Montañas: El Paso Headlee por yo tuco,
Flick/Creative Commons
Por Carl Zimmer [1]
Cuando los biólogos piensan acerca de la evolución de la
vida, piensan acerca de como se escalan montañas.
Para entender este punto de vista de los Alpes, imagínese a
un biólogo estudiando los peces en un lago. Cada pez puede nacer grande o
pequeño. Aquellos peces nacidos con determinados tamaños, podrían tener más
probabilidades de sobrevivir y reproducirse que otros. Cada especie de pez
podría ser agresiva o asustadiza. Y esta agresividad podría determinar
probabilidades en su reproducción.
Para tener una idea completa de esto, es muy útil el imaginarse
un paisaje. Cada punto del paisaje es una diferente combinación entre sus
rasgos diferenciados y el tamaño corporal. Son como la longitud y latitud en un
mapa. Cada combinación de latitud y longitud es un determinado nivel de desarrollo
reproductivo. Imagínense el desarrollo de una especie como el punto de mayor
altura en ese paisaje. A mayor desarrollo, mayor la altitud.
La biología de los peces pueden darle la topografía a un
paisaje . Tal vez produzcan una sola montaña. En la que la cima sea la
combinación del peso y de la agresividad que producen las camadas[2]
de alevines[3].
El paisaje se abre y conforme la montaña va disminuyendo en altura en todas las
direcciones, a menor altura, mayor la probabilidad que los peces mueran, o no se
reproduzcan.
Los peces en un lago podrían estar agrupado en uno de los flanco de la montaña. Los peces más próximos
a la cima podrían dar más camadas de peces que los que están cuesta abajo. Como
resultado de ello, estas características en los genes van a pasar a la siguiente generación. Y esto significa que
las siguientes especies tenderán a subir hacia la cumbre. Si surge una nueva mutación,
la selección natural favorecerá si
es que ayuda a los peces a subir más. Con el tiempo, los peces llegarán a la
cima. Una vez en la cima y plantada su bandera en ella, ahí se quedarán. Al no
haber nada que subir, la selección natural se detiene y nada será capaz de
empujarlos fuera de la cima.
Ahora imagínese que hay dos elevaciones, dos cimas, no una.
Los peces asentados en de las cimas de la montaña, mientras que a la distancia,
una segunda cima sobresale por encima de ellos. Los peces no pueden llegar a
esta segunda cima, debido a que la selección natural sólo los empuja a avanzar
cuesta arriba. Al no avanzar más, los peces detienen su desarrollo y se quedan
con las características físicas alcanzadas.
Este paisaje evolutivo, esta forma de ver las cosas, ha estado flotando en la mente de los
biólogos por lo menos ochenta años. Una serie de científicos, empezando por
Sewell Wright y George G. Simpson, desarrollaron este concepto como una manera
de pensar de cómo la evolución va transformando las especies. (Para mayor
información se puede consultar el libro: El
Paisaje Adaptivo en Biología Evolutiva.) Para muchos biólogos, esta manera
de ver la evolución ha sido
poderosamente útil. Y ha tenido mayor utilidad cuando los científicos representaron
los mapas de los paisaje con datos biológicos reales, estableciendo las
elevaciones de cada punto en función de cómo los organismos se han reproducido
en la realidad.
Chris
Martín y Peter Wainwright, de la Universidad de California en Davis han desarrollado
este concepto con peces reales en lagos reales. Y su investigación está
ayudando a los científicos no sólo a comprender cómo la evolución permite que una forma de vida llegue a
plantar su bandera en una cima, sino que explique el desarrollo de otras
especies, en un rango entero de cimas.
Los peces en este estudio, son tres especies de alevines
(Cyprinodon) que viven en los lagos de la isla de San Salvador en las Bahamas.
Los lagos tienen menos de 10.000 años de antigüedad y contienen tres especies
que se alimentan de manera fundamentalmente diferente. Una especie se alimenta
de algas y de la descomposición de materia animal, lo que es considerado un
estilo de vida común para las especies jóvenes en otras partes del Nuevo Mundo.
Sin embargo, una segunda especie es más inusual: tiene poderosas mandíbulas que
emplea para deglutir caracoles. Y una tercera es aún más rara: esta última, deglute
las escamas de otros peces.
(Fig. 1) De Chris Martín en el 2011
Sólo desde el punto de vista anatómico, el desarrollo de
estas especies de peces ha sido espectacular. El diagrama muestra las partes
del cuerpo de los alevines, que han cambiado, en San Salvador (en color amarillo
se muestran los cambios considerados fuertes y en color naranja los
considerados más fuertes). Estos cambios están considerados los más rápidos, que se hayan registrado antes en animales.
Para entender cómo estas especies de peces jóvenes, han
evolucionado tan rápidamente en tres distintas formas, Martín y Wainwright
aprovecharon el hecho de que las especies son muy jóvenes. Que por ello aún
pueden cruzarse y producir otras especies híbridas. Así que Martín recogió
peces de los lagos y los llevó a Davis, donde los alimento y crió por dos
generaciones hasta producir 3.000 especies híbridas, cada una con una
combinación de rasgos diferentes.
Martín estudió algunos de estos híbridos en su laboratorio,
y se percató que todas las especies sobrevivieron igual de bien en Davis. La
sobrevivencia de los peces le hizo entender a Martín que la combinación de sus
genes no crea trastornos ni desordenes que puedan acortar sus vidas. Para ver
cómo les iría a estas especies de laboratorio en la naturaleza, Martín las llevó
de retorno a San Salvador, casi 2.000 alevines híbridos.
