¿Es direccional la evolución biológica?
De hecho, sin embargo, la respuesta puede decepcionarte: no es ni "sí" ni "no".
Por supuesto, es fácil decir que la evolución no tiene una dirección específica, por ejemplo, "progreso" y "regresión", porque no existe una buena definición de progreso y regresión. Nunca se puede decir que conducir hacia la humanidad es progreso, y alejarse de la humanidad es regresión; " - Elefante Mucho más pequeñas que los dinosaurios, las ballenas azules son las criaturas más grandes en la historia de la Tierra.
La ballena azul es la criatura viviente más grande en la historia de la Tierra. Crédito de la foto: Mike Johnson.
Pero si no se limita la dirección específica, este tema será difícil de discutir. Debido a que la evolución como acontecimiento histórico lleva demasiado tiempo, mostrará diferentes comportamientos en diferentes escalas de tiempo.
Por ejemplo, ¿tienes una dirección en tu ejercicio diario? Supongamos que solo mira a las ocho de la mañana durante los días laborables, entonces es posible que esté tomando la autopista en dirección a la empresa, hacia el oeste, pero a las seis de la tarde, es posible que tenga que tomar la autopista a casa; . En los días normales, aunque hay movimiento, no hay dirección.
No estamos hablando de ti ahora, sino de cada vida que ha vivido en este planeta durante 3.800 millones de años, no estamos hablando de movimientos corporales que son claros a simple vista, sino desde el marco del desarrollo hasta el final; órganos internos a la apariencia indicadores integrales. Puedes imaginar lo difícil que es este problema.
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Aunque es difícil, si queremos responder "¿Es la evolución direccional?", también podemos dividirla en varias preguntas pequeñas. Aquí lo dividiré según el tiempo.
Un
1 microsegundo
No hay dirección porque no hay movimiento.
En una escala de tiempo de 1 microsegundo, la evolución, por supuesto, no tiene dirección porque es esencialmente estacionaria en un período de tiempo tan corto.
¿Cuánto tiempo?
B
1 minuto
No hay direccionalidad porque las mutaciones son aleatorias.
En este momento, la evolución no es estática, pero todavía no hay dirección, porque las mutaciones son "aleatorias" y los accidentes también lo son.
Las mutaciones, incluidas las "mutaciones genéticas", son aleatorias. Fuente de la imagen: smanewstoday.com.
La aleatoriedad aquí no es el concepto de aleatoriedad matemática en el sentido habitual, sino que se refiere a "qué cambios han ocurrido en el material genético, no hay conexión entre los dos".
Principios del siglo XIX, casi todo el mundo cree que la forma en que funcionan los genes es "úsalo o piérdelo": qué órgano se utiliza más, la descendencia crecerá mejor. Aunque hoy lo llamaríamos lamarckismo, el lamarckismo no inventó la idea de “úsalo o piérdelo”, sino que primero la utilizó para explicar la evolución. La ciencia actual ha rechazado esta idea: ni el entorno externo ni el uso del organismo pueden dictar cómo debe cambiar el material genético. En esta escala de tiempo, la selección natural aún no ha surtido efecto, por lo que la evolución aún no tiene dirección. (Sí, ni siquiera la epigenética ha revertido esta visión, pero este asunto es demasiado complicado para discutirlo aquí por el momento...)
El lamarckismo aboga por "poner las cosas en uso y luego descartarlas" ". Creen que la razón por la que el cuello de la jirafa es tan largo es porque ha estado comiendo hojas de árboles altos desde sus antepasados, por lo que se ha vuelto cada vez más largo de generación en generación. Crédito de la imagen: Amanda Derflinger
Además de las mutaciones, existen todo tipo de accidentes ambientales inesperados que pueden matar personas y cambiar la composición genética de una especie. Pero en escalas de tiempo cortas, estos accidentes también son aleatorios.
¿Y si es más largo?
C
1000 años
Direccionalidad, depende del entorno
Cuando la selección natural puede desempeñar un papel, la situación ya ha sucedido cambiar. A diferencia de las mutaciones aleatorias, la selección natural es direccional.
Pero esta dirección no es más alta, más rápida, más fuerte, sino hacia "más adaptación al medio ambiente". Es sutilmente diferente del concepto de dirección tal como lo entendemos habitualmente.
La naturaleza, como la sociedad humana, hace todo a un costo, excepto que el costo no es dinero, sino energía, nutrientes y tiempo. Si los beneficios mayores no cubren los costos, la criatura se acortará. Si ser inteligente consume demasiada energía, los organismos se volverán estúpidos. Incluso en el mismo entorno, diferentes organismos tendrán diferentes situaciones de ingresos y gastos y producirán diferentes cambios. Pero al menos, en teoría, siempre que se conozca la apariencia de un entorno y el estado actual de un organismo, se puede predecir aproximadamente en qué dirección cambiará en el corto plazo; en realidad, hay muchos casos exitosos de esto; predicciones La biología evolutiva puede hacer predicciones que pueden ser probadas mediante hechos, por lo que es realmente ciencia.
