viernes, 12 de junio de 2015

Evolución convergente y paralela

Evolución convergente y paralela


Ya van cuatro entradas publicadas en este blog, todas sobre filos o clases diferentes. He hablado de moluscos en general, de bivalvos en particular, de cordados (tetrápodos) y lofoforados (braquiópodos). Unos escleritos, un braquidio en forma de doble espiral, la falta de dedos de algunos tetrápodos o las diferencias en la diversidad de algunos grupos en dos costas distintas parecen temas bastante irreconciliables entre si. Sin embargo, todas las entradas tienen algo en común: su temática gira en torno a los patrones de convergencia o paralelismo en la evolución, tanto de las morfologías como de la diversidad.

 Convergencia (Fuente: Hire Me)

¿Qué es exactamente la evolución convergente? Es el desarrollo de una morfología similar en organismos que no están directamente relacionados, normalmente debido a la adaptación a condiciones ambientales similares (Diccionario Ciencias de la Tierra). Este concepto está muy relacionado con los de estructuras homólogas (con el mismo origen evolutivo, pero que pueden presentar diferencias) y análogas (con una función o apariencia semejante, pero diferente origen evolutivo). La evolución paralela, en cambio, se da cuando linajes con un ancestro común sufren un desarrollo evolutivo similar, de modo que sus descendientes se parecen tanto como sus ancestros, como ya definimos en la segunda entrada. También nos hemos encontrado con evolución iterativa, en la que aparecen repetidamente estructuras similares en el desarrollo de un linaje principal (Diccionario Ciencias de la Tierra), y divergencia, en la cual los descendientes tienden a diferenciarse entre sí, siendo cada vez más diferentes.

Cualquier cosa que haya llevado a un animal a ser tan adorable merece ser estudiada.

Siempre me ha llamado la atención la evolución convergente. Me sorprendía que animales como el erizo, el puercoespín y el equidna, en lugares tan distantes como son Europa, América del Sur y Australia y perteneciendo a ramas tan diversas de los mamíferos como son los insectívoros, los roedores (dos placentados) y los monotremas, hubieran desarrollado el mismo sistema de defensa: las púas que cubren sus lomos. El por qué organismos tan diferentes en principio han acabado con semejanzas tan particulares me intrigaba: sí, es evidente que los tres necesitaban una defensa contra los predadores, pero, ¿por qué las púas?.

Un mamífero, un pez y un reptil, sí, pero a simple vista se parecen más que algunos hermanos.

Otro ejemplo muy llamativo, y que probablemente a muchos nos diera una sorpresa de pequeños, es el de los mamíferos marinos. Muchos niños no dan crédito cuando se enteran de que el delfín es un mamífero y no un pez, y no es para menos: la forma de su cuerpo, fusiforme para facilitarle el movimiento en el agua, es mucho más similar a la de un tiburón, o incluso un ictiosaurio, que a la de la mayoría de los mamíferos. Dentro de los mamíferos, este cetáceo también se parece mucho más a los manatíes (Sirenia) que a un pariente mucho más cercano como es una vaca. En este caso, la causa es evidente: la adaptación a un modo de vida similar. Todos son organismos nectónicos, que necesitan formas hidrodinámicas que faciliten su desplazamiento por el agua.

Definitivamente, los anteriores se parecían mucho más que estos dos... Que, pese a todo, son primos.

La lista sigue y sigue. Los corales se extinguieron en el Pérmico, pero posteriormente otro grupo de cnidarios evolucionó ocupando sus lugares adaptativos y adquiriendo su característico esqueleto mineralizado, aunque aragonítico en vez de calcítico. Las alas de los animales voladores, tanto insectos como mamíferos, aves, o los extintos reptiles alados, son otro ejemplo de analogías debidas a la evolución convergente.

Seguro que los que prestabais atención en biología recordáis este ejemplo de analogía, si es que vuestro profesor dio esos temas. (Autor: George Romanes; fuente: The Talk Origins Archive).

Sin embargo, como he comprobado con los artículos, no todos los ejemplos son tan evidentes o llamativos, pero no por ello son menos curiosos. De las cuatro entradas, dos de ellas hablan simplemente de la evidencia de la evolución convergente, en los moluscos, y paralela, en los braquiópodos. En el primer caso, queda claro que los escleritos de algunos de los moluscos son estructuras análogas, incluso con orígenes y estructura interna diferentes. El segundo es especialmente interesante por la complejidad de la estructura que aparece en distintos grupos de braquiópodos: el braquidio en forma de doble espiral.

La clase Mammalia al completo, aquí podéis ver el parentesco entre los grupos que se han mencionado. (Fuente: Tree of life).

La tercera hablaba de dos cosas: cómo algunos casos de evolución convergente habían hecho parecer viables hipótesis sobre la aparición de los apéndices pares que, teniéndola en cuenta, parecen bastante improbables, y de los mecanismos que habían llevado a la reducción de dedos en algunos grupos de mamíferos (roedores, artiodáctilos y perisodáctilos). En este caso sí se centraban en las causas, no adaptativas pero sí biológicas, que llevaban a dicha reducción: la atenuación de la señal de la proteína Sonic hedgehog o la apoptosis de las células. No solo es curioso el hecho de que parece haber biólogos muy aficionados a algunos videojuegos (y más si tenemos en cuenta que hay otra proteína llamada Pikachurina, y un gen al que quisieron llamar Pokemon...), sino también que animales de un mismo grupo reduzcan sus dedos mediante mecanismos distintos, a la vez que animales de grupos distintos pueden hacerlo mediante el mismo proceso biológico.

Quién iba a decir que estos dos tienen en común que ambos son una proteína.

El último artículo era el más curioso y diferente de los tres, pues no hablaba de morfologías, sino de convergencia, paralelismo y divergencia en la diversidad de un grupo en lugares diferentes: la costa Este y la Oeste de Estados Unidos. Las extinciones locales, unidas a que la inmigración y la especiación fueron muy diferentes en ambas costas, han provocado que la diversidad de algunas familias de bivalvos converja hoy en día, mientras que otras han divergido o seguido una evolución paralela desde el Plioceno. El interés de esta entrada radicaba principalmente en cómo esos patrones se pueden dar también en la diversidad y la abundancia de especies, no solo en la evolución de las morfologías.

Como es evidente, todos estos mecanismos evolutivos complican el estudio de la historia evolutiva. Sería mucho más sencillo todo si no hubiera semejanzas entre organismos muy alejados entre sí, y si los organismos con un parentesco más próximo fueran siempre similares, pero probablemente también fuera menos interesante. Para reconstruir el árbol de la vida, o la historia evolutiva de todos los organismos, es necesario integrar los conocimientos sobre los seres vivos actuales y el registro fósil, como resaltan muchos de los artículos, para poder solucionar estos pequeños rompecabezas que le dan un interés extra a la evolución. Espero que os haya resultado interesante, ¡y mucha suerte con los exámenes!

¡Eso es todo, amigos!


Fuentes y referencias

La mayoría de las imágenes han sido editadas para la entrada. Cuando no se habla de la procedencia de las mismas, es porque ha sido imposible encontrar su autor original.

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