Imagina un tamiz para filtrar arena y recoger los componentes más grandes. Coloca tres de éstos en posición vertical. Es fundamental que cada uno tenga una luz de malla (diámetro de de los agujeros) diferente y ponerlos de mayor a menor. Ahora coge un puñado de arena y fíltralo. Podrás ver que en el primero se habrán quedado las piedras más grandes, en el segundo tendrás unos agregados de arenas, en el tercero los granos más grandes y lo único que habrá podido pasar son los más finos.

Esto que acabo de describir es una metáfora de cómo se organizan las especies en un ecosistemas. O mejor dicho, nos sirve para entender la composición de especies que viven en un determinado ecosistema.  Volvamos a imaginar un poco más. Ahora supón que lo que tienes en la mano no es un puñado de arena, sino unas bolitas de diferente diámetro. Esas bolitas son todas las especies que podemos encontrar en la Tierra. Cuando las haces pasar por nuestro experimento lo primero que se encuentran es el filtro histórico. Es decir, ¿pueden las especies llegar hasta el ecosistema que estamos estudiando? Dentro de esta pregunta entran los procesos de migración, colonización y geológicos. Por ejemplo, si nuestro ecosistema esta en Sur América, es muy poco probable que encontremos especies de Japón. Aunque si podríamos encontrar especies de África ya que este continente estuvo unido a Sur América.

Lo siguiente es el filtro fisiológico cuyas características se la dan los factores ambientales u abióticos que encontramos. La pregunta que hay que hacer es la siguiente ¿pueden las especies soportar las condiciones ambientales? Un ejemplo rápido: un camello no dura ni dos asaltos en Groenlandia. Sobre todo es muy importante que la especie pueda sobrevivir y reproducirse en la zona.

Por último, nos encontramos el filtro biótico. Evidentemente las especies no están solas en los ecosistemas. Hay muchos inquilinos y con algunos de ellos no se van a llevar bien. Ahora la pregunta es ¿pueden las especies competir y defenderse con éxito? Un caso claro: el lobo y el león no querrán compartir la pata del cordero.

Pero además debemos añadir otro factor más a nuestro modelo. Y es que los filtros no son constantes en el tiempo. Vamos, que por muy preparado que estés para cazar gamusinos, de nada sirve porque las reglas del juego pueden cambiar. Por ello si las especies quieren seguir en el tablero han de tener capacidad adaptativa. Sólo así podrán sobrevivir y evitar que la selección natural les pille en el baño.

Rattus norvegicus

Todos conocemos a Rattus norvegicus, una especie cosmopolita también conocida como rata parda, rata de alcantarilla, rata gris, marrón, china, noruega… y esto sin usar otros calificativos. Este a veces indeseado animal, proviene del norte de China y tiene el honor dentro de los roedores de haber conquistado todo. Bueno, todavía le faltan los desiertos, zonas heladas y los mares (se le perdona porque aún no hay roedor submarino). Es un éxito evolutivo.

Otra especie de roedor que le sigue de cerca es Mus musculus o ratón común, casero, doméstico y de laboratorio. Digamos los continentes que le quedan por conquistar y acabamos antes: Sur América, África y zonas polares. La diferencia con el anterior es que mientras conquista va sufriendo un proceso de especiación. Se le suponen unas nueve subespecies (entre seguras y dudosas) que con el pasar del tiempo podrían convertirse en especies “como dios manda”. Un ejemplo de estas subespecies son Mus musculus musculus (en Europa Oriental) y Mus musculus domesticus (en Europa Occidental). Entre ellas se está dando lo que se conoce como una especiación parapátrica, sin embargo aún se da hibridación entre las mismas.

