Ciencia Kanija

La evolución es una historia de cambios graduales, pero algunas alternancias animales parecen haber avanzados a saltos y rebotes.

El antiguo pez de cuatro miembros salió del mar. Los dinosaurios, insectos, y mamíferos tomaron el aire. Nuestros parientes más cercanos enderezaron sus espaldas y comenzaron a andar erectos sobre dos piernas.

Pero ¿qué hizo todo esto? Charles Darwin nos enseñó que la evolución no tiene una dirección. En lugar de esto, las criaturas vivas explotan los recursos que ya están disponibles para ellos. Por lo que la respuesta nos esquiva allí.

“Para Darwin, la evolución de las formas transitorias fue durante un tiempo una de las preguntas más controvertidas respecto a esta teoría”, dijo el biólogo de la Universidad de West Chéster, Frank Fish.

En “The Origin of Species (El Origen de las Especies)” Darwin especuló sobre cómo la selección natural podría transformar a un mamífero en una ballena. Desde entonces, los científicos han hallado pruebas para explicar estos animales de transición en los registros moleculares de los fósiles, así como en los análisis energéticos, pero la historia completa aún está por descubrir.

En las profundidades

Por ejemplo, cómo los mamíferos terrestres se mudaron de nuevo al agua y evolucionaron en ballenas, focas y manatíes continúa extrañando a Fish y sus colegas.

“¿Simplemente cayeron al agua los ancestros amantes de la tierra de estos grupos acuáticos, fueron dirigidos por el hambre o la búsqueda de seguridad escapando de los predadores?”, pregunta. “La presión selectiva debió ser extrema dado que estos nuevos mamíferos semi-acuáticos no podían nadar de forma eficiente y habrían tenido grandes demandas de energía para su termorregulación en un medio altamente conductivo térmicamente”.

Los estudios llevados a cabo por Fish sobre la demanda de energía de nadar ha demostrado que la transición locomotora de los mamífero que gateaban en tierra a las ballenas nadadoras, manatíes y delfines vino a partir de una secuencia de cambios morfológicos. Esta transición a vivir en el mar involucró cambios desde usar los miembros como remos a un cuerpo ondeante con una cola oscilante, tales como la aleta horizontal de la cola de las ballenas modernas.

Cuando los ancestros de las ballenas, delfines y manatíes cambiaron su forma de nadar de remar con las patas a gráciles movimientos de la cola, dijo Fish, su rendimiento natatorio mejoró y usaron la energía de forma más eficiente.

Con el nuevo descubrimiento de fósiles de ballenas, los científicos sólo recientemente han sido capaces de estudiar la eficiencia de nadar sin miembros. Sin embargo, sólo los huesos no pueden contarnos toda la historia de por qué los mamíferos perdieron sus miembros en el agua.

“Dado que sólo se preservan los huesos, aún no sabemos cuando estas formas transitorias comenzaron a aislar el cuerpo con grasa y como el cambio en el diseño de las colas para generar mayor fuerza de propulsión de forma más eficiente para una mayor velocidad en el nado”, dijo Fish a LiveScience.

“Las primeras ballenas como el Ambulocetus muy probablemente volvieron al agua”, dijo el paleontólogo del Museo Americano de Historia Natural, Jack Conrad, debido a que el agua libre de grandes cocodrilos de aquella época representaba una fuente sin explotar.

“Estas primeras ballenas básicamente jugaban al mismo juego que los cocodrilos: Esperar a que llegase algo a beber y entonces arrastrarlo al agua para comer”, dijo Conrad. “Este es también el mismo juego de los primeros vertebrados en tierra, los primeros anfibios y los primeros parientes de los cocodrilos y dinosaurios. Estos animales no estaban necesariamente “en el camino” de ser nada; eran exactamente los idóneos para el lugar en que estaban”.

Pérdida de las piernas

No sólo es más eficiente nadar sin miembros, cavar sin piernas también es mejor, y esto eleva preguntas sobre los giros y vueltas de la evolución reptiliana.

“Si eres un buen excavador con la cabeza, los brazos y las piernas simplemente estorban”, dijo Conrad. “Tienes que hacer agujeros más amplios para que encajen tus brazos y piernas, lo cual crea una resistencia cuando te desplazas a través de agujeros”.

Por ejemplo, aunque los científicos saben que las serpientes pueden cavar más eficientemente sin brazos ni piernas, sigue siendo un misterio cómo perdieron sus miembros.

Así como las primeras ballenas se aprovecharon de los recursos no explotados de las aguas libres de cocodrilos, las primeras serpientes deben haberse aprovechado de los rasgos transitorios de sus parientes.

Pero, ¿qué parientes de cuatro patas y sus rasgos familiares llevaron a la transición de las serpientes sin patas? Conrad explica que los científicos han llegado a tres candidatos — las iguanas, los varanos y los escincos — como los parientes más probables para haber hecho el camino hacia la deslizante serpiente.

Las pruebas de ADN han señalado a las iguanas y camaleones como los parientes más cercanos de las serpientes. Pero algunos científicos apuntan que los cuerpos alargados y las lenguas viperinas de los varanos son signos de que, a lo largo del tiempo, las serpientes evolucionaron de algún varano. Incluso otros sugieren que las patas cortas o inexistentes de 800 especies de escincos son pistas de dónde se originaron las serpientes sin miembros.

Entre los huecos de las pruebas moleculares y fósiles, los científicos sólo pueden hacer educadas suposiciones por ahora sobre cuándo y cómo se perdieron las patas de las serpientes en las historia evolutiva.

“Es como reunir un puzzle realmente grande con sólo un cuarto de las piezas y tratar de imaginarse todo el dibujo”, dijo Conrad a LiveScience. “Encuentras tentadoras migajas que te llevan en de una dirección y otras que te llevan hacia otro lado”.

Mantenerse erecto

Las piezas del puzzle encajaron recientemente para un equipo de científicos que estudiaron por qué nuestros ancestros más cercanos dejaron de caminar sobre cuatro patas.

El antropólogo biológico Herman Pontzer de la Universidad de Washington en St.Louis y sus colegas encontraron que andar sobre dos patas costaba a los humanos sólo un cuarto de la energía usada por los chimpancés en su andar sobre los nudillos a cuatro patas. El grupo midió el oxígeno quemado por cinco chimpancés y cuatro personas conforme andaban en una sobre una cinta. Los hallazgos fueron detallados en el ejemplar del 16 de julio de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

En general, los chimpancés ejercen más energía que los humanos. Pero un chimpancé, con una zancada más larga que sus compañeros chimpancés, era más eficiente andando erecto. Pontzer supone que la variación vista entre los cinco chimpancés en su estudio es similar a la que existe en la vida salvaje. Algunos chimpancés nacen con piernas más largas que otros.

En el registro fósil, el equipo de investigación encontró pruebas de cambios en la longitud de las piernas y estructura pélvica que pudo haber facilitado el caminar sobre dos patas a algunos chimpancés, como se vio en el otro estudio.

“La variación es un primer paso con el cual la evolución pudo seleccionar el bipedismo”, dijo Pontzer a LiveScience. “No sólo tenemos un sistema que podemos comprender, sino que nos muestra cómo la evolución pudo haber jugueteado con la variación”.

Esta entrada fue escrita el Martes, 14 de agosto de 2007 a las 9:49 pm y archivada en Biologí­a, Historia. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web.