Hay que decir que el tiempo de 1000 es una afirmación muy aproximada, porque el tiempo de generación de diferentes organismos varía mucho. La situación ideal para las bacterias es de sólo 20 minutos, pero para los humanos lleva 20 años. Existe una opinión antigua y ampliamente difundida de que la evolución es muy lenta y tarda 10.000 años en verse; esta opinión es incorrecta; La tasa de evolución depende de la duración de una generación y de las presiones ambientales. Si se le da a las bacterias una presión de selección de 99,9, se puede ver una evolución obvia en un día; si se le da a los gorriones una presión de selección de 5, se puede ver una evolución mensurable en cuatro o cinco años y si se le da a los humanos una presión de selección de 0,0001; Por supuesto, serán necesarios cientos de años. Tampoco veo mucha diferencia. Después de todo, estamos a sólo 500 generaciones de los primeros colonos agrícolas y a sólo una semana de las bacterias.
El mal uso de antibióticos acelerará la evolución de la resistencia bacteriana. Crédito de la imagen: Ian Cumming
Además, vale la pena mencionar que el entorno por sí solo no es suficiente para determinar el aspecto de un organismo. Es necesario considerar no sólo la historia y la situación actual de la vida existente, sino también la contingencia si el tiempo es un poco más largo. Mucha gente ha notado el fenómeno de la "evolución convergente"; por ejemplo, los marsupiales australianos y los mamíferos de otros continentes han desarrollado varias especies similares, por lo que algunas personas utilizan este argumento para creer que la evolución es direccional. El matemático Simon ·Conway Morris cree que hay vida inteligente. inevitablemente nacerá en la tierra. Pero en realidad, probablemente hay más pozos vacíos que pozos ocupados. Los monos del Nuevo Mundo tienen colas prensiles, pero no los del Viejo Mundo; Australia tiene tilacinos y demonios de Tasmania, pero no murciélagos marsupiales, jirafas, elefantes ni primates. La evolución convergente es un fenómeno muy interesante, pero está lejos de ser una ley universal y, naturalmente, no puede dictar toda la dirección de la evolución.
Australia tiene muchos marsupiales diferentes, lo cual es una manifestación de "evolución convergente". En la foto aparece un koala. Fuente: Guía de datos sobre animales
(Por lo tanto, la afirmación "la dirección de la evolución es la adaptación" es inapropiada y no tiene sentido hablar de adaptación sin entornos y especies específicos).
Pero ¿Qué tal más tiempo?
D
1 Millón de Años
Parece que no hay dirección porque el medio ambiente cambiará.
El entorno es el punto de referencia de la selección natural. Si el entorno cambia la dirección de la evolución, la dirección de la evolución también cambiará. En la escala de una generación, normalmente no necesitamos considerar los cambios ambientales (excepto en el caso de los humanos, cuya capacidad para cambiar el medio ambiente es sorprendente), ni siquiera en 10.000 años.
A esta escala, los cambios ambientales son problemáticos.
Por un lado, los cambios ambientales tienen una cierta periodicidad. Las edades de hielo son un ejemplo típico: en los últimos 6.543.800 años, la Tierra ha estado en un ciclo en el que se encuentra con una edad de hielo cada 6.543.800 años. El último terminó hace más de 654,38 millones de años, y el próximo podría llegar hace unos 50.000 años.
Fuente de la imagen: History.com
El principal factor que determina este ciclo parece ser la órbita de la Tierra. Aunque la Tierra gira alrededor del Sol una vez al año, de hecho, cada revolución no es estática. La excentricidad orbital, la inclinación orbital y la inclinación del eje de la Tierra sufrirán ligeros cambios, y este cambio es cíclico, generalmente alrededor de decenas de miles de años. . Entonces, hace 10.000 años, los organismos podrían estar adaptándose a un ambiente más cálido, pero 50.000 años después, comenzarán a adaptarse a un ambiente más frío. Después de varios ciclos, no hay dirección.
Por otro lado, la escala temporal de millones de años es también la escala en la que comienzan a producirse desastres a escala terrestre. Por ejemplo, un supervolcán de magma con una superficie de 3.200 kilómetros cúbicos aparece casi una vez cada 100 millones de años.
El impacto ambiental de este desastre fue demasiado azaroso para poder predecirlo.
Fuente de la imagen: rocksci
Ya sea una bicicleta o un accidente, no hay dirección. Aunque la selección natural todavía opera, sus objetivos siguen cambiando, lo que hace que la evolución biológica pierda su dirección aparente.
