biología evolutiva

La biología evolutiva es una subdisciplina de la biología que analiza los cuatro mecanismos de la evolución : selección natural , mutación , deriva genética y flujo genético . La selección natural fue descubierta independientemente como el motor de la evolución por Charles Darwin y Alfred Russel Wallace , basándose en los patrones de distribución geográfica de las especies. Gregor Mendel descubrió las leyes de la herencia . R. A. Fisher unificó las ideas de Darwin y Mendel en la síntesis moderna .

El ámbito 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 reciente de la biología evolutiva del desarrollo ("evo-devo") investiga cómo se controla la embriogénesis , lo que da lugar a una síntesis más amplia que integra la biología del desarrollo con los campos de estudio cubiertos por la síntesis evolutiva anterior. La evolución explica la unidad y la diversidad de la vida en la Tierra; Theodosius Dobzhansky afirmó célebremente que nada en biología tiene sentido sin ella. ^{[ 1 ]}

La biología evolutiva explica la diversidad entre especies analizando los cambios en unos pocos individuos dentro de una población a lo largo de varias generaciones. ^{[ 2 ]} El objetivo de este subcampo es determinar cómo se desarrolla la variación genética, cómo se hereda y cómo los mecanismos evolutivos dan forma a la composición genética de una población. Los investigadores estudian los rasgos de los organismos para identificar qué características mejoran o reducen la supervivencia y la reproducción. Los rasgos ventajosos tienden a transmitirse a la descendencia, contribuyendo al cambio evolutivo a medida que dichos rasgos se vuelven más comunes.

Estos procesos se estudian en diferentes niveles de complejidad, desde la observación de características en especies vivas o fosilizadas hasta el análisis de la secuenciación genómica del ADN entre especies. ^{[ 3 ]}

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. ^{[ 4 ]}

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 sólido marco teórico. Ernst Mayr en sistemática , George Gaylord Simpson en paleontología y G. Ledyard Stebbins en botánica ayudaron a formar la síntesis moderna. James Crow , ^{[ 5 ]} Richard Lewontin , ^{[ 6 ]} Dan Hartl , ^{[ 7 ]} Marcus Feldman , ^{[ 8 ] [ 9 ]} y Brian Charlesworth ^{[ 10 ]} formaron a una generación de biólogos evolutivos.

La evolución es el concepto central que unifica la biología. Esta disciplina puede dividirse de diversas maneras. Una de ellas es según el nivel de organización biológica , desde el molecular hasta el celular , desde el organismo hasta la población . Otra es según los grupos taxonómicos establecidos , con campos como la zoología , la botánica y la microbiología , que reflejan lo que antes se consideraban las principales divisiones de la vida. Una tercera es mediante 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 las ciencias biológicas y las ciencias aplicadas dio origen a nuevos campos que son extensiones de la biología evolutiva, incluyendo la robótica evolutiva , la ingeniería , ^{[ 11 ]} los algoritmos , ^{[ 12 ]} la economía [ ^{13 ]} y la arquitectura. ^{[ 14 ]} Los mecanismos básicos de la evolución se aplican directa o indirectamente para generar diseños novedosos o resolver problemas que de otro modo serían difíciles de solucionar. La investigación generada en estos campos aplicados contribuye al progreso, especialmente a partir del trabajo sobre evolución en ^ciencias de la computación y campos de ingeniería como la ingeniería mecánica. ^{[ 15 ]}

En 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 permiten este tipo de comprensión biológica. Al observar los diferentes procesos durante el desarrollo y recorrer el árbol evolutivo, se puede determinar en qué punto surgió una estructura específica. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

La investigación en biología evolutiva abarca muchos temas e incorpora ideas de diversas áreas, como la genética molecular y la biología matemática y teórica . Algunos campos de la investigación evolutiva intentan explicar fenómenos que no fueron bien explicados en la síntesis evolutiva moderna . Estos incluyen la especiación , ^{[ 18 ] [ 19 ]} la evolución de la reproducción sexual , ^{[ 20 ] [ 21 ]} la evolución de la cooperación , la evolución del envejecimiento , ^{[ 22 ]} y la capacidad de evolución . ^{[ 23 ]}

Algunos biólogos evolutivos plantean la pregunta evolutiva más directa: "¿qué sucedió y cuándo?". Esto incluye campos como la paleobiología , donde paleobiólogos y biólogos evolutivos, incluidos Thomas Halliday y Anjali Goswami, estudiaron la evolución de los primeros mamíferos remontándose a épocas muy lejanas durante las eras Mesozoica y Cenozoica (entre 299 millones y 12 000 años atrás). ^{[ 24 ] [ 25 ]} Otros campos relacionados con la exploración genérica de la evolución ("¿qué sucedió 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 subyacente 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 los diferentes genes, qué hacen los genes y qué cambios experimentan (por ejemplo, mutaciones puntuales frente a duplicación génica o incluso duplicación del genoma ). Intentan conciliar la alta heredabilidad observada en estudios de gemelos con la dificultad de encontrar qué genes son responsables de esta heredabilidad mediante estudios de asociación de genoma completo . ^{[ 26 ]} La síntesis evolutiva moderna implicó un acuerdo sobre qué fuerzas contribuyen a la evolución, pero no sobre su importancia relativa. ^{[ 27 ]}

Algunas revistas científicas se especializan exclusivamente en biología evolutiva en su conjunto, como Evolution , Journal of Evolutionary Biology y BMC Evolutionary Biology . Otras abarcan 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 presentan coincidencias con la ecología y otros aspectos de la biología de los organismos. Esta coincidencia 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 abordan cuestiones de genética molecular que no son de naturaleza evolutiva evidente.

• Contenido multimedia relacionado con la biología evolutiva en Wikimedia Commons.
• Evolución y paleobotánica en la Encyclopædia Britannica