Biología comparada

Las leyes de la biología están escritas en el lenguaje de la diversidad. Cuanto más profundamente se estudie la diversidad biológica, tanto más rápidamente se descubrirán los principios unificadores de la biología y las leyes que rigen este singular universo de organismos.

Pocas ideas han cambiado tan profundamente nuestra visión de la naturaleza como la misma idea de cambio que implica la evolución de los seres vivos. Los organismos biológicos se agrupan en unidades naturales de reproducción que denominamos especies. Las especies que ahora pueblan la Tierra proceden de otras especies distintas que existieron en el pasado, a través de un proceso de descendencia con modificación. La evolución biológica es el proceso histórico de transformación de unas especies en otras especies descendientes, e incluye la extinción de la gran mayoría de las especies que han existido. Una de las ideas más románticas contenidas en la evolución de la vida es que dos organismos vivos cualesquiera, por diferentes que sean, comparten un antecesor común en algún momento del pasado. Nosotros y cualquier chimpancé actual compartimos un antepasado hace algo así como 5 millones años. También tenemos un antecesor común con cualquiera de las bacterias hoy existentes, aunque el tiempo a este antecesor se remonte en este caso a más de 3000 millones de años.

La evolución es el gran principio unificador de la Biología, sin ella no es posible entender ni las propiedades distintivas de los organismos, sus adaptaciones; ni las relaciones de mayor o menor proximidad que existen entre las distintas especies. La teoría evolutiva se relaciona con el resto de la biología de forma análoga a como el estudio de la historia se relaciona con las ciencias sociales. La famosa frase del genético evolucionista Theodosius Dobzhansky que abre este tema, no es más que una aplicación particular del principio más general que afirma que nada puede entenderse sin una perspectiva histórica.


La biología comparada (sistemática, biogeografía, paleontología y embriología) estudia la diversidad de especies y taxones superiores -géneros, familias, etc.-, analizando la distribución de sus atributos con el objeto de captarlos patrones bióticos, es decir el aparente orden de la vida. Por su parte, la biología general (genética, ecología de poblaciones, fisiología y evolución) estudia los procesos y mecanismos que generan la diversidad biológica.

La biología comparada creció a través de la acumulación de datos sobre la diversidad de los atributos de los organismos. Como resultado de esos estudios se describieron y se dio nombre a más de un millón y medio de especies. Sin embargo, la mera acumulación de datos sobre el mundo en que vivimos, por mejor ordenados que ellos estén, no es suficiente para comprender ese mundo. La teoría de la evolución, formulada por Charles Darwin y Alfred Russel Wallace a mediados del siglo XIX, nos permite interpretar los datos acumulados por la biología comparada. El estudio de la diversidad de la vida, ahora mirado a través de la lente de la teoría de la evolución, equivale al estudio de la historia de la vida. Por lo tanto, el análisis de la forma (similitudes y diferencias en los atributos de los organismos) ya no puede ser separado dala consideración del tiempo y del espacio.

Homología y Analogía

La homología

Establece semejanzas entre órganos de animales de acuerdo a una misma estructura, posición y origen, estructuras de procedencia iguales durante el desarrollo embrionario pero que evolucionan para adaptarse a condiciones ambientales diferentes, es decir, un mismo órgano con origen embrionario común entre especies diferentes puede ser distinto en su aspecto y función de acuerdo al tipo de adaptación requerida por la presión de ambiente.La homología evalúa el grado con los que se pueden establecer semejanzas entre estructuras embrionales o de origen y es por ello que este principio representa un factor importante a favor de la teoría evolutiva ya que establece una idea clara de las relaciones de parentesco y la herencia a partir de antecesores comunes.
La analogía

La analogía a diferencia de la homología evalúa las semejanzas existentes entre órganos de animales de especies distintas de acuerdo a su funcionalidad o (en ciertos casos) al aspecto externo. Dos órganos pueden desempeñar una misma función pero sus estructuras no son comunes como tampoco lo es el origen de las mismas.

Por ejemplos los mismos elementos óseos forman los miembros anteriores de humanos, gatos, ballenas y murciélagos, los cuales son mamíferos. Las funciones de estos miembros son diferentes Las funciones de estos miembros son diferentes. Una aleta de ballena no realiza el mismo trabajo que un ala de murciélago, de tal modo que si estas estructuras han sido diseñadas de manera única, podríamos esperar que sus diseños básicos fueran muy diferentes. Sin embargo, su parecido estructural no sería sorprendente si todos lo mamíferos descendieran de un antepasado común con los mismos elementos básicos.
La explicación lógica es el hecho de que los brazos, las patas y las aletas, así como las alas de diferentes mamíferos, son variaciones de una estructura anatómica común en la cual se adapta.

