente observador con una gran capacidad de reflexión. Durante su viaje en el Beagle registró varios tipos de evidencia (de especies vivas y fósiles) que le llevaron a la idea de que las especies cambian en el tiempo y el espacio. Cuando Darwin llegó a Galápagos, se dio cuenta del cambio de las especies, observando que las islas diferían entre sí, y que en cada una se presentaban diferentes especies de tortugas, reconocidas por sus diferentes caparazones. Estas ideas fueron luego sustentadas con las observaciones que hizo de procesos de selección artificial.

2. Teoría del ancestro común (todos los seres que viven en el planta comparten un ancestro común)

Con base en sus observaciones, Darwin propuso que todos los seres vivos comparten un ancestro común, una forma de vida original y más simple. Darwin hipotetizó que las especies actuales que son más similares, entre sí, tienen ancestros comunes más cercanos en el tiempo que aquellas que difieren en más características. Hoy en día, gracias a la genética molecular tenemos todavía más evidencia de ese ancestro común pues todas las especies de seres vivos compartimos el mismo código genético.
Una prueba fehaciente del ancestro común son las homologías, estructuras que externamente tienen funciones diferentes, pero que tienen el mismo origen ontogenético y el mismo patrón básico de diseño. Las alas de los murciélagos, las patas de los tapires, las aletas de los delfines y los brazos de los primates son ejemplos de homologías.

3. Teoría del Gradualismo (la evolución no da saltos, es gradual, continua)

El principio Darwiniano del gradualismo dice que la evolución no da saltos. La transformación de una especie en otra es en gran parte el resultado de la acción lenta y continua de la selección natural por lo cual se espera que existan formas intermedias entre la especie ancestral y la nueva especie. Sin embargo, en el registro fósil las formas intermedias son escasas. Esta aparente escasez ya fue notada y explicada por Darwin, quien la atribuyó a que los cambios, si bien son lentos en el tiempo ecológico, no lo son en el tiempo geológico que es el que se considera al analizar el registro fósil. Niles Eldredge y Stephen Jay Gould, hablaron sobre la teoría del equilibrio puntuado, en la que proponían que la evolución posiblemente no es gradual. Su teoría dice que las especies pasan mayor tiempo en estado de estásis (sin cambio), pasando por espacios repentinos de evolución muy rápida. Hoy en día, existe un consenso en que no hay una diferencia de fondo entre el gradualismo de Darwin y la teoría puntuada de Eldredge y Gould, pues los dos modelos se aplican a diferentes escalas de tiempo.

4. Teoría de la selección natural (principal mecanismo responsable de la evolución)

La teoría de la selección natural probablemente es la más conocida y confirmada. La selección natural se fundamenta en la variación natural en las poblaciones y en que parte de esta variabilidad individual es heredada. Darwin se dio cuenta de que existe un exceso en la producción de descendencia en cada población, pero que los recursos (espacio, alimento, etc.) son limitados. Se produce así una lucha por la sobrevivencia, una competencia entre los individuos de la población por los recursos limitados; en esta competencia quien capte mayores recursos de manera eficiente será el que sobreviva, se reproduzca y pase sus características a la siguiente generación.
Como consecuencia de esta competencia, entonces, hay una sobrevivencia y reproducción diferenciada, que es la selección natural. La acción de la selección natural a lo largo de las generaciones determina que se desarrollen poblaciones cuyos individuos estén mejor adaptados al medio; sin embargo, si el ambiente cambia, es posible que las características que antes eran adaptaciones, ya no lo sean en el nuevo ambiente.
Dependiendo de cuáles sean los fenotipos favorecidos por la selección natural, esta se clasifica como: Selección Estabilizadora, típica de ambientes estables, favorece a los fenotipos promedio en la población; Selección Direccional, favorece a uno de los extremos del fenotipo en la población, y Selección Disruptiva, favorece a los dos extremos del fenotipo y actúa en contra de los fenotipos promedio, este tipo de selección produce poblaciones polimórficas (con varias formas para una característica).
La selección natural produce adaptación y diversificación; la radiación adaptativa, un proceso por el cual se forman nuevas especies a partir de una especie ancestral cuyas poblaciones ocupan ambientes distintos y que, al estar sometidas a diferentes presiones de selección, divergen entre sí hasta convertirse en nuevas especies, es un ejemplo de ello.
Darwin también se refirió a un tipo de selección especial que es parte de la selección natural: la Selección Sexual que explica por qué evolucionaron algunas características que tienen ciertos animales y que pueden incluso afectar negativamente a su sobrevivencia, como en el caso de las aves que tienen cola muy larga o colores muy llamativos. Darwin propuso que estas características evolucionaron porque incrementan el número de parejas que los individuos pueden conseguir. En la selección sexual, las hembras seleccionan a los machos, lo que origina la competencia entre ellos por llamar la atención de las hembras, esta competencia es demostrativa de las características que poseen y las hembras seleccionaran las mejores.

¿Cuál es el papel del azar en la evolución?

Las catástrofes ambientales pueden producir cuellos de botella poblacionales en los cuales solo unos pocos individuos de la población original sobreviven. Estos pocos individuos, por ley de probabilidades, tendrán solo una parte de la diversidad genética de la población original. En esta población reducida, la acción de la deriva génica (los cambios al azar en las frecuencias de los alelos en la población) es más fuerte y puede ocasionar la pérdida de aun más variabilidad. El efecto fundador, que se da cuando un grupo pequeño de la población se establece en otro lugar, también es un fenómeno que produce poblaciones pequeñas con variabilidad genética reducida en las cuales puede actuar con más fuerza la deriva génica – el azar – como mecanismo de evolución.

5. Teoría de la Especiación

¿Cómo se originan las especies?

El aislamiento reproductivo entre dos poblaciones de una misma especie es la base de la especiación. Darwin habló muy poco sobre la especiación, fue el biólogo Ernst Mayer, quien habló sobre la separación gradual entre dos poblaciones de una misma especie y su aislamiento reproductivo. La especiación puede ser alopátrica o por separación geográfica y simpátrica – sin separación geográfica, o parapátrica (semi-geográfica).

La especiación alopátrica se da cuando existen barreras geográficas que inicialmente impiden el flujo de genes entre dos poblaciones de una misma especie. Estas barreras pueden ser un río, una montaña, etc. Una vez que las poblaciones están separadas geográficamente, se da un proceso gradual de divergencia conforme cada una se ve afectada por diferentes presiones de selección natural y por la deriva génica.

La especiación simpátrica ocurre sin separación geográfica y puede tomar pocas generaciones. Esta especiación se basa en la aparición de mutaciones que producen el aislamiento reproductivo de algunos individuos de la población; entre estas mutaciones están las poliploidías (importantes en la especiación de plantas) y otras mutaciones cromosómicas. La selección disruptiva es un factor de especiación simpátrica y parapátrica

Diana Burbano
MS. Ecología USFQ

Figura 1. Ninfa de efímera (Ephemeroptera). Foto. P.L. Peckarsky.

