viernes, 26 de noviembre de 2010

Angiospermas, supervivientes a la extinción K/T

Uno de los más grandes misterios en lo que a la paleontología compete es el caso de las extinciones, particularmente lo que los paleontólogos han llamado Extinciones Masivas, se trata pues de la búsqueda del santo grial paleontológico quizá no sólo el poder ser quien proporcione la evidencia suficiente para demostrar cuál o cuáles fueron los agentes causantes de dicha devastación, sino también se trata quizá de ser el primero en brindar evidencias sobre la pregunta clave en estos eventos, ¿porqué algunos grupos sobrevivieron a la extinción?
Fig. 1 – Los anfibios son unos de los más reacios sobrevivientes de las extinciones masivas

En la historia de nuestro planeta han existido millones de especies a lo largo de inconmensurables lapsos de tiempo, lógicamente no todas las especies coexistieron en espacio y tiempo, sino que se han ido sucediendo a lo largo del tiempo geológico, por lo cual es normal –e incluso hasta benévolo- hablar de la extinción de ciertas especies o grupos de especies pues esto permite actuar a la evolución y generar nuevas especies llenando así el hueco dejado por sus predecesores ecológicos. Pero la extinción de especies individuales –o pequeños grupos de especies-  no logran llamar la atención de muchos, contrario a lo que acontece con las extinciones masivas –es decir, cuando se llegan a extinguir grandes grupos taxonómicos en intervalos de tiempo relativamente cortos-.
Fig. 2 – La extinción de los dinosaurios es una de las más llamativas pese a que no fue la mayor extinción en masa

Raup y Sepkoski reconocieron 5 eventos de extinción masiva en 1982 (acontecidos en el Ordovícico superior, Devónico superior, Pérmico superior, Triásico superior y Cretácico superior), poco a poco fueron reconociéndose más eventos hasta llegar a la cantidad de 8-9 eventos reconocidos hoy en día. Todo depende del enfoque, sea este marino o terrestre, aunque principalmente se usa el primero de estos criterios para delimitar una extinción en masa.
Fig. 3 – Extinciones masivas y algunas de las víctimas que perecieron durante las mismas

El agente o agentes de extinción durante esos eventos será dejado en paz sólo por esta ocasión para abrir paso a la segunda pregunta más interesante ¿porqué ciertos grupos biológicos sobreviven y otros no? En los inicios de la ciencia, la respuesta era clara, era dios quien seleccionaba que especies prevalecían y cuales no lo harían, este es el principio del catastrofismo, mismo que era apoyado fervientemente por Georges Cuvier. Sin embargo, el catastrofismo y su creacionismo implícito fueron abandonados hace ya mucho tiempo por la comunidad científica, por lo que la pregunta tendría que tener una explicación más ecuánime a la realidad.
Fig. 4 – El anatomista francés Georges Cuvier

Y, aunque es cierto que damos por hecho que los grupos sobrevivientes eran simplemente ‘mejores’ que los extinguidos y por ello estos prevalecieron, es generalmente una respuesta parcialmente incorrecta. Es correcta en el sentido que claramente tuvieron ‘algo’ que los hizo prevalecer, pero no por ello tendrían que ser ‘mejores’. Para entender mejor esto piense usted que se encuentra a finales del Pérmico (está usted al borde de la extinción más destructiva de la historia de la vida en la tierra) y una ‘inteligencia superior’ le dice que usted ha sido seleccionado para elegir a los sobrevivientes de la extinción, ¿a qué especies elegirá? Parece claro que no elegirá a los pequeños cynodontos, sino que elegirá a los imponentes gorgonópsidos… pero al parecer eligió usted equivocadamente, pues serán los pequeños quienes sobrevivan y no los grandes depredadores. Ahora supongamos que es usted un biólogo y tiene claro que ser grande cuando habrá escases de alimentos traerá desventajas… ahora elija entre estas dos formas de cynodontos bastante similares entre sí, ¿sobrevivirá Parathrinaxodon o lo haráCynosaurus? Ambos son casi del mismo tamaño, ambos viven en lo que hoy es África, ambos tienen la misma capacidad –o al menos es lo que parece- ¿a quién elige? Ciertamente sería difícil elegir, sin embargo uno de los dos sobrevivió (fue Cynosaurus) y es una especie muy cercana a la dio origen quizá a toda la línea evolutiva de los mamíferos. ¿Qué hubiese pasado si usted eligiera al “incorrecto”? Claramente los mamíferos no habrían existido, así como tampoco usted o yo –al ser nosotros también mamíferos-. Ahora le resultará más claro entender que no es asunto de ‘superioridad’ al momento de sobrevivir a estos eventos.
Fig. 5 – Arriba, comparación entre gorgonópsidos y cynodontos. Abajo, el cynodonto basal Procynosuchus, que era bastante similar a Parathrinaxodon y Cynosaurus.

