LA ESPECIACIÓN

Se llama especiación al proceso de aparición de una nueva especie.
Una especie es un conjunto de poblaciones que se reproducen entre sí y tienen descendencia fértil.
La mula es un híbrido de caballo y burra. Los mulos no son fértiles.

 Las distintas razas de perros no son especies diferentes. Se pueden cruzar entre sí.

Las especies se nombran con la nomenclatura binomial ideada por Linneo. Se usan dos palabras, una para el género y otra para la especie. Así el gorrión (nombre vulgar) sería Passer domesticus.

La condición fundamental para que tenga lugar la especiación es el aislamiento reproductivo entre la especie original y la nueva especie.
 Hay dos tipos de especiación:

-Especiación alopátrica: supone la existencia de una barrera geográfica (mar, desierto, montaña) que separa en dos poblaciones a la especie original durante un largo período de tiempo durante el cual las dos poblaciones acumulan cambios que hacen que no sea posible el cruzamiento entre ambas.

Un ejemplo de este tipo de especiación puede ser la formación del istmo de Panamá, hace 3 millones de años. Esta barrera separó las especies acuáticas del Pacífico y el Atlántico. Las langostas del género Alpheus evolucionaron originado siete especies muy relacionadas en cada lado del istmo.

-Especiación simpátrica: es aquella en la que no intervienen barreras geográficas. Estos mecanismos pueden ser precigóticos y postcigóticos según que impidan la fecundación o se produzcan después de ella.

Entre los precigóticos están:

- De tipo mecánico: incompatibilidad de los órganos reproductores o de los gametos que impiden la fecundación. El pétalo de la Salvia negra sólo permite que se posen abejas pequeñas. Las abejas grandes sólo se pueden posar en las flores de la Salvia blanca. Esto hace imposible la polinización cruzada.
- De tipo gamético: los gametos son incompatibles.

-De tipo ecológico: las poblaciones viven en hábitats diferentes con distintas condiciones de humedad, luz, temperatura, etc dentro de un mismo ecosistema. Así, las ranas arborícolas se aparean en estanques temporales y las ranas toro lo hacen en estanques mayores y permanentes.

-De tipo etológico: las dos poblaciones muestran comportamientos de cortejo, atracción, hábitos de vida (nocturna o diurna), etc muy distintos.

Entre los postcigóticos están:

- Inviabilidad de los híbridos: los cigotos híbridos no llegan a desarollarse o no alcanzan la madurez sexual.

- Esterilidad de los híbridos: los híbridos no producen gamentos funcionales. Es el caso de la mula, híbrido del caballo y la burra.
- Degradación de la segunda generación: la descendencia de los híbridos es estéril o poco viable.

LA POLIPLOIDÍA
La poliploidía o aparición de conjuntos adicionales de cromosomas dentro de una especie es un mecanismo común entre vegetales como trigo, maíz, tomate, manzanas, etc.
Los poliploides pueden surgir también del cruzamiento entre especies diferentes. Los híbridos resultantes se llaman alopoliploides.
La alopoliploidía es un factor muy importante en la evolución de las plantas con flor y explica la gran diversidad de plantas en la actualidad ya que permite la aparición de una nueva especie en una generación.
La primera especie conseguida en el laboratorio fue por el cruce de Nicotiana tabacum (diploide de 48 cromosomas) y Nicotiana glutinosa (diploide de 24 cromosomas). El híbrido que se produce es estéril pero podía crecer y multiplicarse de forma vegetativa y ocasionalmente se producía una duplicación de sus cromosomas que daba lugar a un alopoliploide fértil. Así se logró en una sola generación una nueva especie de 72 cromosomas, Nicotiana digluta, que sólo era fértil al cruzarse con ella misma.

 

TAREAS

1. Relaciona los conceptos con sus definiciones:

2. Busca en el diccionario el término "endemismo" e intenta explicar por qué son tan abundantes en islas como Canarias o Hawai.

3. El organismo Archeopteryx vivió hace 150 millones de años. Tenía los huesos sólidos y su cuerpo estaba cubierto de plumas aunque se cree que no era buen volador. Tenía dientes y garras.