Entre los invertebrados acuáticos existen varios tipos de insectos, que son organismos que se caracterizan por su exoesqueleto de quitina, sus tres pares de patas y dos pares de alas (a excepción de los Dípteros que solo tienen un par). Los insectos son organismos que han sido muy exitosos y han invadido casi todos los ecosistemas en el planeta Tierra. Se calcula que hay aproximadamente 10 millones de especies de insectos en el planeta. Sin embargo, hasta ahora solo se han descrito aproximadamente 800.00 especies. Todavía nos falta mucho por estudiar y entender sobre la taxonomía de los insectos y también sobre su rol en los ecosistemas.

Los insectos acuáticos son organismos que pasan al menos un estadío de su vida en el agua (Fig. 2a y b). En la mayoría de grupos acuáticos, los estadíos de huevo, larva y pupa son acuáticos, mientras el estadío adulto es volador. Sin embargo, hay algunos grupos en los que todos los estadíos son acuáticos. Los órdenes más conocidos de insectos que se consideran acuáticos son: Efímeras (Ephemeroptera), Moscas de la piedra (Plecoptera), Libélulas (Odonata), Moscas de bolsa (Trichoptera), algunos moscas y mosquitos (Diptera), perros de agua (Megaloptera), algunos escarabajos de agua (Coleoptera) y algunos chinches de agua (Hemiptera).

Figura 2a. Larva acuática de Trichoptera; b. Adulto de Trichoptera. Fotos B.L. Peckarsky

Los insectos acuáticos se consideran organismos con “ciclos de vida complejos” porque durante su desarrollo pasan parte de su vida en ambientes acuáticos y parte de su vida en ambiente terrestre. Los insectos acuáticos presentan adaptaciones y estrategias de vida singulares debido a estos cambios de ambiente durante la ontogenia. Aquí presentamos ejemplos de estrategias de vida interesantes de algunos grupos de insectos acuáticos.

Las Libélulas, en su estadío de huevo y larva (nifa) son acuáticas y en su estadío adulto son terrestres. Los machos adultos son extremandamente territoriales y defienden el territorio para capturar a las hembras y para proteger lugares especiales en el río o en lagunas para oviposición de las hembras. Justo un poco antes de la cópula, el macho traslada su esperma desde la genitalia hacia un segundo receptáculo de esperma en el lado ventral del segundo segmento abdominal. Luego el macho agarra a la hembra de la cabeza con sus fórceps y obliga a la hembra a doblar su genitalia hasta topar el segundo segmento abdominal del macho y ahí se da la cópula (Fig. 3). Después de la cópula, el macho sigue sosteniendo a la hembra del torax o la cabeza, esta posición se llama “tandem” y le acompaña a la hembra durante la oviposición para asegurar la paternidad de la descendencia.

Figura 3. Libélulas en posición de cópula. Foto E. Suárez.

En las Efímeras, los huevos y las ninfas son acuáticas y los adultos son voladores. Debido a que las efímeras viven muy poco tiempo en su estadío adulto (de 1 a 3 días), necesitan regresar al agua a dejar sus huevos inmediatamente después de la cópula. Regresar al agua puede traer varios riesgos y costos, como predación de las hembras adultas por aves o peces, o por otro lado mortalidad de los huevos que son depositados en hábitats subóptimos. Debido a esto las distintas especies tienen diferentes estrategias para ovipositar los huevos en el agua para maximizar su eficiencia reproductiva (o fitness). Algunas lanzan los huevos desde el aire, otras se asientan en el río y se dejan llevar río abajo, otras hunden el abdomen en el agua rápida y ligeramente, botando pocos huevos en cada inmersión, otras aterrizan en piedras para luego entrar en el agua en medio de una corriente rápida y fuerte (Fig. 4).

Figura 4. Tipos de ovipositión de Efímeras. Tomado de Encalada and Perckarsky 2008.

Los insectos y otros organismos que habitan en ecosistemas acuáticos, tienen un rol importante en el mantenimiento y la integridad de estos ecosistemas (Fig. 5). Es necesario que se realicen más estudios de las historias de vida y la ecología de estos organismos para entender su rol en estos ecosistemas. El agua, es un bien y un recurso vital para todos los seres vivos, pero además es un ecosistema y si queremos utilizarlo a futuro debemos empezar a tratarlo como tal y usarlo de una manera sustentable.

Fig. 5 Riachuelo prístino en Maquipucuna, Ecuador. Foto A.C. Encalada

Andrea Encalada, Ph.D.
Directora del Laboratorio de Ecología Acuática, USFQ

Las aves son uno de los grupos animales más atractivos para el ser humano. Su capacidad de vuelo, su majestuosidad en el aire, sus colores y cantos nos han impresionado desde hace miles de años. A lo largo de la historia humana hemos deseado volar como las aves e historias como la del desafortunado Ícaro son comunes en leyendas. Nuestros primeros intentos para volar con maquinas fueron basados en las aves, así el famoso científico y artista Leonardo Da Vinci ideó un aparato volador basado en su anatomía. Los aviones actuales tienen muchos principios estructurales que derivan de estudios de la aerodinámica de las aves.

Para entender a las aves y sobre todo su exquisita capacidad de vuelo y maniobra, sin embargo no basta solo con observarlas sino que debemos conocer sobre su evolución! Para esto en esta presentación discutiremos sobre: ¿cuál es el origen de las aves? y ¿cómo evoluciono el vuelo?

Para responder a estas preguntas tenemos que retroceder en el tiempo, unos 150 millones de años atrás hasta el período Jurasico. Para tener una idea de las condiciones que tenia el planeta Tierra en ese período, debemos saber que los continentes no tenían ni la forma ni la ubicación actual. Por el contrario, todos se encontraban mucho más unidos; América del Norte y Europa formaban una sola masa de tierra separada de Asia por una serie de pequeños mares, los mismos que dividían a Asia en islas de variado tamaño, siendo la más grande aquella correspondiente a los actuales territorios de Rusia Oriental, Mongolia y China. Por otro lado, África y América del Sur estaban fusionadas y junto al subcontinente Indio se encontraban muy cerca al Polo Sur. La vegetación del período Jurásico carecía de plantas con flor y estaba dominada por plantas del grupo de las Coníferas, es decir plantas relacionadas con los pinos y cipreses. Entre los animales, los seres dominantes del paisaje Jurásico eran imponentes reptiles gigantes, entre los que se contaban diferentes grupos como los Pterosauiros (reptiles voladores), Plesiosaurios (reptiles acuáticos) y sobre todo los famosos Dinosaurios. Es importante, tener claro que no todos los reptiles de épocas prehistóricas eran Dinosaurios. xistían varios tipos diferentes de dinosaurios en el Jurásico, como por ejemplo los Dinosaurios Saurópodos caracterizados por su tamaño gigantesco, patas como de elefante y cuellos largos que culminaban en una cabeza pequeña. Otro grupo, fundamental para el entendimiento de la evolución de las aves, es el de los Dinosaurios Terópodos entre los que estaba el famoso Tyrannosaurus rex.

