Biología de primaria y secundaria · Grades 1–9
68Cómo cambian las especies
La sala de las pruebas estableció el hecho; este capítulo construye el motor. Sus piezas están ya todas en tus manos: la mutación escribiendo ortografías nuevas (Proposición 65.6), el barajado repartiendo barajas únicas (Proposición 66.1) y los frenos del ambiente recogiendo casi todo el excedente de cada generación (Proposición 55.6). Montadas, funcionan solas — ese funcionar solas es la selección natural, y es la idea sencilla con más consecuencias de toda la biología.
68.1 El motor, montado
Proposición 68.1 (La selección natural)
Tres hechos, ninguno negable, y su consecuencia:
- la variedad: los individuos de una población difieren en rasgos heredados (la Proposición 66.6 lo ingresó);
- la sobreproducción y los frenos: se producen muchísimas más crías de las que el ambiente deja sobrevivir — los frenos recogen el excedente (Ejemplo 55.7);
- la recogida desigual: los frenos no recogen al azar — los individuos cuyos rasgos heredados encajan con las condiciones de ahora se les escapan un poco más a menudo, y así dejan más descendientes, que heredan esos rasgos.
Consecuencia: generación tras generación, crece la parte de la población que tiene los alelos que encajan. Esa deriva de la composición heredada de una población, empujada por nada más que la variedad topándose con los frenos, es la selección natural — y con tiempo de sobra se convierte en evolución.
Demostración. Admitido a este nivel. ∎
Ejemplo 68.2 (Las mariposas, mecanizadas)
Las mariposas del abedul del Ejemplo 67.6, pieza a pieza. Variedad: dos formas heredadas, la clara y la oscura. Freno: los pájaros cazan mariposas a la vista sobre la corteza. Recogida desigual: sobre los troncos ennegrecidos de hollín, la forma clara es la que se ve — la comen más, así que la parte del alelo oscuro sube hacia los bosques oscuros que se observaron; el aire se limpia, la corteza se aclara y el mismo motor funciona al revés. Ninguna mariposa cambió; lo que cambió fue la composición de la población — la selección edita las frecuencias de la baraja, no a los individuos.
Observación 68.3 (Lo que la selección no es)
Tres confusiones de siempre, jubiladas:
- sin intención: las condiciones seleccionan igual que la humedad “seleccionaba” a las cochinillas (Ejemplo 37.7) — por las consecuencias, no por las elecciones; nadie planea nada;
- sin perfección: la selección solo compara las variantes presentes — encuentra lo mejor disponible, no lo mejor imaginable (la torpe recolocación en otro oficio del plan compartido de las extremidades, Ejercicio 67.7, es su firma);
- sin herencia del esfuerzo: el brazo del herrero muere con el herrero (Proposición 63.4); la selección trabaja solo con lo que llevan los gametos. Las jirafas no se estiraron el cuello hasta hacerlo largo — las variantes de cuello más largo comieron y criaron más que las de cuello más corto.
68.2 El motor observado y aprovechado
Ejemplo 68.4 (Selección en el hospital)
El caso médico, mecanizado para uso del Capítulo 69: una población de microbios contiene mutantes resistentes poco frecuentes (el goteo de la mutación); un antibiótico es el freno; recoge a los sensibles y perdona a los resistentes, que heredan la sala del hospital. Días, no milenios — las generaciones pasan en horas, y la velocidad de la selección va con ellas. Todas las reglas sobre terminar las tandas de antibióticos y no esparcir antibióticos por la ganadería son manejo del motor: aplica el freno a medias y criarás justo lo que querías matar.
Ejemplo 68.5 (Selección con una mano humana en el freno)
La cultivadora del Problema 54.1 hacía funcionar el mismo motor con ella misma de freno — quedándose con las crujientes y resistentes y descartando las demás. Todas las razas de perro, todas las variedades de cultivo y todas las líneas lecheras son selección artificial acumulada: la prueba de la fuerza del motor en una escala de tiempo humana, del lobo al perro faldero en unos miles de generaciones. Darwin — el naturalista que montó el argumento de este capítulo — abrió su gran libro exactamente con esa comparación.