       Observa el dibujo y responde:

      a) ¿Entre qué grupos de animales parece tener características intermedias este organismo extinguido?

      b) ¿Qué prueba a favor de la evolución se considera este organismo?

4. El apéndice vermiforme es una estructura del intestino grueso. Su inflamación se conoce como apendicitis. Se considera que el apéndice es un resto de nuestro pasado herbívoro.

Busca información sobre la función del apéndice.

Intenta dar una explicación de la presencia del apéndice según la teoría de Lamarck usando los términos desuso, heredable, transformación.

¿Conoces algunos ejemplos más de órganos vestigiales en la anatomía de los humanos?

     

5. Clasifica las siguientes pruebas evolutivas en paleontológicas, moleculares, embriológicas, anatómicas y geográficas:

a) cola en embriones de los vertebrados.

b) uniformidad de las rutas metabólicas.

c) establecimiento de la línea evolutiva del caballo.

d) las diferentes funciones de las extremidades de los vertebrados.

e) la existencia de Archeopteryx.

f) la misma función realizada por diferentes estructuras

g) especies emparentadas encontradas en distintos continentes.

6.Lamarck en un capítulo de "Filosofía zoológica", obra en la que expone su teoría evolutiva, explica así el origen de los tentáculos del caracol:

"...El caracol siente la necesidad de tocar los objetos y este impulso lleva a los fluidos y las fuerzas al lugar de la cabeza con el cual puede tocar; estas regiones crecen más rápidamente, esa capacidad se transmite a sus descendientes y cada generación la perfecciona, y de ahí los tentáculos del caracol..."

Explica qué ideas de la teoría de Lamarck se reflejan en el texto.

7. Completa el siguiente texto utilizando las palabras que se dan a continuación: favoreciendo, azar, poblaciones, medio, adaptarse, medio, características.
"Para Lamarck, los individuos que se esfuerzan por vivir en un ________ cambian al ____________ a él. Para Darwin, los cambios se producen al ________ y el __________ selecciona a las _________ que explotan mejor sus recursos __________ a aquellos individuos con ___________positivas".

8.Las garzas son aves de patas largas que viven en las riberas de los ríos alimentándose de peces. Sus antecesores tenían patas cortas.¿ Cómo explicaría Darwin su evolución? ¿Y Lamarck? ¿Cómo lo explicas actualmente según la teoría neodarwinista?

9. Según la teoría del gen egoísta, ¿quién tiene más éxito evolutivo, quien vive más años o quien tiene más hijos?

10. ¿Cómo explica la teoría del equilibrio punteado el registro fósil incompleto de algunas especies?

11. Explica la diferencia entre adaptación y evolución.

12. Algunos animales excavadores como el topo no tienen ojos o los tienen muy atrofiados. ¿Cómo explicaría este hecho Lamarck? ¿Y el neodarwinismo?

13. La siguiente gráfica muestra el porcentaje de aglutación (reacción antígeno-anticuerpo) que se produce entre el suero humano y el de diferentes especies animales. ¿Qué deduces de la gráfica? ¿Qué tipo de prueba puede considerarse este estudio?

14. En zonas donde soplan vientos fuertes y constantes existen insectos con alas reducidas (o incluso sin alas) respecto a miembros de especies semejantes que viven en otras áreas. La presencia de las alas representa un riesgo para la supervivencia ya que podrían ser arrastrados y morir.
a) ¿Cómo explicaría Lamarck la reducción de las alas?
b) ¿Cuál sería la explicación de Darwin?
c) ¿Cómo lo haría el neodarwinismo?


15. Ejercitando los músculos puede conseguirse un mayor desarrollo muscular. Este es el fundamento del culturismo. Según Lamarck, ¿qué sucedería con los hijos de un culturista? ¿Y según la teoría evolutiva actual?

16. ¿Cuál es la unidad sobre la que actúa la evolución según el darwinismo, el neodarwinismo y según la teoría del gen egoísta?

PARA PREPARAR EL EXAMEN DE EVOLUCIÓN

1.      Define los siguientes términos: evolución, adaptación, fijismo, creacionismo, selección natural, caldo primitivo, protobionte, biogénesis, gradualismo, equilibrio punteado, fósil de transición, serie filogenética, ontogenia, filogenia, órganos homólogos, órganos análogos, órganos vestigiales, especiación, especie, población, taxonomía, nomenclatura binomial.

