¿Existe un cuerpo evolutivo ideal?

Todos los mamíferos tienen 4 extremidades, y todos los peces tienen branquias y aletas (excepto algunos, pero llegaré a eso). ¿Qué pasa si eso es porque esa es la forma perfecta para un organismo en ese tipo de ambiente?

Diferentes especies de mamíferos viven en ambientes muy diferentes. Todos tenemos cuatro extremidades (excepto excepciones), no porque se adapte a todos nosotros para un entorno específico, sino porque hay una fuerte señal filogenética. Deberías echar un vistazo a ¿ Por qué los mamíferos no tienen más de 4 extremidades? .

Todos los peces tienen branquias y aletas (salvo excepciones). Esto se debe definitivamente a que habitan en un entorno común. Las branquias permiten a los peces obtener oxígeno del agua. Las aletas son una estructura general que permite nadar. Notarás que los mamíferos marinos también tienen aletas (a menudo hablamos de evolución convergente ) Por cierto, la publicación ¿Los peces rompen una molécula de agua para absorber oxígeno? podría ser de su interés

¿Cuánto afecta la mentalidad y la disposición de un organismo a la forma de su cuerpo final, y cuánto más aleatorio hace el proceso de evolución?

Realmente no entiendo lo que quieres decir con "mentalidad" y "disposición".

Nada es aleatorio excepto en la consideración de incógnitas. Uno puede dar sentido a una probabilidad sólo mediante la consideración de prioridades. Si bien lanzar una moneda a menudo se considera un evento aleatorio por excelencia, lanzar una moneda es todo menos aleatorio si se supieran las fuerzas exactas que se aplican a la moneda. Entonces, preguntar es algo aleatorio sin indicar cuáles son los a priori que considera saber y no saber no tiene sentido (aunque puede tener algún sentido en la física cuántica).

dicen que los biólogos fueron capaces de crear organismos y verlos evolucionar rápidamente. Si tomas dos organismos unicelulares que no tienen similitudes y los colocas exactamente en el mismo entorno, ¿evolucionarían para parecerse?

De hecho, podemos presenciar la evolución en cuestión de semanas en el laboratorio con organismos con un tiempo de generación corto, como la levadura o la E. coli.

La repetibilidad de la evolución es un tema muy amplio. El problema con esa pregunta es que depende mucho. Por lo general, depende de la evolución que espera ver y del tamaño de la población. Por ejemplo, un simple cambio en la frecuencia de alelos en un locus seleccionado en una gran población suele ser muy repetible. Pero si piensas en una escala de tiempo más grande entonces, la mayoría piensa que es sabio considerar que la evolución tomaría un camino totalmente diferente. Hay una cita famosa que dice:

" Si la cinta de la evolución se reprodujera un millón de veces, una especie como la nuestra no necesariamente evolucionaría " Stephen Jay Gould

Deberías echar un vistazo a ¿Es la evolución una teoría predictiva? .

Estás en el buen camino, sí, eso a veces sucede, lo que se llama " evolución convergente ". No suele ser una mera coincidencia, existen muchas ventajas que llevaron a que la selección natural se produjera de esa forma.

Digamos que los peces y los mamíferos se separaron hace muchos millones de años. Sin embargo, algunos mamíferos, como las ballenas y los delfines, adquirieron una forma aerodinámica y se parecían bastante a los peces. Ayuda a esos mamíferos a nadar en el agua. Lo mismo ocurre con los pingüinos, especie de aves expertas en nadar en el mar.

Probablemente haya leído sobre órganos homólogos y órganos análogos en los libros de texto escolares. Órganos análogos (que lucen o funcionan igual, pero diferentes en origen de desarrollo, anatomía, ubicación, etc.) son generalmente el resultado de una evolución convergente. (sin embargo, la evolución convergente también podría verse en órganos homólogos) Aves e insectos... ambos contienen alas. Pero sus alas son completamente diferentes en todos los demás aspectos excepto en apariencia y función.

En las plantas también hay eventos de analogía. Un tallo, que parece una hoja ( phylloclade , que se encuentra en Muehlenbeckia platyclados , Epiphyllum truncatum , Phyllocactus latifrons ). Una inflorescencia que parece flores (miembros de asteraceae), zarcillos de diferente origen de desarrollo. (zarcillo de la hoja de Lathyrus aphaca , zarcillo del folíolo del guisante, zarcillo del pecíolo de Clematis sp, zarcillo del ápice de la hoja de Gloriosa superba , zarcillo de Stipular de Smilax , zarcillo del tallo (brote axial) de Passiflora , etc.) y millones de ejemplos de este tipo están allí, que se llaman ' órganos metamorfoseados'. Desde el punto de vista aparente, son tan similares que decir su naturaleza es un desafío. *

La apariencia similar más precisa se encuentra en el caso del mimetismo , donde un organismo 'imita' a otro organismo debido a 'engañar' a otras especies de terceros, ya sea con el propósito de autoprotección (ocultándose o mostrando una señal de peligro). ) o para disfrazarse de su presa.