Proposición 68.6 (Del cambio a las especies nuevas)
La selección explica que una población cambie; un ingrediente más explica que las poblaciones se partan. Separa dos poblaciones de una especie — sube un mar, una cordillera divide, una isla recibe náufragos (Ejercicio 39.11) — y cada una hace funcionar el motor bajo sus propias condiciones, acumulando sus propios alelos. Con divergencia suficiente, las dos ya no se cruzan donde se encuentran: por la definición misma de la Definición 30.1, hay dos especies donde había una. Las horquillas del árbol (Definición 44.6) son exactamente esas particiones, tantas como cabe en el tiempo profundo.
Demostración. Admitido a este nivel. ∎
Método 68.7 (Hacer funcionar el motor en cualquier caso)
Para cualquier ejemplo que se alegue de evolución:
- nombra la variedad y comprueba que es heredada (Método 63.8);
- nombra el freno y cómo recoge de manera desigual a lo largo de esa variedad;
- sigue la contabilidad: ¿los alelos de quién ganan parte en la generación siguiente?
- para una partición, añade la separación y las condiciones que divergen;
- comprobación de escala de tiempo: los tictacs del motor son generaciones, no años.
68.3 Ejercicios
Ejercicio 68.1 ★
Enuncia los tres hechos de la selección natural y su consecuencia.
Solución
Solución de Ejercicio 68.1.
Variedad de rasgos heredados; sobreproducción que se topa con los frenos del ambiente; recogida desigual — a los que encajan se les escapan un poco más a menudo y dejan más herederos. Consecuencia: la parte de los alelos que encajan crece generación a generación — la selección natural, y con tiempo, la evolución.
Ejercicio 68.2 ★
En el caso de las mariposas, nombra la variedad, el freno y la recogida desigual — en los dos sentidos.
Solución
Solución de Ejercicio 68.2.
Variedad: las formas clara y oscura, heredadas. Freno: los pájaros que cazan a la vista sobre la corteza. Recogida desigual: en los troncos de hollín se ve y se come a las claras — sube la parte de la oscura; en la corteza clara y limpia se ve a las oscuras — se recupera la parte de la clara. Un motor, los dos sentidos.
Ejercicio 68.3 ★
¿Qué cambia con la selección: los individuos o la población? Explícalo.
Solución
Solución de Ejercicio 68.3.
La población: ninguna mariposa individual se oscurece. La selección desplaza las frecuencias de las formas heredadas a lo largo de las generaciones — los individuos se reparten y se gastan; lo que deriva es la composición de la baraja.
Ejercicio 68.4 ★
Corrige, con el mecanismo en la mano: “las jirafas se estiraron el cuello y pasaron el estirón”.
Solución
Solución de Ejercicio 68.4.
El esfuerzo no se hereda — un cuello estirado es el brazo del herrero. El mecanismo: los cuellos variaban de manera heredable; las variantes de cuello más largo comían más alto, se les escapaban más a menudo los frenos de las épocas flacas y dejaban más herederos con los alelos de cuello largo — los cuellos de la población se alargaron, los de ninguna jirafa lo hicieron.
Ejercicio 68.5 ★
¿Por qué evoluciona en días la resistencia a los antibióticos, donde las mariposas tardaron décadas?
Solución
Solución de Ejercicio 68.5.
El motor hace tictac en generaciones, y las generaciones de los microbios pasan en horas: unos días contienen miles de tictacs. Añade un freno salvaje (el antibiótico) y unos mutantes resistentes poco frecuentes heredan la sala del hospital en una semana.
Ejercicio 68.6 ★
¿Qué tenían en común la cultivadora de manzanas y los pájaros de las mariposas, y en qué se diferenciaban?
Solución
Solución de Ejercicio 68.6.
Los dos eran el freno desigual sobre una variedad heredada — el que decide quién cría. La diferencia: la cultivadora eligió a propósito hacia una meta; los pájaros no eligieron nada — seleccionaron las consecuencias de su caza.
Ejercicio 68.7 ★★
¿Por qué no puede producir la selección “el mejor organismo imaginable”? ¿Cuál de sus tres hechos la limita?
Solución
Solución de Ejercicio 68.7.
El hecho 1: solo puede comparar las variantes presentes. La selección es un cedazo sobre la baraja de ahora — no puede invocar el diseño mejor, sin mutar ni barajar, sino solo ascender al mejor que tiene a mano; de ahí los planes de extremidades recolocados en otro oficio, y no la ingeniería nueva.
Ejercicio 68.8 ★★
Pasa el Método 68.7 por la sequía de los pinzones (Ejemplo 67.6): las semillas se endurecen y los picos grandes cascan lo que no cascan los pequeños.
