Fuentes de Variacion

La teoría de Darwin sobre la selección natural puso los cimientos de la teoría evolutiva moderna, y sus experimentos y observaciones mostraron que los organismos varían entre ellos dentro de una población, que algunas de estas variaciones son heredadas, y que esas diferencias pueden achacarse a la selección natural. No obstante, Darwin no pudo explicar la fuente de esas variaciones. Como muchos de sus predecesores, pensó erróneamente que los rasgos hereditarios eran producto del uso y la obsolescencia, y que los rasgos adquiridos durante la vida de un organismo podían transferirse a su descendencia. Buscó ejemplos, como el caso de las grandes aves no voladoras, que desarrollan patas más fuertes gracias al ejercicio, y alas cada vez más débiles por falta de uso hasta que, como el avestruz, les resulta completamente imposible volar. Este malentendido se denominó herencia de caracteres adquiridos, dentro de la teoría de la transmutación de las especies que enunció Jean-Baptiste Lamarck en 1809. A finales del siglo XIX, esta teoría se conocía como lamarckismo. Darwin formuló una teoría llamada pangénesis con la que trató de explicar cómo se heredaban las características adquiridas, y que no obtuvo ningún reconocimiento. En la década de 1880, los experimentos de August Weismann indicaban que los cambios que provoca el uso o falta de uso de un órgano no pueden heredarse, y el lamarckismo fue cayendo paulatinamente en el olvido.32​

La explicación de cómo pasan los nuevos rasgos de padres a hijos surgió en el pionero trabajo genético de Gregor Mendel. Sus experimentos con varias generaciones de plantas de guisantes demostraron que la herencia funciona separando y reorganizando la información hereditaria durante la formación de las células reproductivas, y combinando esa información durante la fertilización. Este proceso es similar a mezclar las cartas de una baraja: el organismo adquiere una mezcla aleatoria de los rasgos genéticos de un progenitor, y la otra mitad del otro. Mendel denominó «factores» a esta información, aunque más tarde recibieron el nombre de genes. Los genes son la unidad básica de la herencia en los organismos vivos, y contienen la información que dirige el desarrollo físico y el comportamiento de dichos organismos.

Los genes se componen de ADN. El ADN es una larga molécula formada por moléculas individuales llamadas nucleótidos. La información genética está codificada en la secuencia de estos nucleótidos que forman el ADN, de la misma forma que las letras que forman las palabras tienen la información de una página. Los genes serían cortas instrucciones compuestas de las «letras» del alfabeto del ADN. En su conjunto, los genes poseen suficiente información para ser considerados un «manual de instrucciones» de la construcción y funcionamiento de un organismo. No obstante, las instrucciones de este alfabeto de ADN pueden sufrir mutaciones, lo que alteraría la información contenida en los genes. En las células, los genes forman los cromosomas, y es la reorganización de estos cromosomas lo que da como resultado combinaciones únicas de genes en la descendencia. Como los genes interactúan entre ellos durante el desarrollo de un organismo, las combinaciones de genes producidas en la reproducción sexual incrementan la variabilidad genética de la población aunque no haya nuevas mutaciones.​ La variabilidad genética de una población puede también incrementarse cuando los miembros de esa población se cruzan con miembros de otra población, causando un flujo genético entre ambas poblaciones. Este hecho puede introducir en una población genes que no se hallaban presentes.

La evolución no es un proceso aleatorio. Aunque las mutaciones del ADN sí lo son, la selección natural no depende del azar: el entorno determina la probabilidad de éxito reproductivo. La evolución es un resultado inevitable de copias imperfectas de organismos que se han autorreplicado a lo largo de millones de años presionados por su entorno. La consecuencia de su evolución es un organismo imperfecto. Los productos finales de la selección natural están adaptados a sus entornos actuales. La selección natural no implica que se produzca una evolución progresiva hacia un objetivo final: la evolución no está consagrada a lograr formas de vida más avanzadas, más inteligentes o más sofisticadas.​ Por ejemplo, las pulgas (parásitos sin alas) descienden de una mosca escorpión ancestral, y las serpientes son lagartos que no necesitan extremidades, aunque las pitones siguen desarrollando pequeñas estructuras, restos de las patas traseras de sus ancestros.36​37​ Los organismos evolucionados no son más que el resultado de variaciones que tuvieron éxito o fracasaron, dependiendo de las condiciones del entorno en esa época.

Los cambios rápidos en el entorno suelen causar extinciones.​ De todas las especies que han existido en la Tierra, el 99% están actualmente extintas.​ Desde que apareció la vida en la Tierra, cinco extinciones masivas han conducido a grandes descensos repentinos en la variedad de las especies. El más reciente, la extinción masiva del Cretácico-Terciario, sucedió hace 66 millones de años.