lunes, 30 de mayo de 2016

EVOLUCIÓN CONVERGENTE - Una genial coincidencia

La vida en todas sus formas es la mayor y más fascinante muestra del poder creativo de la naturaleza. Basta contemplar eso que nos rodea y que está vivo para darnos cuenta de la diversidad en que se presenta este misterioso fenómeno: multitud de especies, cada una con sus características.

Aunque también hemos de admitir que la vida a menudo parece emplear las mismas “formas”. ¿Quién no se ha quedado admirado al contemplar la similitud de rasgos entre especies alejadas filogenéticamente, o incluso pertenecientes a reinos diferentes? Por ejemplo, si en lo que animales extintos se refiere, la siempre formidable defensa del dinosaurio Ankylosaurus magniventris con su cola terminada en mazo y la terrible coincidencia con el armadillo gigante del Pleistoceno Doedicurus clavicaudatus que también poseía una defensa similar. Este fenómeno en el que la naturaleza parece “reciclar ideas” de una especie a otra recibe el nombre de evolución convergente.


Figura 1: A la izquierda Ankylosaurus magniventris dinosaurio del Cretácico Superior (Ilustración de Todd Marshall)  y la derecha Doedicurus clavicaudatus, armadillo gigante perteneciente a la megafauna del Pleistoceno (Ilustración de Aaron Marsh).

 ¿Pero qué  #$@! es la evolución convergente?

Evolución convergente es como se denomina al proceso evolutivo a partir del cual dos organismos filogenéticamente separados han originado estructuras similares. Esta evolución ha ocurrido en cada rama filogenética de manera independiente, siendo el fenómeno en términos cotidianos una “curiosa coincidencia” dada por mutaciones genéticas y la selección natural. Casi todos los ejemplos de convergencia se pueden interpretar en términos de adaptación a condiciones similares, sea el medio ambiente de los organismos o su forma de vida como puede ser la adaptación a la alimentación.

En mi segundo entrada pudimos ver una convergencia para la adaptación en la alimentación entre la nutria-oso Kolponomos y los felinos dientes de sable a la hora de morder. (VEASE La nutria oso que mordía como un dientes de sable). [Tedford RH, Barnes LG, Ray CE (1994)]. Pese a tener una dieta distinta desarrollaron mecanismos similares. 

Otro ejemplo de convergencia en la alimentación que todo fan de los dinosaurios conoce es el que existe entre los dientes de Carcharodontosaurus saharicus y el Gran Tiburón Blanco. Dos expertos cazadores que pese a ser de ecosistemas muy distintos, probablemente poseerían un método de caza muy similar, asestando un mordisco a la presa con sus dientes aserrados lo suficientemente letal como para que se desangre y muera. [Sereno P.C.,Dutheil D.B, Iarochene.M, Larsson H. C. E, Lyon G. H, Magwene P. M, Sidor C. A, Varricchio D. J, and Wilson J. A. (1996)]. Como veis cuando la evolución perfecciona un método la conserva incluso cuando el autor ha desaparecido


Figura 3: Diente de Carcharodon carcharias (izquierda) y diente de Carcharodontosaurus saharicus (derecha). Los nombres no son casualidad Carcharodontosurus significa “Reptil diente de tiburón” en honor a esta convergencia. Ambos dientes están muy comprimidos, bastante serrados y son ciertamente menos asimétricos que los de otros terópodos.

Otro tipo de evolución convergente tratado en mis entradas es la que puede surgir a la hora de relacionarse con individuos. Ya sea de una misma especies; como vimos en mi primer artículo con el bóvido Rusingoryx atopocranion y los Hadrosauridae con cresta, que poseían una cámara de resonancia para emitir sonidos similares (VEASE Una cabra y un dinosaurio en la misma canción)[Evans D.C (2010)(2006)(2011), Faith J.T, (2011) Frey R, Volodin I, Volodina E (2007)] O también con otras especies como pasaba entre las extintas crisopas Kalligrammatidae y mariposas modernas y su estrecha relación con las plantas. (VEASE Vuela vuela linda mariposa) [Doludenko MP, Orlovskaya ER. (1976), Harris TM (1973), Peñalver E (2012), CC Labandeira. (2014)& (2010)]

La evolución convergente va más allá de los animales más complejos y podemos encontrar casos incluso a nivel molecular; Por ejemplo se ha documentado que existen secuencias de genes y proteínas similares en diferentes especies, que sin ser el producto de una transferencia genética horizontal, son similares. Eso amigos, es evolución convergente.

Caracteres Homólogos y Análogos

Cuando dos especies comparten un carácter, como las alas en murciélagos y pterosaurios (Figura 4), puede ser por una de dos razones: o el carácter estaba presente en el antepasado común de las dos especies y éstas lo comparten simplemente porque lo han heredado (caracteres homólogos); o el carácter no se encontraba en el antepasado común, sino que se ha adquirido por evolución convergente (en este caso se habla de caracteres análogos).

Es importante saber distinguir entre caracteres homólogos y análogos al reconstruir la filogenia o la diversificación evolutiva. Se supone que dos especies tienen un parentesco próximo si se parecen mucho; pero esta hipótesis sólo es válida si el parecido responde a homología, no a analogía o convergencia. 