2.      Redacta un texto explicando la teoría de Oparin del origen físico-químico de la vida.

3.  ¿Qué siginifica que la atmósfera primitiva era reductora? ¿Qué acontecimientos se producen en la Tierra primitiva para que la atmósfera se volviera oxidante?

4.      Explica la teoría evolutiva de Lamarck.

5.      Explica la teoría evolutiva de Darwin.

6.      Explica la teoría sintética de la evolución o neodarwinismo.

7.      Explica las diferencias entre:

a)      Gradualismo y equilibrio punteado.

b)      Órganos homólogos y órganos análogos.

c)      Especiación simpátrica y especiación alopátrica.

8.      Dibuja esquemáticamente el árbol de la vida. ¿Cuál es la clase de Metazoos más reciente? ¿Y de Metafitas?

9.  ¿Cuáles son las principales diferencias entre los tres Dominios en que se clasifican los seres vivos?

10.  Elabora una tabla que recoja las principales diferencias entre los cinco Reinos.

11. Pincha aquí y completa las actividades de autoevaluación.

TRABAJO BIBLIOGRÁFICO "LOS SERES VIVOS Y EL MEDIO".

Lee detenidamente el tema 9 de tu libro de texto. El trabajo que debes entregar debe contener los siguientes apartados:

1. LA ADAPTACIÓN DE LOS SERES VIVOS: ¿Qué es el medio ambiente? ¿Qué es la adaptación? ¿Qué es la Ecología?

2. FACTORES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS: ¿Qué es un factor limitante?. Organismos estenoicos y euroicos.

3. PRINCIPALES ADAPTACIONES A LA LUZ, A LA ESCASEZ DE AGUA,  A LA TEMPERATURA Y A LA CONCENTRACIÓN DE SALES.

4. POBLACIONES Y COMUNIDADES. ESTRATEGIAS R Y K DE LAS POBLACIONES.

5. RELACIONES INTRAESPECÍFICAS E INTERESPECÍFICAS.

El trabajo debe incluir imágenes, índice y bibliografía. La extensión máxima no debe superar las ocho páginas.

Fecha límite de entrega: 21 de febrero.

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN

Actualmente la evolución se considera un hecho irrefutable y hay pruebas que la avalan:

- PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS: se basan en el estudio de fósiles de transición y series filogenéticas.

Los fósiles de transición son formas intermedios entre diferentes grupos taxonómicos. Así Archeopteryx demuestra el parentesco evolutivo entre reptiles y aves.

Cuando los fósiles de un organismo se colocan como una secuencia, muestran cambios progresivos, resultado del proceso evolutivo experimentado. Se trata de una serie filogenética (conjunto de fósiles que ordenados de mayor a menor antiguedad representan la historia evolutica de un organismo). La evolución del caballo es un claro ejemplo. A partir del ancestro más antiguo, Hyracotherium (de unos 40 cm de altura, que vivía en zonas boscosas y se alimentaba de hojas de arbustos) de mediados de la Era Terciaria, se fueron produciendo cambios de tamaño, alargamiento del cuello, número de dedos, dentición y en el cráneo, hasta llegar al animal actual, que vive en praderas y se alimenta de hierba.

El onicóforo puede considerarse un fósil viviente al ser una especie de transición entre anélidos y artrópodos.

- PRUEBAS GEOGRÁFICAS: consisten en el estudio de especies muy parecidas en lugares distintos. Así, el avestruz, el ñandú y el kiwi son aves no voladoras que viven en África, Sudamérica y Nueva Zelanda.

Al separarse los continentes el ancestro común evolucionó de forma diferente adaptándose al medio en el que vivían.



-PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS: se basan en el estudio comparativo de los embriones de los diferentes grupos taxonómicos. Cuanto mayor sea el parentesco evolutivo entre dos grupos taxonómicos, mayor parecido existe entre los embriones. La semejanza en las primeras fases de desarrollo evidencia un origen común.

Haeckel considera que "la ontogenia (desarrollo embrionario) recuerda la filogenia (desarrollo evolutivo)".