1. . 2. .
3.

1. la serpiente imita a la serpiente: fuente de la página https://en.wikipedia.org/wiki/Mimicry .

2. El insecto imita la hoja, fuente de la página https://simple.wikipedia.org/wiki/Leaf_insect

3. una planta ( Arisaema speciosa ) inflorescencia-espata imita la capucha de una serpiente. fuente de la imagen: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Arisaema_speciosa_(2944482182).jpg

Sin embargo, la declaración incorrecta (o al menos severamente cuestionada) en su pregunta es el efecto de la mentalidad de los organismos. Esto se decía en el lamarckismo, que ahora está casi descartado en un 100%, y se prueba en el darwinismo, que cuenta entre variaciones aleatorias heredables, se seleccionan las favorables.

Sin embargo, un estudio reciente sobre epigenética muestra que, algunas etiquetas moleculares para la activación/desactivación de un gen (dispuestas a partir del estilo de vida y los efectos ambientales), a veces pueden heredarse.

Referencia del libro (*):

1. Botánica, para estudiantes de grado/ AC Dutta/ 6ª edición/ Oxford University Press.

2. College Botany/ Vol 1 por Gangulee, Das , Datta/ New Central book Agency

PD

Sin embargo, aunque basado en opiniones, si tomamos 2 células de diferentes especies (o incluso de la misma especie), evolucionadas por separado durante muchos millones de años (por ejemplo, en el mismo entorno, solo genéticamente aisladas), deberían dar lugar a 2 células diferentes. reinos con una gran diferencia en su estructura, porque la evolución es un fenómeno muy dependiente del azar. Sí, es el déficit de nuestra imaginación-poder para adivinar 'y si' hubiera extraterrestres. Por la misma causa, los dioses y diosas de varias culturas son altamente antropomórficos e incluso tienen 2 tipos de sexo. O simplemente como tendemos a describir objetos no vivos (como una tetera, un matraz cónico o un tubo de rayos catódicos, un engranaje o un cepillo de dientes, etc.) con cuello, boca, dientes, mano, vientre, etc.

No podría haber ningún tipo de cuerpo evolutivo "ideal", simplemente porque la evolución es un proceso dependiente del azar, donde es posible una cosa infinita, no una sola, "ideal". He leído historias de ciencia ficción que hablan de drogas para avanzar (futuro) o retroceder (pasado) estado de evolución. El primero (futuro) se hizo un ser humano más inteligente. Prácticamente, si alguna vez pudiéramos inventar el primero, nunca podríamos llamarlo fármaco de avance de la evolución porque muchas cosas son posibles a través de la evolución. Es posible obtener un futuro-humano mucho más estúpido también, a través de la evolución regresiva (regresiva).

La evolución no planifica. Es solo una selección sobre los cambios que ya sucedieron. Esto es importante cuando se considera cualquier adaptación compleja.

Pero primero, veamos una adaptación simple: el "regreso" de los mamíferos al mar, como se ve con las ballenas. La división entre las protoballenas y sus primos terrestres fue exactamente lo que condujo a la nueva especie: parte de la población se estaba beneficiando de la caza o de esconderse en el mar, y eso significaba que tenían más comida que el promedio, o su la descendencia sobrevivió con una mayor probabilidad o algo así; y entre estoadaptarse a la vida en el agua fue una presión evolutiva significativa. Los que estaban mejor adaptados tenían más comida, etc., por lo que tenían más probabilidades de reproducirse y sus crías tenían más probabilidades de sobrevivir y, con el tiempo, llegaron a ser una proporción cada vez mayor de toda la población. Inevitablemente, llegaron a parecerse un poco a los peces, ya que esa es una forma que se adapta muy bien a la vida en el mar. Este es el mecanismo detrás de la evolución convergente : dos organismos diferentes que cambian para ser muy similares debido a un entorno muy similar.

Pero no se equivoquen, esta no es una adaptación compleja. Todos los cambios que ocurrieron durante la evolución de las ballenas actuales no requirieron requisitos previos: un cambio en la longitud de los huesos aquí, un reflejo de buceo más prominente allá... No obtuvieron branquias. No obtuvieron un saco de aire. Todavía son mamíferos de principio a fin.

Una adaptación compleja es mucho más rara y rápidamente se vuelve bastante fija. Primero, necesita una adaptación A, que debe ser útil por sí sola (recuerde, la evolución no planifica con anticipación). Luego, una vez que la población está compuesta casi en su totalidad por organismos que ya tienen A, es posible que exista otra adaptación beneficiosa, B (que depende de A), y se acumule en la población. A medida que pasa el tiempo, y los organismos siguen cambiando, es posible que obtenga una versión "actualizada" de A, A', que conduce a B', y una nueva adaptación, C, depende de A' y B'... la evolución ha ninguna herramienta para hacer grandes cambios (a menos que cuentes a los humanos: P).