Los Dinosaurios Terópodos se caracterizaban por: (1) ser en su mayoría carnívoros; (2) caminar sobre las dos patas posteriores (bipedalía) las cuales terminaban en tres dedos caminadores dirigidos hacia adelante; (3) poseer una estructura ósea llamada fúrcula, que era un hueso formado por la fusión de las clavículas; (4) tener huesos huecos llenos de aire; (5) exhibir cuidado parental y colocar sus huevos en nidos. Si reflexionamos a cerca de estas características mencionadas para los Dinosaurios Terópodos y las comparamos con las de las aves actuales, podemos darnos cuenta que son iguales! Las aves caminan sobre sus dos patas posteriores pues las delanteras están modificadas en forma de alas y usualmente tienen tres dedos dirigidos hacia adelante; la fúrcula, a pesar de su nombre, es más fácil reconocer si la llamamos por su nombre común: el hueso de la suerte, el mismo que se encuentra en la pechuga de los pollos y que se utiliza para pedir deseos; los huesos de las aves también son huecos; y las aves hacen nidos y cuidan de sus polluelos.

Las similitudes entre las aves y los dinosaurios terópodos fueron estudiadas y propuestas por primera vez a mediados de los 1800 por el científico británico Thomas Henry Huxley, conocido también como “el Bulldog de Darwin” por su constante apoyo a la Teoría de la Evolución formulada por Charles Darwin y Alfred Russel Wallace. Al inicio la propuesta de Huxley sobre el origen dinosaurio de las aves tuvo poco apoyo entre otras razones porque los dinosaurios eran concebidos como animales de sangre fría y sobre todo porque se carecía de fósiles de transición, es decir fósiles que tengan características intermedias tanto de dinosaurios como de aves. Sin embargo, pocos años después se descubrió a la especie que constituiría la prueba fundamental de que la teoría del origen dinosaurio de las aves era correcta, Archaeopteryx lithographica. Esta especie fue descrita en 1861 y existen varios fosiles colectados en diferentes localidades de Europa. Se calcula que Archaeopteryx vivió hace unos 150 a 145 millones de años, durante el período Jurásico. Era un animal de pequeño tamaño, apenas más grande que el pie de un humano. Lo fundamental de esta especie es que tenía características mezcladas de dinosaurio y de ave. Por ejemplo, al igual que las aves tenía plumas asimétricas, es decir adaptadas para el vuelo, garras curvas en las patas y carecía de músculos supracoracoides (en el hombro). Pero al igual que los dinosaurios tenía mandíbulas con dientes, una garra retráctil en el segundo dedo (similar a la garra del temible Velociraptor de la película Jurassic Park) y poseía una cola larga totalmente con huesos. Si comparamos a Archaeopteryx con un ave actual, aún se observan muchas diferencias, una de las principales la falta de la quilla que es una extensión perpendicular del esternón donde en las aves actuales se insertan los músculos del vuelo.

A pesar de la claridad de Archaeopteryx como un fosil de transición entre los dinosaurios tetrápodos y las aves, aún existen muchas personas (especialmente detractores de la Teoría-Ley de la Evolución) que no aceptan el origen dinosaurio de las aves. Pero en los últimos años, cualquier posible duda ha sido subsanada y contestada con los impresionantes descubrimientos realizados en Asia (principalmente China y Mongolia) de los famosos Dinosaurios Emplumados! Cientos de cientos de fósiles de dinosaurios tetrápodos que poseen plumas y donde se puede observar toda la gama de adaptaciones previas al desarrollo del vuelo y que dieron origen a las aves actuales. Descubrimientos como el de la especie emplumada Sinornithosaurus no dejan lugar a duda de que las aves son dinosaurios. Y en muchos casos incluso tenemos que replantear nuestra forma de ver a los dinosaurios, pues incluso Velociraptor se cree que tenia al menos partes del cuerpo (principalmente los brazos) cubiertos de plumas, totalmente diferente a la versión de Jurassic Park.

Teniendo en cuenta esta amplia gama de fósiles transicionales que confirman el origen dinosaurio de las aves, es importante darnos cuanta que las plumas existían previas al aparecimiento del vuelo. Por lo tanto, es necesario preguntarnos, ¿porqué surgieron las plumas? La hipótesis más soportada como respuesta a esta pregunta es que las plumas surgieron como modificaciones de las escamas de los dinosaurios para mejorar sus capacidades de regulación y aislamiento térmicos. Luego de que se originaron las plumas, el vuelo surgió posiblemente en dinosaurios corredores y saltadores que perseguían a sus presas y que subían a los árboles para planear de rama en rama, lo cual eventualmente generó el vuelo con aleteos poderosos que exhiben las aves actuales.

Las aves fueron un grupo tan exitoso evolutivamente, que en poco tiempo geológico luego de su aparecimiento se diversificaron ampliamente y cerca de 20 o 30 millones de años después de la existencia de Archaeopteryx, ya se podían encontrar aves muy similares a las actuales como Confuciusornis, encontrado en China. La presencia de plumas fue la clave de la supervivencia de las aves, el único grupo de dinosaurios que ha llegado a nuestros días. Gracias a ellas pudieron conquistar el nicho aéreo previamente reservado únicamente para los reptiles voladores Pterosaurios.

Las plumas de las aves, que desde Archaeopteryx tenían ya una estructura muy similar a la actual, les han permitido adaptarse a diferentes tipos de clima por su importancia en la regulación térmica; les dan protección a la piel evitando el acceso directo del viento, agua, etc.; crean una superficie aerodinámica adecuada para el vuelo; y tienen importantes funciones por los patrones de forma y coloración, camuflaje y exhibición durante danzas reproductivas.

Las aves sin lugar a dudas son uno de los mejores ejemplos y prueba fehaciente de que la Evolución es un proceso natural real y soportado por pruebas científicas claras y reales.

Diego F. Cisneros-Heredia, MSc.
Profesor del Colegio de Ciencias Biológicas, USFQ

¿Porqué hay tantas especies en Ecuador? ¿Cómo se desarrollan las nuevas especies? ¿A través de qué procesos aparecen nuevas especies? ¿Cómo se ha mantenido la diversidad en la naturaleza y cuales son nuestras responsabilidades como humanos para el futuro del planeta?

El Ecuador ocupa el cuarto puesto en el mundo entre los países de megadiversidad en términos de número de especies de vertebrados terrestres, después de Colombia, Brasil e Indonesia. Estas comparaciones las hemos realizado usando los números de anfibios, reptiles, aves y mamíferos porque se consideran los únicos confiables; hemos estudiado más a ellos que a los otros grupos de organismos y hemos llegado a la conclusión que nuestra documentación de estos animales relativamente grandes son estables y fieles a la verdad. Los países de Colombia, Brasil e Indonesia son mucho más grandes que el Ecuador y resulta que este país tiene la mayor densidad de especies del mundo, sin competencia.

En general, podemos decir que hay una concentración de especies en los trópicos. Con casi cualquier linaje de organismos, se puede comparar el número de especies desde los polos hacia la línea equinoccial por cada región latitudinal y se ve una progresión que termina con el máximo número en las regiones cálidas. Tenemos una serie de explicaciones que empieza con la estabilidad a través del tiempo. Un clima sin muchos retos para la vida en general provee una situación compatible con la supervivencia y éxito. El continente en general ha tenido una posición tropical/templada durante toda su trayectoria desde la ruptura con lo que es ahora África durante cientos de millones de años.