Pero basta ya de elecciones, pasemos al tema principal. Hace 65 millones de años ocurrió lo que quizá fuera la tercer extinción más grande de la historia de la vida en la tierra, en ella perecieron los grandes dinosaurios, sus primos alados los pterosaurios, los grandes reptiles marinos como mosasaurios, plesiosaurios e ictiosaurios, también perecieron los abundantísimos amonites y otras criaturas. Otros organismos afectados fueron aquellos que no se extinguieron como grupo, sino que fueron diezmados hasta ser relegados a una diversidad menor, tal es el caso de las gimnospermas por ejemplo. Aunque por otra parte, las angiospermas (plantas con flores) sobrevivieron y no solo hicieron eso, sino que al poco tiempo se expandieron por todo el globo mostrando una radiación adaptativa insuperable, tomando el ‘dominio’ de los ecosistemas terrestres como la vegetación dominante. La pregunta es la misma con otros grupos ¿cómo es que las pequeñas y frágiles plantas con flores pudieron superar a las extremadamente resistentes gimnospermas?
Fig. 6 – Algunas de las victimas de la extinción K/T: Arriba izquierda, ammonite. Arriba derecha, Belemnite. Arriba centro, el plesiosaurioElasmosaurus platyurus. Izquierda, el dinosaurio Tyrannosaurus rex. Derecha, el pterosaurio Quetzalcoatlus northropi. Abajo centro, el mosasaurio Platecarpus sp.

La respuesta está quizá en un artículo publicado en abril de 2009 en la revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), titulado “Plantas con genomas dobles pudieron haber tenido una mayor probabilidad de sobrevivir al evento de extinción Cretácico-Terciario”. En esta publicación se explora la capacidad ya antes planteada por algunos biólogos especialistas en genética de poblaciones en pro de un ‘vigor híbrido’, es decir, básicamente se traza la posibilidad –que de hecho es bastante lógica y razonable- de que las plantas con duplicación genómica hayan tenido disponibles más de dos copias de alelos (formas distintas de un gen) para “jugar a los dados con ellos”.
Fig. 7 – Primera página del artículo mencionado

Nosotros somos diploides, o sea que tenemos dos juegos de cromosomas, cada uno con un alelo. Si estos alelos son iguales se dice que es homocigoto, si son distintos se dice que es heterocigoto; en la naturaleza generalmente existe una mayor proporción de heterocigotos que de homocigotos proporcionando a casi toda la especie una capacidad de tener dos distintas formas de expresión génica. Digamos que tenemos que en uno de nuestros alelos se halla el gen que codifica para piel obscura (hipotéticamente pues esta característica no depende de un solo gen) y el otro alelo el gen que codifica para piel clara, ahora supongamos que la radiación solar aumenta y que las personas con piel obscura sobreviven en mayor proporción que las de piel clara, al paso de las generaciones esa frecuencia de alelos se modificará a favor del alelo ‘obscuro’ y esto es evolución. Con las plantas ocurre algo semejante pero a mayor escala, pues la mayoría de las plantas –y especialmente las angiospermas- son poliploides, es decir, tienen más de dos juegos de cromosomas y por ello también mayor número de alelos, que a su vez permiten tener un número mayor de ‘cartas’ para jugar en el juego de la evolución. O dicho de otra manera, tienen mayor variedad genética para enfrentar las condiciones cambiantes del medio y así obtienen una ventaja sobre otras plantas que no tienen esta plasticidad.
Este último razonamiento es la base del artículo y resuelve quizá la duda de los paleobotánicos no ofuscados por la ‘superioridad intrínseca y sobrenatural de las angiospermas’ sobre la cuestión del ¿Por qué las angiospermas tuvieron posibilidades de sobrevivir y radiar como lo hicieron a pesar de que el 60% de la vegetación terrestre pereció? La respuesta que nos brindan los autores del artículo es que las angiospermas no sólo duplicaron sus genomas en la historia temprana de su evolución, sino que además estas duplicaciones permitieron tener una mayor variedad de caracteres para hacer frente al evento de extinción K/T, o en sus palabras “Debido a ventajas como la expresión genética alterada que conllevó a un vigor híbrido y al número incrementado de juegos de genes y alelos disponibles para la selección, las plantas poliploides pudieron haber tenido mejores capacidades de adaptarse a los cambios ambientales drásticos de hace 65 millones de años”.
Fig. 8 – Árbol filogenético de plantas con flores para las cuales se ha calculado mediante marcadores moleculares la edad del surgimiento de la poloploidia en los taxa ilustrados. En los fragmentos iluminados en azul con extremos verdes se muestra el resultado del análisis, siendo azul la fecha absoluta y en verde los intervalos de confianza a 95%.

La pregunta que surge es ¿Qué ventajas tuvieron los vertebrados que sobrevivieron? Pues esta es una de las cuestiones más peliagudas cuando se trata de explicar cómo sobrevivieron los delicadísimos anfibios por ejemplo. Sin embargo, esta es una cuestión que por ahora no será tratada.

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