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Articulo de referencia

Evolución cuántica

La evolución cuántica es un componente de la teoría de la evolución a ritmos múltiples de George Gaylord Simpson, propuesta para explicar la rápida aparición de grupos taxonómic...

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La evolución cuántica es un componente de la teoría de la evolución a ritmos múltiples de George Gaylord Simpson, propuesta para explicar la rápida aparición de grupos taxonómicos superiores en el registro fósil . Según Simpson, las tasas evolutivas difieren entre grupos e incluso entre linajes estrechamente relacionados. Simpson denominó a estas diferentes tasas de cambio evolutivo bradílicas (ritmo lento), horotélicas (ritmo medio) y taquitélicas (ritmo rápido).

La evolución cuántica se diferenció de estos estilos de cambio en que implicó un cambio drástico en las zonas adaptativas de ciertas clases de animales. Por lo tanto, la palabra " cuántico " se refiere a una "reacción de todo o nada", donde las formas transitorias son particularmente inestables y, por consiguiente, perecen rápida y completamente. [ 1 ] Aunque la evolución cuántica puede ocurrir en cualquier nivel taxonómico, [ 2 ] desempeña un papel mucho más importante en "el origen de unidades taxonómicas de rango relativamente alto, como familias , órdenes y clases ". [ 3 ]

Evolución cuántica en las plantas

El uso de la frase "evolución cuántica" en plantas fue aparentemente articulado por primera vez por Verne Grant en 1963 (págs. 458-459). [ 4 ] Citó un artículo anterior de 1958 de Harlan Lewis y Peter H. Raven , [ 5 ] en el que Grant afirmó que Lewis y Raven dieron una definición "paralela" de evolución cuántica como la definida por Simpson. Lewis y Raven postularon que las especies del género Clarkia tenían un modo de especiación que resultaba

...como consecuencia de una rápida reorganización de los cromosomas debido a la presencia, en algún momento, de un genotipo propicio para una rotura cromosómica extensa. Se sugiere un modo de origen similar por rápida reorganización de los cromosomas para la derivación de otras especies de Clarkia . En todos estos ejemplos, las poblaciones derivadas crecen adyacentes a las especies parentales, a las que se asemejan mucho en morfología, pero de las que están reproductivamente aisladas debido a múltiples diferencias estructurales en sus cromosomas. La relación espacial de cada especie parental y su derivada sugiere que la diferenciación ha sido reciente. La aparición repetida del mismo patrón de diferenciación en Clarkia sugiere que una rápida reorganización de los cromosomas ha sido un modo importante de evolución en el género. Esta rápida reorganización de los cromosomas es comparable a las mutaciones sistémicas propuestas por Goldschmidt como un mecanismo de macroevolución . En Clarkia , no hemos observado cambios marcados en la fisiología y el patrón de desarrollo que puedan describirse como macroevolución. Sin embargo, la reorganización de los genomas puede sentar las bases para una evolución posterior por un camino muy diferente al de las poblaciones ancestrales [ 5 ].

Harlan Lewis refinó este concepto en un artículo de 1962 [ 6 ] donde acuñó el término "especiación catastrófica" para describir este modo de especiación, ya que teorizó que las reducciones en el tamaño de la población y la consiguiente endogamia que llevaron a reordenamientos cromosómicos ocurrieron en poblaciones pequeñas que fueron sometidas a una sequía severa.

Leslie D. Gottlieb en su resumen de 2003 sobre el tema en plantas afirmó [ 7 ]

Podemos definir la especiación cuántica como el surgimiento de una nueva y muy diferente especie hija a partir de una población periférica semi-aislada de la especie ancestral en un organismo de fertilización cruzada... en comparación con la especiación geográfica, que es un proceso gradual y conservador, la especiación cuántica es rápida y radical en sus efectos fenotípicos o genotípicos, o en ambos.

Gottlieb no creía que la especiación simpátrica requiriera selección disruptiva para formar una barrera de aislamiento reproductivo, como la definió Grant, y de hecho Gottlieb afirmó que requerir selección disruptiva era "innecesariamente restrictivo" [ 8 ] para identificar casos de especiación simpátrica. En este artículo de 2003, Gottlieb resumió casos de evolución cuántica en las especies de plantas Clarkia , Layia y Stephanomeria .