Durante las glaciaciones del Pleistoceno, la Amazonía nunca estuvo cubierta con hielo; la flora y fauna aquí no sufrió una eliminación prácticamente completa como ha ocurrido en las zonas polares y templadas durante miles de años. Aunque los ecosistemas si cambiaron durante esos episodios, siempre se mantuvo un clima compatible con la vida; por lo tanto, indudablemente algunas especies de las latitudes más altas migraron hacia los trópicos. En el corto plazo, la falta de estaciones con temperaturas bajas cuando se congela el agua significa más estabilidad durante todo el ciclo anual de crecimiento y reproducción sin interrupciones por un invierno; entonces puede haber actividad y productividad a lo largo del año entero, más productividad ciertamente puede mantener más individuos y posiblemente, más especies.

Los científicos están de acuerdo que la separación de poblaciones de cualquier tipo de organismo puede provocar diferenciación. Básicamente este proceso se conoce como la producción de especies en aislamiento, y esto ha sido el resultado de cambios en las facciones del planeta. La separación de Sudamérica de África hace 100 millones de años, fue un evento que produjo esta situación en una escala muy grande, explicando la diferencia entre la flora y fauna entre estos dos continentes, a pesar de haber estado conectados anteriormente durante mucho tiempo. Después de una separación así, los organismos que viven en los dos lados ya no tienen la posibilidad de compartir sus genes y a través del tiempo, con diferentes presiones, algo de divergencias ocurren; con suficiente tiempo, estas divergencias llegan a ser manifestadas como especies diferentes o nuevas, ciertamente, una barrera como el Océano Atlántico es eficaz en bloquear los movimientos de muchas especies terrestres. De igual forma, el crecimiento de los Andes como un muro durante los últimos 20 millones de años impidió los intercambios entre las especies del Oriente y el Occidente y resultó en la diversificación de muchos linajes de organismos.

El país tiene mucho relieve y por lo tanto, muchas zonas con diferentes climas y hábitats. Esta situación significa muchas oportunidades biológicas y ecológicas. Los organismos han pasado los milenios explotando los recursos disponibles para llegar a especializarse en las condiciones de cada región y en cada zona de transición entre las regiones tan reconocidas como el Oriente, la Sierra y la Costa.

El Oriente en particular mantiene una concentración de biodiversidad aún más alta que el resto del país. Se pueden aplicar algunas explicaciones a este fenómeno. Una bastante simple es la disponibilidad de agua durante el año entero; lo que llamamos el “líquido vital” merece este apodo por ser tan fundamental en todos los procesos de la vida, no hay retos o escasez en este sentido; la vida es más fácil. De todas maneras, durante el Pleistoceno, esto cambió algunas veces, la selva amazónica, en su gran mayoría, se convirtió por falta de agua, en algunas regiones, en pastizales extensos durante miles de años. Algunas islas de bosque tropical sobrevivieron en las partes más húmedas de la cuenca, como es la zona del Napo. Estas manchas de hábitat fueron refugios para las especies del bosque sin duda, pero también eran lugares en aislamiento donde los habitantes, por separación, no compartían sus genes y como en el caso de la separación de los continentes, la divergencia era el producto para muchos organismos. Al repetir este proceso a través de las varias Edades de Hielo, la Amazonía funcionó como un multiplicador de especies.

La producción de nuevas especies puede ser el producto de especialización en una escala mucho menor a lo que hemos visto hasta ahora; la competencia puede proveer la presión que empuja el proceso. Con la separación de una población entre el dosel de un bosque y el suelo o entre las hojas y la corteza de un árbol, podemos tener suficiente separación para producir nuevas especies. En un ecosistema con tanta variabilidad a nivel de microhábitats, esto parece ser exactamente lo que pasó, pero miles y miles de veces durante millones de años. La posibilidad de divergencia en varias direcciones se ilustra con cualquier cantidad de plantas o animales.

A la final, hemos documentado la presencia de más de mil especies de plantas en cada hectárea de Yasuní, con más de 2000 especies de árboles en total y más de 1000 especies de vertebrados en la región. Se estima un total de 100,000 especies de insectos en cada hectárea y millones en toda Amazonía. Conociendo estos datos, es fácil darse cuenta de que cualquier impacto en esta región afecta a más especies de lo que esto haría en cualquier otro sitio en el faz de la Tierra. ¿Tenemos alguna responsabilidad ante la humanidad y la naturaleza para salvaguardar esta riqueza? ¿Si no podemos justificar proteger el sitio más diverso sobre el planeta, que podemos esperar en el futuro para el ambiente y la naturaleza en general?

Kelly Swing, Ph.D.
Co-director de las Estación de Biodiversidad Tiputini
Profesor de Ecología, USFQ

Una de las ramas de la Biología es el estudio de la Evolución de los seres vivos.  Esta ciencia nos dice que los seres humanos evolucionamos de un ancestro común que lo compartimos con los todos los primates.  Nuestros parientes vivos más cercanos son los chimpancés, bonobos, gorilas y orangutanes.  Existe amplia evidencia que sugiere que nuestro origen sale del África.

Un linaje es la secuencia de generación tras generación de individuos de una misma especie.  Así como en un árbol genealógico, yo puedo regresar en el tiempo para ver mis orígenes, en un árbol filogenético, puedo ver como un linaje se relaciona con otro.   Por lo tanto yo no puedo decir que salí de mi madre o mi abuela, pero si puedo indicar que provengo de una secuencia de parientes.  También puedo ver con quien comparto ancestros y qué ancestros son más recientes.

Los cambios evolutivos no son inmediatos y no todos perduran.  Solo los que son validados por la selección natural permanecen.  En las especies pluricelulares y complejas como nosotros, los cambios grandes se podrán ver luego de miles o millones de años cuando muchos rasgos se acumulan.

La idea de especie no es muy obvia.   Por ejemplo la col de Bruselas, la col morada, la col china, el brócoli y la coliflor son todas variedades de la misma especie (Brassica oleracea).  Todos las razas de perros que conocemos son manipulaciones hechas por el hombre a partir de la especie Canis familiaris.  Si los humanos podemos manipular artificialmente a plantas, animales y bacterias para nuestro uso, más aun puede la naturaleza.   El ambiente es una fuerza poderosa que va puliendo a los seres vivos por medio del ambiente.  Si respondemos a los cambios, nos adaptamos y sobrevivimos.  De lo contrario, nos morimos y si esto afecta a todos los individuos de una misma especie, ésta se extingue.   Por lo tanto las extinciones son procesos naturales y una evidencia más de que la vida evoluciona, es decir cambia.

Desde este paradigma, todos los seres vivos podemos regresar en el tiempo y el espacio y encontrar un origen conjunto.   Todos tenemos como ancestro común a las bacterias que sin lugar a dudas son los seres más exitosos evolutivamente hablando.