Mesocricetus newtoni

Frente a estos grandes conquistadores, se encuentran las especies endémicas. Son aquellas que sólo podemos encontrar en zonas determinadas. Están muy especializadas para sobrevivir en un ambiente y no pueden salir de él. Algunos endemismos  dentro de Europa son Microtus gurbei (topillo campestre pirenaico), Mesocricetus newtoni (hámster rumano) y Lepus castroviejoi (liebre de piornal o de Castroviejo que sólo vive en la Cordillera Cantábrica). Un ejemplo curioso es la especie Dinaromys bogdanovi (ratón de nieve de los Balcanes) que vive en Croacia, Bosnia y Herzegovina, Serbia, Montenegro y Macedonia. Es el único miembro del género Dinaromys, es decir que se trata de un fósil viviente. Superviviente de un antiguo linaje.

Marmota marmota

Por último trataremos el caso de las especies relictas. Éstas son aquellas que en el pasado estaban muy extendidas, pero por un cambio ambiental ven reducida su área. La Marmota marmota (la marmota alpina) tiene el honor de ser el roedor más grande de Europa. En la última glaciación estaban extendidas desde Inglaterra hasta la Península Ibérica. Hacia el este se internaban hasta las bastas tierras rusas. Sin embargo, el cambio de clima las ha relegado a los Pirineos, Alpes y Rumania.  En estos casos también se pueden producir especiaciones y de la marmota conocemos dos subespecies: M. marmota marmota y M. marmota latirostris.

Es una población cualquiera los individuos no son iguales en sus características, sino que existe cierta variación. Algunos, por ejemplo, son más altos o más bajos, otros de pelo rubio o moreno. Parte de esta variación está determinada por los genes y su diversidad alélica. El estudio de este hecho es llevado a cabo por la genética de poblaciones. Gracias a este campo de la genética podemos comprender mejor la adaptación de las especies. Veamos porque.

En la jerga científica el conjunto de genes de una población se conoce como acervo genético. Aquí se incluyen todos los alelos de todos los genes. Conociendo los alelos como las distintas maneras de presentarse de un mismo gen. Dichos alelos aparecen en distintas proporciones dentro de la población siendo algunos más abundantes que otros. Si estudiamos los caracteres más abundantes veremos que se corresponden según el ambiente. Es decir, serán caracteres que permiten sobrevivir a la especie en el ambiente determinado. Pero aparte de este alelo abundante, que podemos llamar A1, habrá otros como A2, A3, etc. Éstos segundos se encuentran en una frecuencia menor en la población, pero se pueden mantener y no desaparecer por completo. Ésto se debe, por ejemplo, a que sean caracteres más o menos parecido a A1.

Pongamos un ejemplo real para entendernos. Existe una especie de polilla (Biston betularia, habita en Inglaterra) cuyo color mayoritario era claro (A1). Éste le permitía camuflarse en los troncos de los árboles que estaban cubiertos de líquenes. Pero la llegada de la industria a la zona provocó la muerte de los líquenes y el oscurecimiento de los troncos. La especie, ante éste cambio no desapareció, sino que se adaptó. Dentro de la población existía una pequeña parte con tonalidades más oscuras (A2). Al cabo del tiempo la población sufrió un cambio en sus frecuencias alélicas siendo ahora A2 el más abundante.

La variabilidad genética es un as en la manga de la especie en cuestión. Permite tener una batería de posibilidades frente a los cambios del medio. Esto asegura que las especies se adapten y en última instancia evolucionen hacia un nuevo tipo.

Pero no todas las posibilidades son buenas. Existe la inacertada “carta” de nacer albino en plena selva o desarrollar anemia falciforme en los seres humanos. Algunos alelos, por la simple lógica de que son perjudiciales, se ven relegados a una frecuencia muy baja. Pero siguen ahí. Ésto ha permitido la selección de la anemia falciforme en heterocigosis (vease definición al final) en determinadas zonas del planeta. La causa radica en la enfermedad de  la malaria. Las personas con anemia falciforme en heterocigosis se ven recompensadas frente a los homocigotos no enfermos, ya que esta enfermedad les da una baza contra la malaria. Un ejemplo de como la evolución actúa ciegamente. A veces hacia un callejón sin salida que reduce la tasa reproductiva de la especie y otros hacia buenos caminos. Todo sea por la supervivencia.