Mecanismos

Según Simpson (1944), la evolución cuántica resultó del modelo de deriva genética aleatoria de Sewall Wright . Simpson creía que las principales transiciones evolutivas surgirían cuando poblaciones pequeñas, aisladas y con flujo genético limitado , se fijaran en combinaciones genéticas inusuales. Esta "fase inadaptativa" (causada por la deriva genética) impulsaría entonces (por selección natural) a una población deme desde un pico adaptativo estable a otro en el paisaje de aptitud adaptativa . Sin embargo, en su obra *Principales características de la evolución* (1953), Simpson escribió que este mecanismo aún era controvertido.

«Si la adaptación prospectiva, como preludio de la evolución cuántica, surge de forma adaptativa o inadaptativa. Se concluyó anteriormente que suele surgir de forma adaptativa… El papel preciso de, por ejemplo, la deriva genética en este proceso es, por lo tanto, en gran medida especulativo en la actualidad. Puede tener un papel esencial o ninguno. Ciertamente no interviene en todos los casos de evolución cuántica, pero existe una alta probabilidad de que intervenga con frecuencia. Si interviene, actúa como mecanismo iniciador. La deriva rara vez, y solo para categorías inferiores, puede haber completado la transición a una nueva zona adaptativa.» [ 9 ]

Esta preferencia por las fuerzas adaptativas sobre las inadaptativas llevó a Stephen Jay Gould a llamar la atención sobre el "endurecimiento de la Síntesis Moderna", una tendencia en la década de 1950 donde el adaptacionismo tuvo precedencia sobre el pluralismo de mecanismos común en las décadas de 1930 y 1940. [ 10 ]

Simpson consideraba la evolución cuántica su mayor logro, siendo "quizás el resultado más importante de [mi] investigación, pero también el más controvertido e hipotético". [ 3 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Gould, SJ (1980). "GG Simpson, Paleontología y la síntesis moderna". En E. Mayr y WB Provine , eds., La síntesis evolutiva . Cambridge, MA: Harvard University Press, pp. 153–172.
  2. ↑ Simpson, GG (1953). Las principales características de la evolución . Nueva York: Columbia Univ. Press, pág. 389.
  3. 1 2 Simpson, GG (1944). Tempo y modo en la evolución . Nueva York: Columbia Univ. Press, pág. 206.
  4. ↑ Grant, Verne (1963). El origen de las adaptaciones . Nueva York y Londres: Columbia University Press. págs. 606 . 
  5. 1 2 Lewis, Harlan; Raven, Peter H. (1958). "Evolución rápida en Clarkia" . Evolution . 12 (3): 319– 336. doi : 10.1111/j.1558-5646.1958.tb02962.x . S2CID 88373329 . 
  6. ↑ Lewis, Harlan (1962). "La selección catastrófica como factor en la especiación" . Evolution . 16 (3): 257– 271. doi : 10.1111/j.1558-5646.1962.tb03218.x . S2CID 88311196 . 
  7. ↑ Gottlieb, LD (2003). "Repensando ejemplos clásicos de especiación reciente en plantas" . New Phytologist . 161 : 71–82 . doi : 10.1046/j.1469-8137.2003.00922.x .
  8. ↑ Gottlieb, LD (1973). "Diferenciación genética, especiación simpátrica y el origen de una especie diploide de Stephanomeria". American Journal of Botany . 60 (6): 545– 553. doi : 10.2307/2441378 . JSTOR 2441378 . 
  9. ↑ Simpson, GG (1953). Las principales características de la evolución , pág. 390.
  10. ↑ Gould, SJ (1983). "El endurecimiento de la síntesis moderna". En Marjorie Grene, ed., Dimensiones del darwinismo . Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press, pp. 71-93.

Fuentes

  • Eldredge, Niles (1995). Reinventando a Darwin . Nueva York: John Wiley & Sons. págs.  20-26.
  • Gould, SJ (1994). "Ritmo y modo en la reconstrucción macroevolutiva del darwinismo" PNAS USA 91 (15): 6764-71.
  • Gould SJ (2002). La estructura de la teoría evolutiva. Cambridge, MA: Harvard Univ. Press. pp. 529-31.
  • Mayr, Ernst (1976). Evolución y la diversidad de la vida . Cambridge, MA: Belknap Press. pág. 206.
  • Mayr, Ernst (1982). El desarrollo del pensamiento biológico . Cambridge, MA: Belknap Press. pp.  555, 609-10.
  • George Gaylord Simpson - Bosquejo biográfico.
  • Ritmo y modo en la evolución: genética y paleontología 50 años después de Simpson