Figura 4: A la derecha reconstrucción de Ornithostoma ingens por S.W. Williston, a la derecha reconstrucción de Pteropus vampyrus (Zorro volador)  por William Dwight.


A veces es posible detectar la convergencia examinando los caracteres con detalle. Las alas de pterosaurios y murciélagos son superficialmente parecidas, incluso sus estructuras internas son muy similares, ambas son estructuras óseas lo que les da un parentesco lejano (Ambos son vertebrados amniotas) pero si profundizamos, las alas están sujetas por huesos diferentes en pterosaurios y murciélagos; los huesos de las alas en pterosaurios corresponden a los del cuarto dedo mientras que en el caso del murciélago, corresponden a los dedos dos a cinco. Por esto último ambas estructuras son caracteres análogos y es un ejemplo de evolución convergente. Además estas evidencias nos pueden dibujar una filogenia o una diversificación evolutiva.

Como habréis podido observar todos estos estudios solo se encaminan a comprender la historia evolutiva de las especies de nuestro planeta ¿Qué mecanismos llevan a dos organismos sin ninguna relación aparente a pensar en la misma idea para el mismo problema? Esto es a lo que hemos llamado evolución convergente. Hay que tener en cuenta que este tipo de evolución solo hace más complejo determinar las relaciones filogenéticas entre especies. Es común confundir casos de evolución convergente con evolución paralela, ya que un carácter que a priori es análogo de especies no emparentadas,  puede ser en realidad un carácter de dos especies que simplemente han evolucionado de forma paralela. Raramente se puede diferenciar la evolución paralela de la convergente en casos reales, porque la diferencia se refiere a estados ancestrales de los caracteres, que por lo general son desconocidos.


La evolución es CAOS

Este es el final del camino que emprendimos

Como broche final solo os diré que la evolución es bella. Como dijo el Dr. Ian Malcom en Jurassic Park “La vida se abre camino” y ¡de qué manera! , su complejidad y a la par sencillez no hace otra cosa que aumentar el ansia de los científicos por entender cómo funciona. Me ha encantado hacer estos artículos aunque he de reconocer que ha sido frustrante a la hora de buscar uno acorde a mis objetivos. A la hora de elegir el tema de mis entradas sin duda quería un tema no muy específico, que me permitiera tocar varios tipos de organismos. Quería hablar tanto de dinosaurios como de pequeños invertebrados. Aquí finaliza de momento mi paso por este blog de Paleontología y Evolución. 

Saludos y ha sido un placer informarles sobre el apasionante mundo de la paleontología.

Para saber más…

Obviamente mientras deambulaba buscando artículos encontré artículos de años anteriores de ejemplos muy curiosos de evolución convergente y claro como tenían que ser ejemplos actuales me quede con las ganas. Aun así aprovecho este rincón final para compartir esos artículos tan interesantes:

Convergent Evolution in AquaticTetrapods: Insights from an Exceptional Fossil Mosasaur ; Un Nuevo mosasaurio con una morfología hidrodinámica semejante a la vista en peces y delfines.
Convergent evolution of genomicimprinting in plants and mammals ; Evolución convergente a nivel de genoma entre plantas y mamíferos
The Mentality of Crows: Convergent Evolution of Intelligence in Corvids and Apes; Cuervos y simios con la mismas herramientas cognitivas
A bizarre Jurassic maniraptoran theropod with preserved evidence of membranous wings; Un dinosaurio desarrolla alas con membranas semejantes a los murciélagos.

REFERENCIAS
  • BlogEvolución convergente y divergente
  • Blog Palaeos La historia de la vida en la Tierra ( http://palaeos-blog.blogspot.com.es/2011/06/evolucion-convergente-de-vertebrados.html )
  • Doludenko MP, Orlovskaya ER. (1976) Jurassic floras ofthe Cordillera Karatau, southern Kazakhstan. Paleontology 19, 627-640 .openurl GeoRef
  • Evans D.C (2010), Cranial anatomy and systematics of Hypacrosaurus altispinus, and a comparative analysis of skull growth in lambeosaurine hadrosaurids (Dinosauria: Ornithischia) Zool. J. Linn. Soc, 159, pp. 398–434
  • Evans D.C, (2006) Nasal cavity homologies and cranial crest function in lambeosaurine dinosaurs Paleobiology, 32 , pp. 109–125
  • Sereno P.C.,Dutheil D.B, Iarochene.M, Larsson H. C. E, Lyon G. H, Magwene P. M, Sidor C. A, Varricchio D. J, and Wilson J. A. (1996). "Predatory dinosaurs from the Sahara and the Late Cretaceous faunal differentiation." Science, 272: 986–991.
  • Tedford RH, Barnes LG, Ray CE. (1994) The early Miocene littoral ursoid carnivoran Kolponomos: systematics and mode of life. In Contributions in marine mammal paleontology honoring  FrankC. Whitmore Jr. (eds A Berta, TA Demere), pp. 11 –32. San Diego, CA: Proceedings of the San Diego Society of Natural History.

1 comentario:

Miguel Angel De La Fuente Oliver dijo...

Menudo tema escogiste 👌👌!!
He de reconocer que antes de que tratases este tema nunca había oído hablar de la ''evolución convergente''.
Me ha parecido un tema muy interesante y me ha hecho reflexionar. Si realmente hay una tendencia convergente en algunos organismos... tal vez la evolución no sea algo tan impredecible.