Cuando hablamos de evolución de los mamíferos siempre salta el tema de los primeros. Y se suelen decir dos cosas: 1) que los primeros mamíferos evolucionaron al mismo tiempo que los dinosaurios y 2) que éstos les tenían miedo o algo así y se escondieron de ellos, saliendo sólo de noche (bueno, exageré, en realidad se habla de un particionamiento de la actividad, la diurna para los grandes reptiles y la nocturna para los mamíferos de sangre caliente).
Mamífero mesozoico nocturno. Ilustración de April Isch.
La cosa es que descubrimientos recientes indican que ambas son mentiras contadas 1000 veces. Los primeros mamíferos evolucionaron mucho después de que los dinosaurios se hicieran diversos. Específicamente, nuestros peludos ancestros aparecen hace 160 millones de años, durante el Jurásico tardío. Para esto, ya habían pasado al menos 73 millones de años desde la evolución de los primeros dinosaurios. Para que se hagan una mejor idea: pasó más tiempo entre el surgimiento de los dinosaurios y el de los mamíferos que el tiempo que ha transcurrido desde el impacto que puso fin al Cretácico.
Distancia en el tiempo entre la extinción de los dinosaurios no avianos y nosotros, así como entre los primeros mamíferos verdaderos y dicha extinción.
Y con la creciente evidencia, apuntando a que los dinosaurios y sus ancestros pudieron haber tenido metabolismos activos, eso de dividirse el día y la noche, pierde cada vez más sentido. Pero entonces ¿por qué nuestros ancestros eran nocturnos? Pues un estudio reciente parece haber dado con la respuesta. Y seguro que ya lo sospechas, pues está en el título de esta nota.
Visión tradicional de los mamíferos Mesozoicos como habitantes nocturnos. Autor desconocido.
Pues resulta que todo tiene que ver con mantenerse fresco o mejor dicho, mantener frescas las gónadas. Esto es de vital importancia pues si éstas no están a una temperatura estable, la espermatogénesis (la generación de espermatozoides) puede verse detenida o incluso, el mamífero puede quedar estéril. De ahí que los testículos sean una de las partes del cuerpo que mejor regula su temperatura. Y ¿Qué bola dan aquí los primeros mamíferos? O mejor dicho, los protomamíferos, pues este estudio que les cuento se llevó a cabo en criaturas del Triásico tardío.
Bienotherium yuannanese (autor desconocido), uno de los protomamíferos que probablemente poseía hábitos nocturnos para proteger su progenie.
Bien, pues a diferencia de muchos mamíferos escrotados modernos (como nosotros), la mayoría de los mamíferos no llevan colgando los buenos deseos, sino que éstos están contenidos en la cavidad abdominal y si rastreamos este carácter en la filogenia, notaremos que los protomamíferos tendría que ser sí o sí de testículos internos. Además, estas criaturas estaban dando sus primeros pasos hacia una regulación efectiva de la temperatura, es decir, hacia la homeotermia. Con lo que estas pobres criaturas tenían testículos internos extremadamente sensibles a los cambios de temperatura. Si los colocáramos en un ambiente cálido como lo fue el Triásico tardío, tenemos a animales a los que el simple hecho de salir durante el día los podría dejar sin descendencia.
Trucidocynodon riograndensis del artista Gabriel Ugueto. Otro potencial protomamífero que se resguardaba en las frías noches.
Esta curiosa hipótesis se ajusta perfecto como modelo que explica el por qué de los hábitos nocturnos y nos enseña a pensar fuera del saco (pun intended). Y desde luego, se acopla con lo que los biólogos sabemos hace mucho: no hay nada como salvaguardar dos cosas: la vida y la reproducción. Después de todo, ese es el objetivo de la vida.
Volvemos con más Paleonews. En esta ocasión, la descripción de dos especies nuevas de dinosaurios ceratópsidos, esos con cuernos y golas que todo niño (y dinofan) ama. Los recién llegados fueron descritos en una publicación de la revista PeerJ titulada "Transitional evolutionary forms in chasmosaurine ceratopsid dinosaurs: evidence from the Campanian of New Mexico", "Formas evolutivas transicionales en dinosaurios ceratópsidos kasmosaurinos: evidencia del Campaniano de Nuevo México".
Título del paper nuevo.
Este artículo tiene como autores a Denver W. Fowler y a Elizabeth A. Freedman Fowler, investigadores del Museo de Dinosaurios de las Badlands de Dakota del Norte, el Museo de las Rocallosas y el Departamento de Ciencias Naturales de Dickinson, Dakota del Norte. En síntesis, el paper analiza la posición estratigráfica de varios dinosaurios ceratópsidos kasmosaurinos, con especial atención a las golas (las estructuras alargadas de la parte posterior del cráneo). Esto en las formaciones geológicas Kirtland y Fruitland.
Procedencia estratigráfica y correlación de los ejemplares estudiados por Fowler y Freedman Fowler (2020).