Los biólogos llaman a esta estructuras; estructuras homólogos, que normalmente tiene diferentes funciones, pero son parecidas debido a sus antepasados comunes.
La anatomía comparada proporciona evidencia de que la evolución es un proceso de remodelación en las cuales las estructuras ancestrales que originalmente funcionaron de una forma se modifica, para adquirir nuevas funciones, a éste tipo de proceso Darwin la llamó descendientes con modificaciones.
Vemos signos de que la evolución remodela estructuras más que crear nuevas estructuras. Por ejemplos, la columna vertebral humana y la articulación de la rodilla se derivaron de estructuras ancestrales que soportaron a mamíferos cuadrúpedos.
Casi ninguno de nosotros llegara a un edad avanzada sin experimentar problemas de rodilla y espalda, esto s debido a que si estas estructuras fueron diseñadas para soportar nuestra postura bípeda fuera menos propensos a lesiones y torceduras

A nivel embriológicos
El estudio de las estructuras que aparecen durante el desarrollo embrionario, es otra evidencia de la descendencia común de los organismos, los cuales están relacionados por el desarrollo embrionario similares. Un signo de que los vertebrados evolucionaron de un antepasado común, es que todos ellos presenten una etapa embrionaria sacos branquiales, que aparecen al lado de la garganta

En esta etapa los embriones de peces, ranas en fin todos los vertebrados son más parecidos que diferentes, y se van diferenciando a medida de avance en su desarrollo. En los peces por ejemplos estas estructuras forman la mayoría de la estructuras de sacos branquiales y en los vertebrados terrestres se desarrolla en otros tipos de estructuras, como hueso de cráneo, huesos de sostén de la lengua i la cavidad bucal en mamíferos.

A nivel molecular

En la actualidad, gran parte del apoyo a la evolución proviene de la biología molecular, es decir, el estudio de la base molecular de los genes y su expresión. La universalidad del código genético es una fuerte evidencia de que toda la vida esta relacionada.
Los antecedentes hereditarios de un organismo se documentan en su ADN y en su proteína codificada en él. Los biólogos moleculares han demostrado que de acuerdo a la idea de un origen común, los individuos emparentados tienen mayor similitud en el ADN y proteína que los individuos de la misma especie, no emparentados.
La investigación molecular especialmente el estudio de la secuencias de amino ácidos de proteínas similares en diferentes especies, ha sido una rica fuente de información de las relaciones evolutivas.
Esto se basa sobre los estudios sobre de una de las cadenas de polipéptidos de la hemoglobina, la proteína de transporte en diferentes especies y han llegado a la conclusión de que la secuencia de aminoácidos difiere de una especie a otras, por ejemplo la Lamprea difiere de 125 aminoácidos, mientras que el mono Rhessus difiere de solo 8 aminoácidos.

Además esta hipótesis concuerda con la evidencia fósil, que el linaje que conduce a los humanos se separó del momo Rhessus hace 26 millones de años, mientras que el de la Lamprea se separó hace 450 millones de años.

Por eso una de las mejores fuentes de información acerca de las relaciones filogenéticos son las estructuras homólogos por el antepasado común. Un sistematicista siempre busca las homologías entre las espacies, ya que éstas frecuentemente son claves para determinar las relaciones filogenéticos.
Sin embargo, no todas las similitudes son heredadas de un antepasado común. con frecuencias, la evolución produce similitudes no homologas entre organismos, proceso conocido cono evolución convergentes, las especies ramales diferentes, pueden llegar a parecerse entre sí, siempre en cuando viva en ambientes similares. En tales casos , la selección natural puede dar por resultado estructuras corporales, e incluso organismos completos, que son similares pero son análogas.
Por ejemplo dos plantas similares, el ocotillo la cual es común en el desierto costero de Baja California; y el allaudia, el cual crece en la zona de Madagascar, evolucionaron accesorio análogas, incluyendo la capacidad de retener agua y espinas parecidas.
La tarea del sistematicista es distinguir entre homologías, las cuales indican un linaje común, de las análogas, las cuales no indican un antepasado común.