- PRUEBAS ANATÓMICAS: se basan en el estudio comparado de la estructura interna de órganos. Se utilizan tres tipos de órganos: homólogos, análogos y vestigiales.

Órganos homólogos: son órganos que tienen un origen común y estructura interna similar pero que realizan diferentes funciones, resultado de la adaptación a diferentes medios.

 

La figura muestra la estructura interna de los tetrápodos. Todos tienen cinco dedos y derivan de una estructura ancestral llamada quiridio. De ella también evolucionaron las alas de las aves y de los murciélagos. Los órganos homólogos son una prueba de evolución divergente o radiación adaptativa.

Órganos análogos: son órganos que tienen diferente origen y estructura interna pero que cumplen la misma función. El ala de un ave y el de una mosca son una extensión plana y el aleteo es muy similar. Las aletas de un delfín y de un pez son muy parecidas pero no tienen un origen común. Son más bien el resultado de la adaptación al mismo medio, en este caso, el acuático. Se trata de órganos análogos y se consideran una prueba de evolución convergente o convergencia adaptativa.

En la Era Secundaria Australia se separó del supercontinente Gondwana. Por ello se produjo un aislamiento de un grupo de mamíferos muy primitivos que evolucionaron de forma independiente a los del resto del mundo y dieron lugar a los mamíferos marsupiales, como el kanguro, el koala o el lobo marsupial. En los otros continentes se desarrollaron los mamíferos placentarios.

Algunos mamíferos australianos y los de otros continentes, han desarrollado las mismas adaptaciones, porque viven en un ambiente similar. Este es un ejemplo de cómo la selección natural hace que , ante los similares problemas ecológicos, la evolución produzca soluciones anatómicas y fisiológicas semejantes. El lobo europeo y el lobo marsupial de Oceanía son carnívoros cazadores que cazan en manada, viven de forma similar y tienen una anatomía parecida. Son un ejemplo de convergancia adaptativa.

¿Qué mamífero africano crees que desempeña el mismo papel ecológico que los canguros y los ciervos?

Óganos vestigiales: son órganos con uan función limitada o nula pero que fueron importantes en los organismos predecesores. Así la pelvis de los tetrápodos es una estructura ósea necesaria para articular las extremidades posteriores. Los antepasados de las ballenas abandonaron la tierra para vivir en el mar. En este medio, las balenas ya no necesitaban las extremidades inferiores pero aún tienen restos de las que tenían sus antepasados. Las serpientes también tienen restos de las extremidades de sus antepasados.

Podéis ver este vídeo de Richard Dawkins sobre las alas vestigiales del cormorán.

Otros órganos vestigiales son el apéndice, el coxis, las muelas del juicio o el tubérculo de Darwin.

Pincha aquí para ver un vídeo sobre órganos vestigiales.

- PRUEBAS BIOQUÍMICAS Y MOLECULARES: se basan en la similitud entre ADN y proteínas de diferentes organismos. La secuenciación del ADN ha demostrado que el chimpancé es nuestro pariente actual más cercano. Su ADN se diferencia del nuestro en sólo un 2,5%.
Otras pruebas de este tipo son la existencia de fotosíntesis en algas y plantas, la similitud del proceso de la respiración en todos los organismos aerobios, la similitud de proteínas como la insulina en grupos animales emparentados, etc.

Un estudio de secuenciación de ADN en palomas apoya la teoría de la evolución.

LA DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS.

La enorme diversidad de los seres vivos ha hecho necesaria su clasificación. La taxonomía es una ciencia que se ocupa de realizar la clasificación de los seres vivos en grupos relacionados entres sí. Los sistemas actuales de clasificación agrupan a los organismos según sus relaciones evolutivas, es decir, con una base filogenética. La Filogenia (rama de la Biología que se ocupa de establecer relaciones de parentesco entre las especies y por tanto de su evolución) se apoya en la anatomía comparada, la fisiología y la genética. Las técnicas moleculares (secuenciación de ADN y proteínas, comparación de rutas metabólicas, etc.) está resultando muy eficaz.
 Atendiendo a criterios progresivamente más selectivos se crean unas categorías taxonómicas o taxones, que son: dominio, reino, división,  clase, orden, familia,  género y especie.