Solución
Solución de Ejercicio 68.8.
Variedad: la hondura del pico, heredable (lo enseñan las genealogías de quienes anillan). Freno: las semillas duras de la sequía — los picos pequeños no pueden cascar la comida que queda. Contabilidad: los pájaros de pico hondo comen, sobreviven y crían; los pollos de la temporada siguiente tienen de media el pico más hondo — los alelos de la hondura ganaron parte. Sin partición: una población, un tictac, medido.
Ejercicio 68.9 ★★
Monta la especiación de los náufragos de la isla del Ejercicio 39.11: separación, divergencia y la prueba que declararía dos especies.
Solución
Solución de Ejercicio 68.9.
Separación: el mar — los náufragos crían solos. Divergencia: las condiciones de cada isla hacen funcionar el motor a su manera, acumulando sus propios alelos, generación tras generación. La prueba: unos pájaros reunidos que no consiguen cruzarse — por la definición de especie, la horquilla está completa.
Ejercicio 68.10 ★★
Explica, con el motor en la mano, por qué crían resistencia tanto las tandas de antibióticos sin terminar como los antibióticos esparcidos por la ganadería.
Solución
Solución de Ejercicio 68.10.
Los dos aplican el freno a medias. La tanda sin terminar mata a los sensibles y suelta a los supervivientes — enriquecidos en resistencia — a mitad de la selección; las dosis esparcidas por la ganadería hacen pasar el mismo cedazo parcial por poblaciones enormes de microbios todos los días. Un freno que descarta sin terminar es un programa de cría para lo que perdona.
Ejercicio 68.11 ★★
“La selección son los frenos del Capítulo 55 cayendo sobre la variedad del Capítulo 66”. Justifica la frase como resumen del propio libro.
Solución
Solución de Ejercicio 68.11.
El capítulo de los frenos estableció que casi todo el excedente de cada generación se recoge — depredación, hambre, condiciones; el capítulo de la unicidad estableció que los recogidos difieren de manera heredable, baraja a baraja. La selección no añade nada: es la observación de que esos frenos, cayendo sobre esa variedad, no pueden caer por igual — los dos capítulos multiplicados entre sí.
Ejercicio 68.12 ★★★
¿Por qué necesita el motor el barajado de la reproducción sexual y el goteo de la mutación — qué le pasa a la selección en una población de clones perfectos (Ejercicio 66.8) cuando cambian las condiciones?
Solución
Solución de Ejercicio 68.12.
La selección gasta variedad; el barajado y la mutación la reponen. Una población de clones le ofrece al cedazo una sola baraja: cuando cambian las condiciones, la selección no tiene nada que ascender — el viñedo aguanta o cae como una sola planta. Sin el goteo de ortografías nuevas y el reparto de combinaciones nuevas, el motor se gripa: la variación no es un subproducto del mecanismo, es el combustible.
68.4 Problema: Los cuadernos de las islas
Problema 68.1
Problema de fin de semana — dos siglos en un archipiélago volcánico
Un archipiélago (compuesto, inspirado en la historia): unas islas volcánicas que no han estado nunca unidas al continente, con unos pájaros parecidos a pinzones cuyas formas de pico difieren de una isla a otra — y difieren de su único pariente continental evidente. Los cuadernos de los naturalistas abarcan dos siglos.
Parte I — El patrón.
- Las islas solo tienen especies que hayan podido cruzar el mar — pájaros, semillas a la deriva, un murciélago, ningún mamífero terrestre ni ninguna rana autóctonos. ¿Qué capítulo predijo la lista de pasajeros (Ejercicio 39.11)?
- Todos los pinzones del archipiélago se parecen a la única especie continental más que a ningún otro pájaro de la Tierra. ¿Qué concluye sobre su origen el razonamiento del parentesco (Proposición 44.4)?
- Los picos difieren según la comida de cada isla: cascadores de semillas en las islas de semillas y sondeadores en las islas de cactus. Lee el encaje con la Proposición 28.4 — y di después qué añade este capítulo que no podía añadir el capítulo de la adaptación.
- ¿Por qué son las islas volcánicas nunca unidas al continente el escaparate del motor? Nombra el ingrediente de la especiación que suministran al por mayor.
Parte II — Los años del motor en los cuadernos.