¿Y si es más largo?
E
6543,8 mil millones de años
Sin saber nada
Esta puede ser la pregunta más engañosa en el campo de la macroevolución.
Si miramos hacia atrás en la historia de la vida en la Tierra durante los últimos 654.380 millones de años, casi todo el mundo tendrá la impresión de que la vida está cambiando de la simplicidad a la complejidad. Al fin y al cabo, hace 654.380 millones de años sólo existían animales multicelulares muy simples. En 500 millones de años se produjo la explosión del Cámbrico. En 400 millones de años aparecieron los animales. En 200 millones de años nacieron los dinosaurios. En 200.000 años dominaba el Homo sapiens. ¿No es direccional esta tendencia obvia?
No. Porque desde la antigüedad, la gran mayoría de los seres vivos de la tierra han sido diversas bacterias.
Bueno, incluso si sólo un número muy pequeño de personas se está volviendo más compleja, al menos podemos decir que el límite superior de complejidad de la vida está aumentando, lo que al menos puede verse como direccional.
No necesariamente. Debido a que no hay dirección ni preferencia por eventos aleatorios, también puede ocurrir una direccionalidad "aparente".
El biólogo evolucionista Gould dio un ejemplo famoso.
Había un hombre borracho caminando por la calle de noche. En el lado izquierdo de la calle hay un muro y en el derecho una zanja. El borracho está tan borracho que su dirección al caminar es completamente aleatoria y no tiene tendencia. ¿Dónde lo encontrarían al día siguiente? En la zanja. Caerá en la zanja, no porque le gusten las zanjas, sino porque la pared le bloquea el camino y ya no puede ir a la izquierda. Si no hay zanja, cuanto más larga sea la noche, mayor será la distancia promedio entre el borracho y la pared, sin importar qué tan lejos esté la zanja de la pared, mientras el borracho siga caminando así, la probabilidad de que lo haga; eventualmente caerá en la zanja debe ser 1.
En este ejemplo, si quitamos la zanja y dejamos que un grupo grande de borrachos camine, encontraremos que sus huellas están cubiertas en un área grande: algunos borrachos están muy cerca de la pared y otros están muy cerca de la pared. Al principio todos los borrachos estaban apoyados contra la pared, y finalmente algunos de los borrachos se alejaron. Cuanto más larga es la noche, más lejos está el borracho de la pared. Y nosotros, los humanos, estamos por el momento entre los más borrachos.
Los seres humanos son las criaturas más complejas y "los borrachos más alejados de la pared". Las bacterias se encuentran en un estado muy simple desde el principio y no pueden evolucionar a un estado más simple, lo que equivale a estar "bloqueadas por una pared".
Por supuesto, puede ser que el borracho en realidad odie un poco la pared. Por cada 100 pasos hacia la izquierda, da 101 pasos hacia la derecha. Es difícil saberlo a simple vista. requiere estadísticas, pero nuestros datos no son suficientes. Entonces sólo puedo decir "no lo sé".
¿Tardará más?
F
6543,8 mil millones de años
Dirección
O volamos hacia las estrellas o todos morimos.
Esta es la más sencilla, porque la vida del sol como estrella de secuencia principal es de sólo 5 mil millones de años. Después de eso, el sol primero se convertirá en una gigante roja, aumentará rápidamente su brillo, se comerá a Mercurio y Venus y luego horneará la Tierra o se la tragará directamente. El Sol se convertiría entonces en una enana blanca y la Tierra (si aún existiera) se vería sumergida en noches gélidas. A menos que se domine la tecnología y la civilización avanzadas, no debería haber vida que pueda sobrevivir a esta catástrofe.
Después de que el Sol se convierta en una gigante roja, es posible que la Tierra ya no exista. Fuente de la imagen: Cómo funciona el universo
Más... entonces no es una cuestión de evolución biológica.
Históricamente, la palabra evolución ha estado asociada durante mucho tiempo al concepto de progreso en los círculos culturales, lo que ha llevado a que en China se traduzca como “evolución”. Pero Darwin escribió una vez en sus notas: "Nunca digas nada sobre el nivel más alto o el nivel más bajo". Hoy en día, los biólogos básicamente han llegado a un consenso: la historia de la vida no tiene una dirección obvia y no puede resumirse en avances o retrocesos. En este sentido, "evolución" es una palabra mejor que "evolución".
Sin embargo, no simplemente avanzar o retroceder no significa que no haya dirección.
La cuestión de su dirección es un gran pozo y es imposible dar una respuesta simple y hermosa como "sí" o "no". Desafortunadamente, en el mundo biológico casi todos los grandes problemas son así. Después de todo, a diferencia de las leyes eternas de la física, la vida es un producto de la historia, y la historia es necesariamente complicada, más aún cuando están involucrados humanos.