Nuestro origen se remonta a un grupo muy reducido de homínidos que sobrevivió a una de las últimas glaciaciones.  Su cerebro grande les dotó de una habilidad muy especial para cazar y sobre todo para desarrollar lenguaje.  Antes de nosotros surgieron algunos homínidos parecidos (hombre de Cromangnion, Hombre de Nenderthal), pero nosotros fuimos lo suficientemente astutos como para competir con ellos y llevarlos a la extinción.

Dentro de la célula existen unos organelos llamados mitocondrias.  Se cree que algunas veces fueron bacterias que evolucionaron la capacidad de usar el oxígeno para romper las moléculas de azúcar y otros compuestos energéticos para liberar energía.   Por esta razón, las mitocondrias tienen su propia ADN.  Si analizamos el porcentaje de similitud del ADN mitocondrial, que sólo lo heredamos de las madres, entonces podemos hacer un mapeo de nuestros orígenes.  Así podemos ver en una presentación disponible en Internet en www.bradshawfoundation.com/journey como fue el viaje de los humanos desde el Africa hasta llegar a las Américas.  No fue un viaje fácil ni directo.  Hubo varios períodos de extinción local y retroceso del terreno ganado.

Un vistazo a nuestros parientes vivos más cercanos pone de evidencia que lo que nos une es mucho más que lo que nos separa.  Talvez la única característica única podría ser el desarrollo extremo del lenguaje.  El disfrutar del sexo, la capacidad de hacer herramientas, planear estrategias de ataque, odiar a bandos opuestos y otras características que fueron vistas como exclusivas de los humanos son compartidas dentro de un contexto moderado con los chimpancés y sobre todo con los bonobos.

Sin embargo, una característica única de nosotros es la enorme capacidad para afectar al ambiente.   En el último siglo el tamaño de la población ha crecido de tal manera que para satisfacer nuestras necesidades estamos cambiando la faz de la tierra a un paso agigantado.   No hay lugar de la Tierra que no lleve la huella de nuestra especie.  Cada minuto somos responsables como especie de la extinción de especies, del deterioro ambiental y de cambios drásticos en nuestro entorno.   Y aunque no seremos capaces de destruir la vida en el planeta, si somos sin lugar a dudas los causantes del último período de extinción masiva.

Para más información o dudas, pueden escribirme a dromo@usfq.edu.ec

La conferencia desarrolla dos grandes capítulos:

• La evolución, desde el origen de la vida, para lo cual revisa la evolución química que precede a la evolución biológica, describiendo un posible camino que llevó a la aparición de la primera célula: monómeros, polímeros, coaservados, protobiontes Þ organismo unicelular. Luego expone como la diversidad metabólica seguramente origina la diversidad de formas de vida que han habitado el planeta Tierra y que ahora las agrupamos en tres grandes dominios: Bacteria, Arquea y Eukaria. Se resalta en toda la sección que el lenguaje común de los seres vivos es el ADN, ya que es la molécula responsable de la transmisión de información de una generación a otra y la que permite que un ser vivo realice todas sus funciones.
  
  
• La biotecnología moderna, donde se resalta también que el conocimiento y manejo de la molécula del ADN ha permitido el desarrollo de este campo, así la ingeniería genética, la tecnología del ADN recombinante, los organismos genéticamente modificados reflejan este progreso. Sin embargo, la biotecnología moderna abarca otros campos como la clonación celular y terapéutica, la biorremediación, los marcadores moleculares, el desarrollo de nuevas vacunas y nuevos tratamientos que dan respuestas a varias enfermedades que aquejan al ser humano. En la actualidad el entendimiento de las plataformas ómicas: genómica, proteómica y metabolómica pretende descubrir el funcionamiento detallado de cada célula, de cada gen, para así intentar descubrir el funcionamiento armónico de un organismo el cual puede ser entendido a partir de su propia constitución y a través de su interacción con el ambiente.

Posteriormente, se exponen dos ejemplos en donde la evolución y la biotecnología moderna se conjugan para dar como resultado en el campo de la agricultura variedades vegetales mejoradas que permiten una producción más eficiente para satisfacer las necesidades alimentarias de la población humana, que se incrementa constantemente.
Finalmente se hace una reflexión basándose en el reto que tiene el ser humano en preservar y hacer un uso adecuado de los ecosistemas a su alcance: naturales, agroecosistemas, ciudades, para así permitir que los procesos evolutivos no se alteren y para que la tecnología sea utilizada inteligentemente en  búsqueda del bienestar de la vida y no solo del bienestar inmediato del ser humano.

María de Lourdes Torres, Ph. D.
Coordinadora Biotecnología, USFQ

La relación entre estos tres grandes campos de la Biología puede entenderse al hacer una revisión sobre sus orígenes y objetivos. La evolución es una característica inherente a todos los seres vivos; en su forma más simple puede ser definida como el proceso de cambio genético por el que atraviesa una población a lo largo de las generaciones. Por población entendemos a un grupo de individuos de una misma especie que comparten una misma área en un mismo tiempo. Existen varios mecanismos que producen estos cambios en las poblaciones; uno de ellos es la selección natural, propuesta por Darwin hace 150 años, y que es el resultado histórico de las interacciones de los individuos de una población con su ambiente.

Estas interacciones entre los individuos y su ambiente son el campo de estudio de la ecología. Etimológicamente la palabra ecología viene de las palabras griegas oikos, que significa casa, y logos, que significa estudio y fue propuesta por el zoólogo alemán Ernst Haeckel en 1860, apenas un año después de la primera publicación del libro en el que Darwin presentó su teoría de evolución por selección natural. Fue precisamente después de haber leído la teoría de Darwin sobre la acción de la selección natural y sobre la importancia de las interacciones entre los organismos y su ambiente (su casa), que Haeckel se dio cuenta que hacía falta una ciencia que se encargara de estudiar estas interacciones. Vemos entonces que el origen de la ecología como ciencia está directamente ligado a la evolución.

El campo de estudio de la ecología es extremadamente amplio pues el ambiente es todo lo que rodea a un individuo; en él encontramos elementos no vivos, o abióticos, como la luz, la temperatura o el suelo, que afectan la vida de un individuo de varias maneras, y elementos bióticos, todos los demás organismos vivos con los cuales el individuo comparte el área y que pueden ser de su misma especie o de especies diferentes. Todos estos elementos interactúan constantemente de varias maneras y en varios niveles y forman un sistema complejo conocido como ecosistema.

Al entender entonces los detalles, condiciones y consecuencias de las interacciones entre los organismos de una población y su ambiente, podemos conocer mejor los mecanismos que guían su evolución e incluso en cierta manera conocer la ruta que esta seguirá en el futuro si conocemos la dirección de los cambios en las características ambientales.

Si los individuos de la población no son lo suficientemente diferentes entre sí  (es decir, si la diversidad genética de la población es baja) y/o si el ambiente cambia demasiado rápido, la probabilidad de que ningún individuo en la población logre sobrevivir y reproducirse en las nuevas condiciones ambientales es alta y la población o la especie podrían extinguirse (hipótesis de la Reina Roja). La probabilidad extinción de una especie, entonces, es algo que podemos calcular con los conocimientos que tenemos en la actualidad sobre ecología y evolución.