- Un año de sequía: las semillas blandas fallan y quedan las duras; los calibres de quienes anillan enseñan que los pollos del año siguiente tienen de media el pico más hondo. Haz correr la contabilidad del motor por esa frase.
- Vienen después años húmedos, vuelven las semillas blandas y la media deriva de vuelta. ¿Qué demuestra esa marcha atrás sobre la “dirección” de la selección?
- Los pinzones de una isla, llevados por una tormenta a otra, crían mal con los residentes. ¿Qué proposición se está mirando a mitad de camino?
- Un cuaderno de la época creacionista objeta: “nadie ha visto a una especie convertirse en otra”. Responde con la escala de tiempo y con el método de los testigos que convergen (Método 67.7).
Parte III — La conferencia de síntesis.
- Cuenta la historia del archipiélago en los cinco pasos del motor (Método 68.7), de la llegada de los náufragos a las especies de las islas.
- Explica por qué el pinzón de cada isla es “el mejor disponible, no el mejor imaginable” — ¿qué podía ofrecerle a la selección la baraja de cada isla?
- Une el archipiélago con la sala de hospital del Ejemplo 68.4: el mismo motor con otro ritmo de tictac — di qué fija el ritmo.
- Cierra la conferencia con la comparación de Darwin hecha explícita: qué tienen en común la mano del criador de palomas y las semillas duras de la sequía.
Solución
Solución de Problema 68.1.
1. El capítulo de la dispersión: a una isla oceánica solo llegan los servicios de largo alcance — las alas, la deriva, lo que sopla una tormenta; la lista de pasajeros es el manifiesto de esos servicios.
2. Que los pinzones del archipiélago descienden de unos náufragos continentales — unos atributos compartidos en detalle significan una ascendencia compartida, y su pariente más cercano nombra la población de origen.
3. El capítulo de la adaptación lee el encaje — cada pico responde al problema de comida de su isla. Este capítulo añade el cómo llegó a ser: la variedad de los náufragos, los frenos de la isla, la recogida desigual y generaciones de contabilidad — la fabricación del encaje, donde antes solo podíamos ver el encaje (la respuesta prometida por la Observación 28.9).
4. La separación: unas poblaciones encerradas por el mar crían solas desde el principio, y cada isla es una sala de máquinas sellada — el primer ingrediente de la especiación, suministrado al por mayor por la geografía.
5. Llega el freno (solo semillas duras); la variedad heredada en la hondura del pico se recoge de manera desigual (los picos pequeños pasan hambre); la cría de los supervivientes escribe el desplazamiento en la media de la generación siguiente — un tictac del motor, documentado con calibre.
6. Que su “dirección” no es nunca más que las condiciones de ahora: la selección sigue al freno, y un freno invertido invierte la deriva — no hay destino, solo consecuencias, temporada tras temporada.
7. La Proposición 68.6 a mitad de camino: una divergencia lo bastante avanzada como para que el cruce flaquee — una horquilla cerrándose delante de los cuadernos.
8. Los tictacs de la especiación son generaciones a miles — y solo se miran enteros en la vida que pasa deprisa (los microbios de la sala del hospital). Para los pinzones, quien da testimonio es el método: el patrón, el parentesco, los tictacs mirados en vivo y las horquillas medio cerradas convergen sobre un proceso que no abarca ninguna vida sola.
9. (1) Variedad: unos fundadores náufragos, barajados y mutando. (2) Frenos: las comidas y los peligros propios de cada isla. (3) Contabilidad: los alelos que encajan en cada isla ganan, isla por isla. (4) Separación: el mar de por medio, que mantiene cada libro de cuentas aparte. (5) Escala de tiempo: miles de generaciones — y las horquillas quedan completas.
10. Solo lo que llevaban sus fundadores más sus propias mutaciones desde entonces: la baraja de cada isla es la muestra de un náufrago, y la selección solo podía ascender el mejor pico disponible en ella — las islas con barajas más ricas o con mutaciones más afortunadas llegaron a respuestas más cercanas.
11. El tiempo de generación: horas en la sala del hospital, años en las islas — los mismos tres hechos, la misma contabilidad y unos tictacs separados por un factor de miles.
12. Los dos son frenos que deciden quién cría: la mano deliberada del criador y las semillas duras y sin cabeza de la sequía hacen una contabilidad idéntica sobre una variedad heredada — que es por lo que los cambios obrados en los palomares en siglos certifican lo que pueden escribir los frenos de la naturaleza en millones de años.