Se entiende por especie a un conjunto de individuos con características comunes que se reproducen entre sí y tienen descendencia fértil.

El concepto de especie fue elaborado por Carl von  Linneo,  naturalista sueco.

Linneo  creó la nomenclatura binomial,  que consiste en designar a cada especie con dos nombres en latín. El primero se refiere al género y el segundo a la especie. Así, el lobo es Canis lupus y pertenece al orden de los Carnívoros, familia Cánidos, clase Mamíferos, división Vertebrados, al Reino de los Metazoos o animales superiores y dominio Eucaria. El perro (Canis familiaris) tiene un antepasado común con el lobo. El lobo aún puede reproducirse con el perro. El zorro (Vulpes vulpes) tiene un antepasado común al lobo y al perro, pero ya no puede reproducirse con el lobo ni con el perro.

Los cinco reinos son los siguientes:

REINO	Organización celular	Tipo de nutrición	Nivel de organización
Moneras (Bacterias y Cianobacterias)	Procariota	Autótrofa o heterótrofa	Unicelular
Protoctista (Algas y Protozoos)	Eucariota	Heterótrofa (Protozoos) o autótrofa (algas unicelulares)	Unicelular
Fungi (Hongos)	Eucariota	Heterótrofa	Unicelular o pluricelular
Metafitas (Plantas superiores)	Eucariota	Autótrofa	Pluricelular
Metazoos (Animales superiores)	Eucariota	Heterótrofa	Pluricelular

 

 

A partir de 1990 y basándose en técnicas moleculares se propone la existencia de tres dominios: Archaea (arqueobacterias), Bacteria (bacterias) y Eucarya (eucariotas). Los dos primeros son procariotas y el último, eucariotas.

Un hito fundamental en el proceso evolutivo fue sin duda el paso de la célula procariota a la eucariota (ver teoría endosimbiótica de Lynn Margullis).

El Reino Protoctista incluye a los Protozoos (como la ameba o el paramecio) y las algas.

Otro paso evolutivo esencial fue la aparición de los seres pluricelulares hace unos 750 millones de años y que se agrupan en tres Reinos (Fungi, Metafitas y Metazoos).

El Reino Fungi ( hongos) pueden ser unicelulares como las levaduras y pluricelulares.

Las Metafitas incluyen a los musgos (Briofitas), helechos (Pteridofitas), Gimnospermas (plantas con semillas pero sin fruto, como los pinos (Coníferas) y  Angiospermas (plantas con semillas y frutos).

 

La representación de las relaciones evolutivas entre los distintos grupos de organismos recibe el nombre de árbol de la vida.

Pincha aquí para ver una animación del árbol de la vida.
En un árbol filogenético la longitud de las ramas indica el tiempo transcurrido desde que surgió una determinada especie o bien el grado de diferencia entre los ADN de dos especies.

¿Cómo han llegado los científicos a elaborar este árbol? ¿Cuál es el grupo de animales más reciente? Completa el siguiente cuadro:

	¿De qué seres proceden?	¿Qué grupos originaron?
Pteridofitas
Anélidos
Moluscos
Anfibios
Reptiles

En relación a este tema puedes leer el artículo "Las primeras formas de vida a debate" de la revista Investigación y Ciencia.

LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES PLURICELULARES

La conquista del medio terrestre supuso superar una serie de dificultades inexistentes en el medio acuático, entre ellas la desecación. Actualmente se cree que todas las plantas superiores (Metafitas) tienen como antepasado común a un grupo de algas que evolucionaron dando lugar a unas plantas muy primitivas que conquistaron el medio terrestre. De estas primeras plantas evolucionaron los musgos (Briofitas) y los helechos (Pteridofitas). A partir de los helechos se formaron las Gimnospermas (plantas con flores poco vistosas y con semillas, pero que carecen de fruto. Presentan polinización anemógama, es decir, por el viento). Las cicas actuales son muy parecidas a las primitivas Gimnospermas.

Más tarde surgieron las Angiospermas (plantas con flores vistosas y semillas protegidas por un fruto. Su polinización suele ser entomógama, es decir, por insectos).