Pero la ecología no solo nos da pistas sobre la evolución pasada y futura de las poblaciones si no que es también una herramienta indispensable para que nosotros, los seres humanos, podamos manejar sustentablemente y conservar los recursos de los cuales depende nuestra supervivencia y bienestar y que no son otra cosa que algunos de los elementos abióticos y bióticos de los ecosistemas.

Algo que es evidente es que, a lo largo de nuestra corta historia como especie hemos desarrollado una capacidad de modificar el ambiente tan grande que nos ha permitido incrementar nuestra población de una manera exponencial, similar a la de algunas especies de bacterias cuando colonizan un medio adecuado. Esta capacidad también nos ha permitido tener niveles cada vez más elevados de consumo de los recursos. Estos dos factores sumados han provocado cambios ambientales extremos a velocidades y escalas nunca antes vistas en la historia de la vida en la Tierra.

Estos cambios extremos y violentos están llevando a muchas especies a la extinción. Desde hace aprox. 300 años el número de especies extintas se ha incrementado dramáticamente. Para tratar de frenar y solucionar este problema, en los últimos 40 años se desarrolló la biología de la conservación una disciplina que se fundamente en varias ciencias y que busca proteger y restaurar la biodiversidad en la Tierra. La Biología de la Conservación identifica a especies, ecosistemas y procesos ecológicos amenazados y propone medidas tendientes a reducir los efectos de las acciones humanas y a solucionar o mitigar los problemas ambientales. Su vínculo y dependencia con la Ecología son obvios.

Para ejemplificar la importancia de la relación entre la evolución, la ecología y la conservación, revisaremos las líneas generales de la evolución de los primates, para luego analizar sus papeles ecológicos en los ecosistemas, su estado de conservación en la actualidad y las perspectivas que tenemos para el futuro de este grupo de mamíferos del cual somos parte.

Los primeros primates probablemente fueron mamíferos arborícolas pequeños que se originaron de mamíferos insectívoros hace aprox. 65 millones de años. Estos primeros primates eran nocturnos y se alimentaban de insectos y frutos que encontraban en las ramas terminales de los árboles. Estos primates ancestrales ya compartían con nosotros las principales características del orden, como la presencia de articulaciones en el hombro, las cuales hacen posible el balancearse de rama en rama, y las hábiles manos, capaces de cerrarse sobre sí mismas y de sujetar, para agarrarse de ramas y manipular comida. Los ojos de los primates están relativamente juntos en el frente de la cara. Los campos visuales superpuestos de los dos ojos mejoran la percepción tridimensional, una ventaja obvia en la locomoción arbórea. Las mejoras en  la coordinación mano-ojo también llevaron al mayor desarrollo del cerebro. Finalmente, el cuidado de los padres también parece ser esencial para crías de animales arbóreos. Los mamíferos ocupan más energía cuidando a sus crías que el resto de vertebrados y los primates están entre los padres más devotos de todos los mamíferos. Aunque los humanos no vivimos en los árboles, hemos retenido, en forma modificada, muchas de las características que evolucionaron en este medio arbóreo.

Las condiciones ambientales del hábitat de las diferentes especies de primates determinaron en buena medida su evolución y el desarrollo de las adaptaciones que podemos observar en ellas actualmente, por la acción de la selección natural. Pero también la selección sexual, los gustos de los individuos por determinadas características en la pareja, y la competencia por pareja, determinaron otras características.

Las 625 especies de primates que existen en la actualidad habitan mayoritariamente en los bosques tropicales y subtropicales del planeta, donde cumplen importantes funciones ecológicas. Algunas especies son dispersoras de semillas, varias especies incluyen insectos en su dieta por lo cual contribuyen a controlar sus poblaciones, otras especies son polinizadoras y todas son parte de las redes alimenticias de los ecosistemas como depredadores y presas.

En el Ecuador habitan 20 especies de primates, lo cual nos hace uno de los países más diversos en el mundo para este importante grupo de mamíferos; 17 de estas especies viven al este de los Andes y 4 al oeste. En la actualidad, la viabilidad de las poblaciones de estas 20 especies está seriamente amenazada por la destrucción de sus hábitats, la cacería y el tráfico de animales vivos, siendo su situación similar a la de todas las especies de primates en el mundo. Los cambios extremos que los seres humanos estamos provocando en el ambiente afectan severamente a nuestros parientes más cercanos. Estudios recientes estiman que más del 50% de todas las especies de primates están en grave riesgo de extinción y el estado de conservación del 50% restante dista mucho de ser satisfactorio. La conservación de los primates es fundamental para mantener la estructura y dinámica de los ecosistemas tropicales y es también nuestra responsabilidad ética como sus parientes evolutivos más cercanos.

Los seres humanos nos hemos constituido en un poderoso factor de cambio ambiental con lo cual estamos alterando significativamente los mecanismos y procesos evolutivos. Al explotar sin control poblaciones de plantas y animales, por ejemplo, provocamos que esas poblaciones atraviesen por cuellos de botella poblacionales. Una población que atraviesa por una catástrofe ambiental como la causada por la explotación humana, en la cual quedan solo algunos individuos que sobreviven, perderá, por ley de probabilidades, parte de la variabilidad genética que estuvo en la población original. Esta parece ser la situación de la mayoría de las especies de primates y de muchas otras especies.

Sabemos que cuando el ambiente cambia demasiado rápido en las poblaciones puede no haber suficiente variabilidad o diversidad como para responder al cambio y continuar existiendo, más todavía si estas han atravesado por cuellos de botella. ¿Qué les espera a estas especies? Es terriblemente triste y preocupante pensar que, de acuerdo a lo que conocemos sobre ecología y evolución, el destino de muchas de estas especies es la extinción en el corto y mediano plazo.

Pero el destino de nuestra especie tampoco es mejor. De lo que conocemos sobre la dinámica de poblaciones con un crecimiento exponencial, similar al que tiene la población humana en los últimos 200 años, sabemos que las poblaciones no pueden crecer indefinidamente y que llega un momento en el cual los individuos agotan los recursos del ambiente y la población disminuye drásticamente y puede extinguirse.

Es posible que todavía estemos a tiempo de cambiar nuestro destino y no pasar a la historia como una de las especies que menos tiempo estuvo sobre la Tierra y que más daño causó. Debemos hacer uso de toda nuestra inteligencia y de todas las habilidades que hemos desarrollado a lo largo de nuestra evolución para ponernos límites éticos, reconciliarnos con la naturaleza y respetar a todos los seres vivos con los que compartimos el planeta.

Stella de la Torre, Ph. D.
Decana Colegio de Ciencias Biológicas, USFQ

Nuestra anatomía y fisiología ha sufrido grandes cambios en los últimos siete millones de años como resultado de un procesos de adaptación a las condiciones ambientales en las cuales vivimos. Los cambios que se han dado son por una lado anatómicos como es el caso de bipedismo, pero también a nivel de nuestro comportamiento.