Es mucho menos probable que se produzcan adaptaciones complejas en la evolución convergente (ya que las condiciones que favorecieron a A en primer lugar podrían no estar presentes en otro entorno similar, por lo que B nunca tendrá la posibilidad de ser útil). También tienden a ser más fijos: hay mucho menos lugar para ajustar. Considere el ojo: si bien ha "evolucionado" de forma independiente varias veces, los resultados finales son muy diferentes. Por ejemplo, nuestros ojos tienen nervios delante de las células sensoras, mientras que los pulpos los tienen al revés. Y nuestro enfoque es peor, por supuesto: significa que tenemos el punto ciego donde los nervios tienen que atravesar las células sensoriales, y disminuye la sensibilidad de las células sensoriales, ya que hay nervios encima de ellas. pero es extremadamenteEs poco probable que esto se solucione de forma natural: la diferencia en la evolución ocurrió muy temprano, cuando la adaptación compleja aún no estaba allí. No hay un solo paso que pueda arreglarlo ahora (que yo sepa), y no es lo suficientemente ventajoso como para tener la posibilidad de propagarse en una población, incluso si sucedió a través de una mutación.

Este es el segundo gran punto. Si bien la evolución en sí no es aleatoria (es muy estadística), la mutación ciertamente lo es. Ahora considere cualquier adaptación compleja. Quieres C, porque te da una ventaja. Pero C necesita B', que necesita A', que necesita B, que necesita A... y cada paso debe haber sido una ventaja propia. Pero, ¿y si A es tan ventajoso como xA, pero son mutuamente excluyentes? ¿Y si sucede que B no puede trabajar con xA? Tendrás dos poblaciones, una de las cuales está "atascada" en xA, mientras que la otra está felizmente en Cing. O, como nos pasó a nosotros ya los pulpos, xA no funciona con B, pero sí con xB, lo que conduce a algo sospechosamente similar a C, pero diferente.

Sin embargo, ¿esto realmente se aplica a toda una biosfera alienígena que se desarrolló en un planeta similar a la Tierra? Eso es bastante imposible de decir. Toda la vida en la Tierra que conocemos está hecha de ARN, por ejemplo. Esto no significa necesariamente que el ARN sea el mejor que haya existido; simplemente puede significar que una vez que apareció el ARN, nada más pudo sobrevivir, o hubo adaptaciones complejas que rápidamente se injertaron sobre el ARN. El ADN es solo una "actualización" sobre el ARN: lo usamos para el "almacenamiento de datos principal", pero generalmente se transcribe a ARN antes de que se use para construir proteínas, señales y todas las demás funciones que tiene el ARN en el cuerpo. Cada organismo en la Tierra que conocemos tiene un ancestro común, pero eso no significa que el ancestro común sea inevitable o el mejor. Puede que solo signifique que una vez que existió la vida, consumió cada trozo de proto-vida que encontró. Existe una buena posibilidad de que una nueva vida desde cero simplemente no pueda aparecer en un entorno que ya está habitado por otra forma de vida.

Sin embargo, me arriesgaría a adivinar que la forma en que los extraterrestres se ven más a menudo en la ficción es muydemasiado humano Hay muchas cosas que son 100% "accidentales" en toda la ascendencia de un humano moderno. Los pulgares oponibles suenan útiles para cualquier criatura que fabrique herramientas que use una combinación de músculo y hueso; el hecho de que tengamos cinco dedos no lo es. La forma en que se forman nuestras cabezas se basa en gran medida en la forma en que muchas adaptaciones individuales dieron forma a nuestras complejas adaptaciones, y es poco probable que sea similar en otros lugares. Un tropo común en la ciencia ficción es tener especies alienígenas que son reptiles humanoides o aves humanoides, por ejemplo; pero ¿por qué una hembra humanoide parecida a un reptil tendría senos? ¿O cinco dedos? ¿O pelo? La simetría bilateral es casi omnipresente en los mamíferos, y suena bastante bien (simplifica muchas cosas, se adapta bien a la manipulación y la observación en un entorno 3D...),

Dicho esto, obviamente , los extraterrestres en la ciencia ficción (especialmente las películas y los programas de televisión) están diseñados de tal manera para a) facilitar que los humanos interpreten a los extraterrestres, b) facilitar que los humanos se relacionen con los extraterrestres, tanto en -pantalla y en el teatro, c) evitar cometer errores tontos en el diseño de tales extraterrestres. Algunos programas tratan de agitar esto o incluso justificarlo por completo (los gatos humanoides en Red Dwarf tenían una gran ventaja por estar lo más cerca posible de los humanos, ya que vivían en un barco diseñado para humanos), con varios niveles de éxito. (Correcto, Star Trek, sembrar vida cinco mil millones de años en el pasado va a producir totalmente especies alienígenas similares cinco mil millones de años después ).