Definición homocigosis y heterocigosis alélica: siguiendo con el ejemplo de la anemia falciforme. Esta enfermedad es el producto de la mutación en un gen que afecta al trabajo de los glóbulos rojos (muy a groso modo). Digamos que el alelo sano lo conocemos por A y el alelo mutado por a. En los organismos diploides hay dos copias de cada gen lo que permite tres posibilidades: AA, aa y Aa. Las dos primeras tienen mismos alelos por lo que se dicen que son homocigotos para el gen. En cambio los individuos Aa presentan dos alelos diferentes por lo que se dice que son heterocigotos para el gen. En el caso de la anemia, los individuos sanos son AA mientras que los aa presentan la enfermedad. Cuando se trata de Aa, la enfermedad se presenta de manera leve por lo que los individuos pueden vivir normalmente con ciertas restricciones.

© Yen-Chyi Liu/U. de Chicago

Protopterus annectens es un pez africano que han hallado Investigadores de la universidad de Chicago. Se trata de un pez pulmonado que tiene una especie de aletas que en ocasiones actúan como patas y que podemos ver en movimiento en el video que aparece al comienzo de esta entrada.

Este descubrimiento, publicado en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias lleva a pensar que el P. Annectens es una especie anterior o que se desarrolló junto a los tetrápodos, que evolucionaron a partir de los peces sarcopterygian en el Devónico y fueron los primeros vertebrados en colonizar la tierra.

Realmente se trata de una especie anterior a los tetrápodos puesto que esas extremidades no son tan fuertes o robustas como para levantarlos fuera del agua, pero dentro, sí son capaces de levantarlo del fango y “caminar” por él.

Evidentemente, se destaca también que si se hubiera encontrado un fósil similar, estas aletas pélvicas no serían de tal importancia, puesto que no veríamos su funcionalidad, pero al ver este ejemplar vivo, nos acerca un poco más a cómo debieron ser los primeros peces que dieron lugar al grupo de los tetrápodos que fueron capaces de salir del medio acuático.

¡No os perdáis el video!

Fuente:  ABC
Artículo: PNAS

Es curioso que después de millones de años todavía conservemos parte del genotipo de nuestro antepasado primate. Más de uno sabrá que existen órganos cuyas funciones a día de hoy las desconocemos por completo, por ese motivo creemos que han sido órganos que con el paso del tiempo y con el “filtro” que supone la selección natural han quedado como “huellas del pasado”, a estas huellas actualmente se les denomina órganos vestigiales.

A lo largo de la evolución la función original de estos órganos se ha perdido. En 1893, Robert Wiedersheim publicó una lista de 86 órganos humanos de los que se desconocía su función. Teorizando que eran vestigios de la evolución, los llamó “vestigiales”.

En nuestro caso hay al menos cuatro vestigios de órganos que han quedado en desuso, tres de ellos podemos observarlos a simple vista.
Para empezar el denominado plica semilunaris (indicado con el número 4 en la imagen), residuo vestigial de la membrana nictitante y que en otros seres vivos supone el tercer parpado. ¿A quién no se le ha puesto la carne de gallina cuando hemos sentido algún temor o amenaza? Pues bien, esta reacción también se trata de un vestigio del pasado, aunque no sea directamente un órgano el protagonista. Nuestros antepasados lo aprovechaban para aparentar un mayor tamaño y amedrentar a los enemigos mediante la elevación del vello corporal. También otros órganos como el apéndice y el cóccix (coxis). Mucha gente mantiene que el cóccix es el resto de una cola perdida. Las muelas del juicio también son vestigiales.

Algunas características pueden ser vestigiales en uno de los sexos pero no en el otro, ya que son homólogos, pero no comparten funciones similares entre los sexos. Órganos con distintos propósitos en un sexo, por ejemplo, el pezón, puede ser más o menos inútiles en el otro, pero no tan dañinos como para representar una desventaja evolutiva. Estas características se convierten en vestigiales en dicho sexo. El clítoris ha sido descrito como un pene vestigial por algunos científicos, como Stephen Jay Gould. Otros argumentan que el clítoris sirve para una función reproductiva importante como es el orgasmo femenino.