La evidencia genética y fósil indica que nos separamos de un ancestro común con el chimpancé hace unos 6 a 7 millones de años.  Parece ser que el cambio climático que ocurrió hace unos tres millones de años significó que se extienda la sabana africana y se reduzca la selva tropical.  Este cambio causó aparición de un nuevo grupo de homínidos.  Uno de los fósiles del homínido bípedo más viejo que se conoce procede de Etiopía, África.  Tim White, de Berkeley, quien lo descubrió, lo ha denominado Ardipithecus ramidus, cuyos restos fósiles se cree tienen 4.4 millones de años de antigüedad.  Este ser parece que habitaba en un ambiente boscoso ya que tenía un esmalte fino en sus dientes como el de los chimpancés actuales que se alimentan de frutos, además sus restos fósiles están asociados con animales que viven en los bosques. Un poco más reciente es el Australopithecus anamensis encontrado en el norte de Kenia por Meave Leakey, con 4.2 millones de años de antigüedad.  La mandíbula, los dientes y las manos recuerdan al chimpancé, indicando que estos seres posiblemente también tenían ciertas adaptaciones arbóreas.  A pesar de estas adaptaciones, los restos de huesos de sus piernas como el fémur indican que A. ananensis era bípedo.  Otro homínido muy antiguo es el Australopithecus afarensis que ha sido encontrado en varios lugares de Africa. A. afarensis es un ser pequeño con un cerebro similar al de un chimpancé, pero que al contrario de los chimpancés modernos, con quienes compartimos más del 98,4% de secuencias de genes activos, los australopithecus eran bípedos. A esta especie pertenecía la famosa Lucy, el Australopitecus encontrado por el equipo de Berkeley en los años setenta. Los Australopitecus eran relativamente pequeños, comparados con los homínidos más modernos, los machos tenían 150 cm y las hembras 120 cm de altura.  Reconstrucciones del clima de aquellos tiempos nos permiten saber más sobre el medio en el cual vivían estos primeros homínidos. Se piensa que Ardipithecus ramidus era un ser de la selva húmeda mientras que los Australopitecus que le preceden se adaptaron poco a poco a vivir en un bosque seco o en una sabana con árboles. Como resultado de adaptaciones a estos cambios, emerge el tipo robusto como es el caso de Paranthropus aethiopicus que tiene 2.5 millones de años y fue descubierto en Kenia, o el Paranthropus boisei que es el más común y parece haberse extendido por toda África hace millón y medio de años. Los Paranthropus y los Australopithecus robustus se especializaron en el consumo de plantas y semillas, parecen haber constituido un camino sin salida en la evolución de los homínidos, pues no tienen descendencia conocida.  Su desarrollada mandíbula y boca nos indican que deben haber tenido una musculatura fuerte para triturar productos vegetales.

El bipedismo fue posiblemente el cambio morfológico más importante en nuestro proceso evolutivo.  Los homínidos son los únicos primates completamente bípedos y dicha transformación ha dejado huellas claras en los restos fósiles.  A pesar de que no siempre se tiene los esqueletos completos de los hominidos, una de las maneras de saber cuando los seres humanos caminaron en sus dos extremidades es por medio de los estudios del foramen magnum, el orificio en la base del cráneo por el cual sale la espina dorsal.  En el caso de nuestra especie este orificio se dirige hacia abajo, pero en el caso de los simios se orienta hacia la parte posterior del cráneo.  Otra de las estructuras óseas que indican la diferencia de locomoción entre los humanos y otros primates no bípedos son la pelvis y el fémur. Hay varias teorías que pretenden explicar las razones por las cuales nos hemos convertido en animales bípedos.  Una de estas teorías mantiene que el cambio ocurrió a la salida de nuestros ancestros de la selva cuando esta se redujo en tamaño debido a la desertificación de África. Los animales bípedos no corren más rápido que los cuadrúpedos, pero son más eficientes cuando tienen que recorrer largas distancias. Esto les permitía seguir a sus presas, que eran en su mayoría animales herbívoros y que se movilizaban en grandes manadas en busca de pasto fresco y de fuentes de agua.  Una teoría es que el bipedismo nos sirvió para cazar en la sabana ya que cuando los Australopitecus tenían que moverse, con sus manos libres podían acarrear a sus hijos u otras cosas como armas. Otra teoría muy conocida sobre el bipedalismo es la de Lovejoy.  Él considera que este tipo de locomoción está relacionada con cambios en la estructura familiar y la estrategia productiva y reproductiva. En el caso de la mayoría de los primates, son las hembras las que cuidan a los hijos.  En el caso de los simios, por su inteligencia ellos deben dedicar mucho tiempo y energía a criar a cada hijo.  Cuando los homínidos se hicieron bípedos, el tiempo requerido para cuidar a los hijos se extendió incluso más, pues el cerebro del bebe no podía pasar por el canal de parto lo cual significó que los bebes tenían que salir cada vez menos desarrollados y su madres debían cuidarlos por más tiempo.  Para poder tener más hijos y darles un buen cuidado los homínidos desarrollaron una estrategia especial.   Esto se logró gracias a que los machos se dedicaron a traer la comida para las hembras y para los más pequeños; de esta manera, las madres podían realizar otras actividades además de cuidar a sus hijos.  El macho bípedo quedó libre para encontrar alimentos más lejos y a la vez poder traer dichos alimentos. Estas ventajas significaron que las parejas se convirtieron en monógamas, una estrategia reproductiva poco común entre otros primates.  A diferencia de otras especies de primates que tienen un período de celo bien definido, las mujeres no tienen periodos de celo.  Para Lovejoy el sexo se desarrolló como una manera de atraer a los hombres y así asegurarse de que vuelvan a su hogar y traigan el alimento necesario.

El incremento de la capacidad craneal y la elaboración de herramientas cada vez más complejas son características del género Homo, al cual pertenecemos. Los fósiles de Homo más antiguos tienen 1.8 millones de años y han sido encontrados en el Sur y al Este de África.  Estos fósiles parecen indicar que, al igual que en el caso del Australopithecus, en este género también existía una gran diversidad genética.  Las dos especies que comúnmente se han considerado como las primeras representantes de dicho género H. habilis y H. rudolfensis se encuentran ahora asociadas con H. ergaster.  Homo ergaster vivió hace unos 1.8 a 1.4 millones de años y sus fósiles evidencian un importante crecimiento de su cerebro.  En general, los homos eran más grandes que los australopitecus y podían llegar a medir más de 1.80 metros.

En un período relativamente corto, el cerebro de estos homínidos tempranos incrementó de manera significativa su tamaño, de unos 500 cc en el caso de Homo habilis, a unos 900 cc en el caso de Homo erectus y de Homo ergaster.   Fueron estos homínidos con cerebros más grandes los que llegaron a China y a Java hace ya 1.8 millones de años; se ha encontrado una mandíbula en Georgia, la antigua Unión Soviética, aunque no se sabe de manera certera si esta pertenece a H. erectus o a otro tipo de homo.  Muchos piensan que el Homo erectus fue un homínido exitoso y cosmopolita.  Los más antiguos fósiles de H. erectus fueron encontrados en Kenia, África y tienen 1.8 millones de años de antigüedad.