A partir de las algas primitivas también evolucionaron las algas actuales.
Entre las adaptaciones de las plantas podemos destacar:
- la cutícula, capa protectora cérea que recubre la superficie.
- los estomas, poros especializados en el intercambio gaseoso.
- órganos reproductores pluricelulares que protegen a los gametos.
- la semilla, estructura que protege al embrión y facilita su dispersión geográfica.

Los animales superiores (Metazoos) proceden evolutivamente de organismos unicelulares heterótrofos parecidos a los actuales protoctistas. Todos los animales no tienen el mismo antecesor. Los metazoos más primitivos son las esponjas y los cnidarios (pólipos y medusas). Los anélidos (gusanos segmentados), artrópodos y moluscos tienen antepasados comunes. El origen de los equinodermos no es muy conocido. Los vertebrados más antiguos son los peces. A partir de los primitivos peces se formaron los peces óseos y los cartilaginosos. A partir de un grupo de peces que colonizaron el medio terrestre se formaron los primeros anfibios  y a partir de ellos evolucionaron los anfibios actuales (muy dependientes del agua) y los primeros reptiles. Los reptiles se diversificaron mucho en la era Secundaria dando lugar a muchos tipos extinguidos, como los dinosaurios. Los reptiles consiguen conquistar definitivamente el medio terrestre gracias a diferentes adaptaciones como la piel gruesa con estructuras protectoras como las escamas, la fecundación interna y el huevo amniótico. A partir de un grupo de reptiles evolucionaron las aves y los mamíferos. Dentro de los mamíferos placentarios está el orden de los primates, al que pertenece nuestra especie.

Las teorías actuales consideran que los invertebrados más emparentados son los equinodermos. Pincha aquí para saber por qué se cree esto.

Puedes ver una animación que muestra la evolución de los anfibios a partir de los peces (http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/ccnn/flash/tetrapodo.swf)


La Evolución según los Simpson.

Este vídeo muestra a Richard Dawskins comparando el genoma humano y el del chimpancé.

¿Por qué siguen existiendo los chimpancés?

´Lee el artículo "El origen de las aves modernas" de la revista Investigación y Ciencia.

LECTURAS

Lee estos artículos publicado por Evolutionibus

¿Nos cargamos a Darwin?

11 de septiembre de 2006 Escrito por Evolutionibus En Biología, Darwin, Evo-Devo, Evolución, Genética Tags: adaptación, Darwin, El País, Evolución, genes, PLoS, selección natural, Teoría de la Evolución

A vueltas con la “crisis del darwinismo”, el genetista del desarrollo Antonio García Bellido se decanta por una evolución a saltos. Se explica en una entrevista publicada en el suplemento semanal de El País: los grandes cambios en tipos animales, al estilo de los ocurridos durante la explosión cámbrica, no debieron producirse poco a poco, como propuso Darwin en su teoría, sino debido, posiblemente, a reordenaciones o cambios en la regulación en los genes del desarrollo.

En el cámbrico se ven quimeras que pueden ser mezclas de artrópodos y moluscos. Tuvo que suceder muy rápido, de forma súbita, y no muy expuesto a selección.

El periodista le espeta si “con eso nos cargamos a Darwin”, pero, afortunadamente, no es así:

Y Darwin tiene la genialidad de decir que esa competición es capaz de crear, porque si tú estás compitiendo y hay una variedad de fondo, estás creando cosas nuevas. Por tanto, la idea fundamental de Darwin es válida, pero no tanto los mecanismos.

Es en estos mecanismos en donde estaría modificándose la teoría de la evolución. Según el darwinismo, la adaptación al medio es la que provoca cambios, sería el motor de la evolución: con las pequeñas variaciones de fondo, ya presentes, la selección natural trabajaría. Pero según la nueva teoría, lo que importa son los genes: cómo se regulan y por qué el mismo gen del desarrollo está activo en unas especies y activo o trabajando de otro modo en otras.

El cambio mayor de la evolución es en qué organismos se expresan los genes y cuándo. Ahí es donde la evolución ha operado, lo que ha dado la diversidad en los organismos. Darwin no podía preverlo.