El tubérculo de Darwin es un engrosamiento del borde de la oreja presente en muchos seres humanos, y se interpreta como vestigio de la punta de la oreja común en mamíferos (abajo).

Ahora tenemos también el caso de otros animales como las ballenas y otros cetáceos, en los que se puede encontrar pequeños huesos de patas vestigiales enterrados profundamente dentro del cuerpo; son restos de las patas de sus ancestros terrestres. Las alas de avestruces, de los kiwis y los emúes son vestigiales, remanentes de sus ancestros voladores.

Cuando se define la palabra “vestigial” hay debate entre la comunidad científica, con gente reclamando una estricta interpretación; sugieren que el órgano debe ser estrictamente inútil para ser clasificado como tal. Otros reclaman que un órgano en un animal actual puede ser descrito como vestigial si no cumple la misma función en ese mismo animal que la que cumplía en alguno de sus antecesores evolutivos, incluso si el órgano actual tiene un uso completamente diferente. Un ejemplo de esto es la vejiga natatoria de muchos peces, que se piensa que es un pulmón vestigial, derivado de un posible órgano para respirar aire de los antecesores comunes de los Actinopterygii y los vertebrados terrestres.

*Datos y referencias extraídos a partir de los apuntes de Licenciatura de Biología.

After Man: A Zoology of the Future is a 1981 book by Dougal Dixon.

Seguro que sabeis qué es la evolución. Todo eso de Darwin, Lamarck, la lucha por la supervivencia, las jirafas que no es que les crezca el cuello por uso, sino por selección natural. También conocéis un poco sobre selección natural y selección artificial, que ya os vine comentando un tiempo atrás. Ahora os vengo a contar un poco sobre el concepto de Evolución especulativa. Este concepto me llegó de la mano de Juan Francisco Beltran, profesor titular del departamento de Zoología de la Facultad de Biología de la Universidad de Sevilla, y su compañera de departamento Mercedes Conradi. Con los cuales ahora participo en  un pequeño proyecto de Innovación Docente donde junto a la Facultad de Ciencias de la Educación quieren aplicar el sistema ABP (aprendizaje basado en problemas).

Sistema ABP: En el ABP se presenta una situación de aprendizaje antes de dar el conocimiento. Después, una vez que se adquiere el conocimiento, se aplica en la solución del problema. Los estudiantes tienen el control de la situación porque ellos deben seleccionar el conocimiento necesario para resolver el problema, aprenden ese conocimiento y lo relacionan con el problema. Ellos eligen su propio ritmo y secuencia. Frecuentemente, ellos mismos se evalúan.

Pues bien, ahora os quiero introducir un poco qué es el concepto de Evolución especulativa, y es “el análisis de la biología o los caminos evolutivos de criaturas ficticias, forjadas en la calenturienta imaginación del Ser Humano.“  Y el científico que más a tratado este tema es Dougal Dixon, después de las primeras señales que dio el fisiólogo alemán Gérolf Steiner bajo el pseudónimo de Harald Stumpke con su libro Formas y vida de los Rinogrados (1957). Dixon  escribió en 1981 After Man: a Zoology of the Future (Después del Hombre: la Zoología del Futuro), que nos muestra cómo sería el mundo 50mill. de años después de la extinción humana. Después publicó The New Dinosaurs: an Alternative Evolution (Los Nuevos Dinosaurios: una Evolución Alternativa) y Man after Man: an Anthropology of the future (Hombre después del Hombre: la Antropología del Futuro).  Y recientemente participó en una serie de documentales del Discovery Channel titualos Futuro Salvaje (The Future is Wild). Este proyecto que propone Juan Francisco va dirigido a alumnos de grado de biología, por tanto aquellos con interés, pueden escribirle un correo a él (seguro que sois capaces de encontrar su correo con google ). Ahora os dejo un pequeño video del documental de Discovery Channel.

Ahora os pregunto, ¿cómo creeis que sería la vida sin nosotros? ¿Si  jamás hubieramos existido?