Una de las preguntas importantes es qué nos dice esta evidencia fósil sobre nuestro comportamiento y sobre las adaptaciones que hemos desarrollado a lo largo de nuestra evolución. Los sicólogos evolucionistas consideran que la evolución del comportamiento humano es el resultado de muchos años de evolución durante los cuales se adaptó a ambientes y a actividades muy diferentes a las que existen en el presente. En otras palabras, caminamos en el siglo XXI con un cerebro que se desarrolló para un ambiente de hace millones de años. El estudio de los chimpancés y los bonobos nos da luces sobre aspectos de nuestro comportamiento que podrían ser genéticamente determinados. Entre todos los primates, solamente los humanos y los chimpancés forman alianzas entre machos que no son parientes y solamente en estos dos grupos estas alianzas atacan y matan a otros grupos de machos, y roban a las hembras.  De manera similar, solamente los bonobos y los humanos forman alianzas entre las hembras que no son parientes.

¿Somos bestias agresivas, jerárquicas, violentas y egoístas como muchos sociobiólogos han indicado, o somos más bien como los bonobos, uno de nuestros parientes más cercanos, pacíficos y eróticos? Un problema de tomar a los gorilas, los bonobos y a los chimpancés como modelos de nuestro comportamiento es que el comportamiento de estos animales difiere mucho entre sí.  ¿Cuál especie escogemos para hacer la comparación?

El estudio y la reconstrucción del pasado lo utilizan también los antropólogos para tratar de conocer cuál es nuestra verdadera naturaleza humana. El tipo de estrategias de caza que utilizamos nos presenta una serie de pistas interesantes sobre el comportamiento de los humanos.  Con base en estos estudios se puede decir que  el nuestro no es necesariamente un comportamiento violento y agresivo sino que la cacería y la recolección que realizaban los homos podría ser la base de una tendencia a la cooperación. La cacería, que parecen haber practicado los homos durante miles de años, requiere de mucha cooperación entre los cazadores. La cacería, que era posiblemente realizada por hombres,  y la recolección, a la cual se dedicaban posiblemente las mujeres,  requerían de memoria, planeación y comunicación. Los humanos son los únicos primates que utilizan áreas muy extensas para cazar y recolectar, esta necesidad podría ser una de las razones por las cuales evolucionaron nuestras capacidades cognitivas pues se necesitaba tener mapas mentales y recordar dónde se pueden recolectar los diferentes tubérculos y granos. El tener que acarrear los productos de la recolección pudo ser la base para que las mujeres desarrollaran artefactos que les permitieran llevar el fruto de su trabajo de regreso al campamento.   No estamos seguros de cuán importante fue la cacería durante nuestra evolución, sin embargo, aunque esta haya sido una actividad importante, esto no quiere decir que fuimos agresivos y violentos entre los humanos.  Los hombre son mejores en la puntería y les gusta más las armas ¿es esto un resultado de la evolución? Los hombres además cometen la mayoría de los crímenes en las sociedades modernas. En el caso de la violencia existen importantes diferencias en cuanto a la distribución de los actos criminales.  Vemos que mientras que los casos de hombres matando a hombres representan un 95.2%, los casos en los cuales una mujer mataba a otra representan el 4.8% del total de casos analizados.

Los grupos de cazadores deben haber sido pequeños, de unos 25 individuos, lo cual podría indicar cuál es el grupo ideal que se requiere para que exista cooperación. Los cazadores además crearon lazos de cooperación entre mujeres y hombres para cuidar de los bebés que necesitaban ser protegidos durante largos períodos. Las mujeres tenían que asegurarse que los hombres regresen, y para ellos escondían el momento en el cual estaban ovulando (algo que no hacen los otros mamíferos, los cuales tienen períodos de celo) y desarrollaron el amor romántico para crear lazos entre las parejas. Para algunos antropólogos, estos lazos, junto con la falta de períodos de celo y el desarrollo del amor romántico resultan de la estrategia de cacería utilizadas por nuestros ancestros basada en la división de actividades entre los sexos y la necesidad de las mujeres de que regresen los hombres para mantener a los niños.  La familia nuclear (la familia compuesto por madre, padre e hijos) es el resultado de esta adaptación.

Para los culturalistas, en cambio, el comportamiento de las personas está  determinado más que nada y casi únicamente por la cultura en la cual crecemos.   De esa manera se puede decir que somos en gran medida el producto de los valores, las cogniciones, las definiciones emocionales y de nuestras necesidades que resultan de la cultura en la cual vivimos.  Esta idea, que se conoce como la idea de la tabula rasa, mantiene que llegamos al mundo sin ninguna información en nuestros cerebros.  Es más, para muchos culturalistas, las explicaciones esencialistas son simplemente justificaciones para mantener el sistema como está.  Por ejemplo la explicación que mantiene que los hombres son más promiscuos que las mujeres es simplemente una justificación de los hombres para sus comportamientos.   Lo que ellos creen que es una característica común es la plasticidad de nuestro comportamiento, la manera de generar novedosas adaptaciones culturales a las más diversas condiciones ambientales.   No existen, ni creen que es conveniente buscar patrones universales.  Si los encontramos son tan generales que no nos dicen nada de lo que nos hace realmente humanos, sería como decir que todos los humanos comemos.  Pero lo que nos hace humanos es más bien las particularidades como qué, cuándo y cómo comemos lo que comemos. Por ejemplo cuestionan las ideas de que somos básicamente monógamos debido a que si bien es cierto que la mayor cantidad de personas son monógamas, la mayor cantidad de sociedades son polígamas.

Quizás tenemos que superar la dicotomía de lo aprendido y lo heredado. Es necesario buscar modelos que analicen la relación compleja entre estructuras heredadas y el medio ambiente, ambos en constante diálogo.  Para algunas personas, los modelos que han sido desarrollados por los lingüistas para la explicación del lenguaje sirven para entender otros comportamientos humanos.  En el caso de habla, muchos lingüistas consideran que la capacidad para aprender una lengua a cierto período de nuestro desarrollo es innata.  Los niños la desarrollan alrededor de los dos años y la pierden cundo tienen unos doce, en otras palabras una niña que hasta los doce años no ha aprendido a hablar tendrá muchas dificultades haciéndolo pues ya en su cerebro no se organizarán los circuitos neurológicos necesarios para adquirir habilidades lingüísticas.  Sin embargo, nadie piensa que el aprender un idioma específico como es el suahili, el quechua o el alemán  sea el resultado de una estructura establecida en el cerebro.  Este modelo que requiere del medio y que a la vez se basa en estructuras heredadas podría, piensan algunos, ser un buen ejemplo de cómo otras estructuras también ha evolucionado en el caso del comportamiento humano.

Diego Quiroga, Ph. D.
Co-Director, Galapagos Academic Institute for the Arts and Sciences (GAIAS).
Profesor del Colegio de Ciencias Biológicas, USFQ