¿Se encuentra el darwinismo en crisis por esto? Vendría a completarse, otra vez más, la idea de Darwin con datos que ignoraba por completo, en este caso los genes (del desarrollo) y su funcionamiento. ¿No podría esto incluirse, sin que constituya un anatema, en la síntesis? Ustedes dirán.

Evolución en acción en el ratón ciervo

14 de agosto de 2011 Escrito por Evolutionibus En Biología, Divulgación, Ecología, Evo-Devo, Evolución, Genética, Selección natural, Zoología Tags: adaptación, Desarrollo Embrionario, El País, Evolución, evolución gradual, Evolution, Experimentos, genética, genes, Hopi Hoekstra, investigación, mimetismo, New York Times, ratón ciervo, Science, selección natural

Existe una investigación en marcha, de la que da cuenta el New York Times, en la que se trata de descubrir la influencia del medio ambiente en la evolución del color del pelaje. Los implicados en ella son Hopi Hoekstra y Rowan Barrett, de la Universidad de Harvard. El lugar de trabajo elegido es el inmenso complejo dunar de Nebraska (Nebraska Sandhills), el más grande de los EEUU y la especie objetivo, el ratón ciervo (Peromyscus maniculatus), el más abundante en el país.

Hace unos años, en varios trabajos, descubrieron qué genes estaban implicados en el color del pelaje de estos ratones. Este color puede variar de oscuro a claro, de modo que, como buen caso de manual, en los suelos oscuros los pelajes son también oscuros, mientras en que los suelos arenosos, más claros, los colores van del bronceado al anaranjado-rubio.

Más recientemente, este mismo año, Hoekstra y otros publicaron en Science las conclusiones de un trabajo relacionado con este. Demostraron que uno de los genes implicados en los colores claros, el Agouti, puede sufrir pequeños cambios en su expresión durante el desarrollo embrionario dando lugar a grandes efectos: impedir que los melanocitos lleguen al folículo piloso, provocando la ausencia de pigmentos oscuros.

Lo que ahora pretenden es entender cómo el medio ambiente influye en la expresión de estos genes y de los colores del pelaje.

Como en una historia clásica de este tipo, la explicación sería la siguiente: los individuos cuyo pelaje destaca sobre un determinado fondo son presa fácil para los depredadores, así que la selección natural favorecería el incremento en la frecuencia de los genes que impliquen un mayor mimetismo. Pero Hoekstra y Barrett tienen dudas sobre esto, así que la idea es entender cómo la diversidad genética actúa sobre la expresión de un carácter y cómo esta expresión actúa sobre la supervivencia a través de la selección natural.

Barrett ideó ocho confinamientos, cuatro con arenas claras y cuatro con suelos oscuros; encerró en ellos al mismo número de ratones claros y oscuros y esperó a ver qué ocurría.

Durante más o menos un mes, recogieron ratones de unas trampas ideadas a tal efecto. Además de otros parámetros, medían el color de su pelaje utilizando un espectrofotómetro y recolectaban algo de su ADN a partir de un fragmento de cola. El análisis genético mostraba todas las variantes, cómo estas influían en el color del pelaje y cómo afectaban a la supervivencia. Dice Barrett: “Debemos ser capaces de detectar si un gen es favorecido no por su control del color, sino por si estuviera haciendo algo más en el organismo“.

La duda procede del descubrimiento del propio Barrett en el pez espinoso (Gasterosteus aculeatus). Se trata de un pez que vive tanto en aguas marinas como en lagos de agua dulce. Cuando se le encuentra en el mar, presenta una espinas que le sirven de defensa, pero sin embargo, en los lagos esta característica desaparece. La explicación más al uso sería que, en los mares, estas espinas le servirían de defensa contra grandes depredadores, que no estarían presentes en los lagos. Resultó, sin embargo, que el gen de las espinas se encontraba ligado a otro que provocaba un crecimiento rápido, lo que le posibilitaba una rápida reproducción y una mejor supervivencia en los duros inviernos. Era la tasa de crecimiento y no las espinas las que dirigían la evolución.

Así que de eso trata la investigación actual. Ver si el relato clásico es cierto o si, más bien, como en el caso del pez espinoso, hay una historia oculta detrás, además de desentrañar si estos cambios ocurren rápidamente o si, por el contrario, hay un proceso gradual implicado.