Martín depositó los peces en recintos cerrados que previamente
construyó en los lagos. Ahí dejó las especies a su suerte durante tres meses.
Luego regresó para ver los resultados, ¿cuáles habían sobrevivido? y ¿que tanto
había crecido los sobrevivientes?.
A partir de estos datos, Martín pudo dibujar con precisión
un panorama preciso que representa la evolución de estas especies jóvenes. Y
aquí está el panorama que dibujó. La latitud y la longitud representan dos diferentes
conjuntos de medidas, que toman en cuenta características como la longitud de
la mandíbula y la profundidad de sus cuerpos.
(Fig. 2) El Paisaje adaptativo de alevines. Cortesía de
Chris Martín
La cima verde corresponde a las especies que se alimentan de
algas, desechos y materia descompuesta. La cima roja representa a la especie
que se alimenta destruyendo y deglutiendo caracoles. Entre estas cimas, el paisaje intermedio está formado por
las caídas (depresiones), que reflejan a las especies híbridas que cuanto más alejadas
de las cimas, menos desarrollo y cambios reflejaron. Y en el zona azul (depresión
azul) se sitúan las especies híbridas que roen la piel y las escamas.
La mayor parte de las especies jóvenes en San Salvador se
alimentan de algas, desechos y
materia en descomposición. Pero la investigación de Martín demuestra que si comenzaran
a alimentarse de caracoles, estarían mucho mejor. Sin embargo, para ello,
tendrían que cruzar una depresión en el panorama evolutivo. Como resultado ellos
se quedan atrapados en su propia cima, buscando mejorar.
Entonces, ¿cómo evolucionaron los que se alimentaban de caracoles
? Una pista viene de otro experimento que Martín hizo. Puso especies jóvenes en
otro conjunto de recintos cerrados, pero con una densidad mucho menor (menos
especies y alimento suficiente para todos). La ausencia de competencia fue buena
para todos los peces, incluidos las especies híbridas, todos estuvieron más
propensos a sobrevivir en estos recintos. Cuando había comida no había necesidad
de que una especie hibrida se imponga sobre otra.
Este resultado sugiere que las cosas fueron diferentes en
los lagos cuando se formaron hace miles de años. No hubo competencia cuando las
especies jóvenes llegaron. En otras palabras, el paisaje evolutivo era diferente.
En lugar de los (alturas y depresiones en el dibujo adaptativo), eran suaves
colinas. Algunos peces se adaptaron y empezaron a deglutir caracoles. De
desarrollo mediocre al principio, fueron los mejores trituradores de caracoles
en San Salvador. Sus descendientes evolucionaran hasta llegar a ser tan buenos como cualquier otra especie
joven haría en su propia montaña evolutivo.
Lo qué está pasando en estos lagos, en una pequeña isla,
podría arrojar luces sobre cómo han evolucionado las especies durante cientos
de millones de años. Una y otra vez, los científicos encuentran evidencia de
que las especies originales (de linaje)
explotan en una diversidad rápidamente y luego su diversificación
disminuye. El paisaje adaptativo les
impone las reglas y les permite desarrollarse con rapidez para ocupar los
nichos vacíos. Si el paisaje cambia de forma, entonces es mucho más difícil el
moverse alrededor. Los científicos que han documentado los patrones de
diversidad en los registros fósiles han previsto un paisaje evolutivo con varias
cimas. Ahora, por primera vez, Martín ha marcado las cimas en un paisaje
evolutivo real.
Por supuesto, este experimento no responde a todas las
preguntas que tienen los científicos sobre cómo evoluciona la diversidad e
incluso plantea algunas preguntas propias. ¿Qué pasa por ejemplo, con los peces
roedores de piel y escamas? ¿Por qué se ubican en las depresiones, en el fondo
de los panoramas adaptativos?
Cuando Martín puso las especies híbridas con la anatomía
desarrollada como roedores de piel
y escamas en los lagos, prácticamente casi todos murieron. Lo que lo hace más interesante
es que Martín encontró pocas escamas en los estómagos de estas especies. Es
como si ni siquiera hubieran tratado de alimentarse de esta manera. Puede ser
que se extinguieron porque la oferta de alimento no les diera la oportunidad
para sobrevivir con su especial anatomía o porque simplemente, trataron de
alimentarse como las otras especies y fueron dejados atrás por ellas, para
terminar muriendo.
En otras palabras, aún en los lagos pequeños, existe un
territorio evolutivo incógnito que a Martín le falto colocar en el mapa.
[1] Carl Zimmer
es un escritor de temas científicos cuyos trabajos aparecen con frecuencia en
el New York Times, National Geographic y otras publicaciones. Es autor de 13
libros, entre ellos “Parásito Rex”, “La Orilla complicada : Introducción a la
Evolución”. Se le puede encontrar en el blog The Loom, Twitter, Facebook,
Pinterest y Google+
[2] Camada:
Conjunto de peces que paren de una vez las hembras de los animales.
[3] Alevín: Cría
de pez peces que incluye la fase comprendida entre la larva y el adulto y que
en ciertos de peces de agua dulce se utilizan para repoblar. También significa
joven, principiante.
No hay comentarios:
Publicar un comentario