Biología evolutiva

La biología evolutiva es el subcampo de la biología que estudia los procesos evolutivos como la selección natural , la descendencia común y la especiación que produjeron la diversidad de la vida en la Tierra. En la década de 1930, la disciplina de la biología evolutiva surgió a través de lo que Julian Huxley llamó la síntesis moderna de comprensión, a partir de campos de investigación biológica previamente no relacionados, como la genética y la ecología, la sistemática y la paleontología .

El espectro de investigación actual se ha ampliado para abarcar la arquitectura genética de la adaptación , la evolución molecular y las diferentes fuerzas que contribuyen a la evolución, como la selección sexual , la deriva genética y la biogeografía . El campo más nuevo de la biología evolutiva del desarrollo ("evo-devo") investiga cómo se controla la embriogénesis , lo que produce una síntesis más amplia que integra la biología del desarrollo con los campos de estudio cubiertos por la síntesis evolutiva anterior.

La evolución es el concepto central unificador de la biología. La biología se puede dividir de varias formas. Una de ellas es por el nivel de organización biológica , desde lo molecular a lo celular , desde el organismo a la población . Otra forma es por el grupo taxonómico percibido , con campos como la zoología , la botánica y la microbiología , que reflejan lo que alguna vez se consideraron las principales divisiones de la vida. Una tercera forma es por enfoques, como la biología de campo, la biología teórica , la evolución experimental y la paleontología. Estas formas alternativas de dividir la materia se han combinado con la biología evolutiva para crear subcampos como la ecología evolutiva y la biología evolutiva del desarrollo .

Más recientemente, la fusión entre la ciencia biológica y las ciencias aplicadas dio origen a nuevos campos que son extensiones de la biología evolutiva, incluyendo la robótica evolutiva , la ingeniería , ^[1] los algoritmos , ^[2] la economía , ^[3] y la arquitectura. ^[4] Los mecanismos básicos de la evolución se aplican directa o indirectamente para crear nuevos diseños o resolver problemas que son difíciles de resolver de otra manera. La investigación generada en estos campos aplicados contribuye al progreso, especialmente a partir del trabajo sobre la evolución en la ciencia informática y los campos de la ingeniería, como la ingeniería mecánica. ^[5]

En la biología evolutiva del desarrollo , los científicos estudian cómo los diferentes procesos del desarrollo influyen en la forma en que un organismo específico alcanza su plan corporal actual. La regulación genética de la ontogenia y el proceso filogenético son los que permiten este tipo de comprensión de la biología. Al observar los diferentes procesos durante el desarrollo y recorrer el árbol evolutivo, se puede determinar en qué punto se produjo una estructura específica. ^{[6] [7]}

La idea de la evolución por selección natural fue propuesta por Charles Darwin en 1859, pero la biología evolutiva, como disciplina académica por derecho propio, surgió durante el período de la síntesis moderna en las décadas de 1930 y 1940. ^[8] No fue hasta la década de 1980 que muchas universidades tuvieron departamentos de biología evolutiva.

Ahora que se comprenden mejor la fisiología y la genómica microbianas, la microbiología también se está convirtiendo en una disciplina evolutiva . El rápido tiempo de generación de bacterias y virus como los bacteriófagos permite explorar cuestiones evolutivas.

Muchos biólogos han contribuido a dar forma a la disciplina moderna de la biología evolutiva. Theodosius Dobzhansky y EB Ford establecieron un programa de investigación empírica. Ronald Fisher , Sewall Wright y JBS Haldane crearon un marco teórico sólido. Ernst Mayr en sistemática , George Gaylord Simpson en paleontología y G. Ledyard Stebbins en botánica ayudaron a formar la síntesis moderna. James Crow , ^[9] Richard Lewontin , ^[10] Dan Hartl , ^[11] Marcus Feldman , ^{[12] [13]} y Brian Charlesworth ^[14] capacitaron a una generación de biólogos evolutivos.

La investigación en biología evolutiva abarca muchos temas e incorpora ideas de diversas áreas, como la genética molecular y la informática . Algunos campos de la investigación evolutiva intentan explicar fenómenos que no se han tenido en cuenta adecuadamente en la síntesis evolutiva moderna . Entre ellos se incluyen la especiación , ^{[15] [16]} la evolución de la reproducción sexual , ^{[17] [18]} la evolución de la cooperación , la evolución del envejecimiento , ^[19] y la capacidad evolutiva . ^[20]

Algunos biólogos evolucionistas plantean la pregunta evolutiva más directa: "¿qué pasó y cuándo?". Esto incluye campos como la paleobiología , donde los paleobiólogos y biólogos evolucionistas, incluidos Thomas Halliday y Anjali Goswami, estudiaron la evolución de los primeros mamíferos remontándose mucho en el tiempo durante las eras Mesozoica y Cenozoica (hace entre 299 millones y 12 000 años). ^{[21] [22]} Otros campos relacionados con la exploración genérica de la evolución ("¿qué pasó y cuándo?") incluyen la sistemática y la filogenética .

La síntesis evolutiva moderna se ideó en una época en la que se desconocía la base molecular de los genes. Hoy en día, los biólogos evolutivos intentan determinar la arquitectura genética que subyace a fenómenos evolutivos visibles como la adaptación y la especiación. Buscan respuestas a preguntas como qué genes están involucrados, cuán interdependientes son los efectos de diferentes genes, qué hacen los genes y qué cambios les suceden (por ejemplo, mutaciones puntuales frente a duplicación génica o incluso duplicación genómica ). Intentan reconciliar la alta heredabilidad observada en estudios con gemelos con la dificultad de encontrar qué genes son responsables de esta heredabilidad mediante estudios de asociación de todo el genoma . ^[23] La síntesis evolutiva moderna implicaba un acuerdo sobre qué fuerzas contribuyen a la evolución, pero no sobre su importancia relativa. ^[24]

Algunas revistas científicas se especializan exclusivamente en biología evolutiva en su conjunto, entre ellas Evolution , Journal of Evolutionary Biology y BMC Evolutionary Biology . Algunas revistas cubren subespecialidades dentro de la biología evolutiva, como Systematic Biology , Molecular Biology and Evolution y su revista hermana Genome Biology and Evolution , y Cladistics .

Otras revistas combinan aspectos de la biología evolutiva con otros campos relacionados. Por ejemplo, Molecular Ecology , Proceedings of the Royal Society of London Series B , The American Naturalist y Theoretical Population Biology tienen superposiciones con la ecología y otros aspectos de la biología organismal. La superposición con la ecología también es prominente en las revistas de revisión Trends in Ecology and Evolution y Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics . Las revistas Genetics y PLoS Genetics se superponen con cuestiones de genética molecular que no son obviamente de naturaleza evolutiva.

• Medios relacionados con Biología evolutiva en Wikimedia Commons
• Evolución y paleobotánica en la Enciclopedia Británica