Varios de estos ejemplares estaban sin identificar o se sostenía que eran del género Pentaceratops. Para probar esta hipótesis, los autores llevaron a cabo un estudio morfológico usando una herramienta conocida como morfometría geométrica, misma que permite ver la variación de las estructuras y poder así entender mejor cómo se modifican las formas. Esto es de particular importancia en un contexto evolutivo y en este caso, taxonómico, pues permitió la descripción de nuevas especies.
Análisis de morfometría geométrica en cráneos de kasmosaurinos. Tomado de Fowler y Freedman Fowler (2020)
La primera de estas especies fue: Navajoceratops sullivani, descubierta en la base del miembro Hunter Wash Mbr, de la Formación Kirtland y que posee una antiguedad aproximada de 75 millones de años. Esta especie se destaca por la posesión de un surco medio de la gola bastante cerrado, en el que los epoccipitales (huesos que forman el margen de la gola) más grandes se aproximan hasta casi cerrar dicho surco. Además, la especie posee un par de epoccipitales en la región media del surco, muy por debajo de donde se les suele encontrar.
Reconstrucción de Navajoceratops sullivani, note los aspectos en la gola previamente descritos en el texto. Arte de Ville Sinkkonen.
La segunda especie descrita es: Terminocavus sealeyi, descubierta en la parte media del miemrbo Hunter Wash, también en la Formación Kirtland, pero con una edad aproximada de 74.7 millones de años. Esta otra especie presenta el surco medio de la gola casi cerrado, con los epoccipitales que en Navajoceratops se encuentran en contraposición, mucho más reducidos. Además, carece de los epoccipitales accesorios que presenta su pariente (y probable ancestro) Navajoceratops, en la parte media del surco de la gola.
Reconstrucción de Terminocavus sealeyi, note los aspectos descritos en el texto. Arte de Ville Sinkkonen.
Estas dos especies representan un vínculo evolutivo entre Utahceratops gettyi, presente en la parte media de la Formación Kaiparotiws de Utah, con una antigüedad de 76 a 75.6 millones de años, con el tardío Anchiceratops ornatus de la Formación Horseshoe Canyon y de una antigüedad de 72 a 71 millones de años. Y en esta línea anagenética nueva detectada, se tiene por el medio a una especie nuevo no descrita pero identificada como afín a Pentaceratops.
Línea filética propuesta en el artículo. Utahceratops de Lukas Panzarin. Pentaceratops de Sergey Krasovskiy. Navajoceratops y Terminocavus de Ville Sinkkonen. Anchiceratops de John Sibbick.
Sin duda, un avance en el entidimiento de la evolución de los dinosaurios con cuernos. Y sin duda, cada nueva especie de estos carismáticos reptiles es siempre bienvenida.
Ilustración de Ville Sinkkonen.
Fuente:
Fowler DW, Freedman Fowler EA. 2020. Transitional evolutionary forms in chasmosaurine ceratopsid dinosaurs: evidence from the Campanian of New Mexico. PeerJ 8:e9251 https://doi.org/10.7717/peerj.9251
Si nos importa un comino la conceptualización de cuestiones importantes en ciencias biológicas y evolutivas, podríamos decir que sí, los fósiles son evidencias del fenómeno evolutivo. Sin embargo, si queremos ir más allá de lo que dictan los libros de texto, la respuesta es: no, los fósiles no son evidencias de la evolución, al menos no de forma directa.
¿Pero qué diablos estoy diciendo? Pues eso, que los fósiles no son evidencias del fenómeno evolutivo. Pero antes de explicar detalladamente por qué, necesitamos tener en cuenta un concepto muy importante. El concepto de evolución biológica. Sin esto presente, se puede alegar y alegar, sin llegar realmente a nada.
Evolución biológica: cualquier cambio en la frecuencia genética de una población, medido de una generación a la siguiente.
Desde ya, salta a la vista algo importante: la evolución se mide en genes (véase nota al pie). Y el tiempo de evolución es corto ¡sólo una generación! Este concepto está bien fundamentado y tiene base sólida, para incluir a todas las formas de vida. Desde las bacterias que pueden tener tiempos generacionales tan cortos como de unos minutos, a algunas especies de plantas que se reproducen una vez cada varias décadas, la evolución se mide igual: en cambios en el pool genético de la población de una generación a la siguiente.
El cambio en la proporción genética de esta población de diagramáticos bacilos es evolución. Se mide al paso de una generación, o si así lo deseamos, al paso de más, pero siempre es igual, medida en genes.
Ahora bien, es muy importante no confundir el concepto evolutivo con la materia prima, las causas y las consecuencias del mismo. La materia prima de la evolución es desde luego, la mutación. Existen diferentes tipos de mutaciones que cambian de lugar la información en el genoma, la borran, la duplican, la invierten, e incluso, se genera nueva información.
Tipos de mutación cromosómica. Basado en un gráfico original del National Human Genome Research Institute.
Como causas tenemos diferentes mecanismos, de los que, la comunidad científica discute su importancia y de cuando en cuando, se producen descubrimientos de nuevos mecanismos (como el rol de la epigenética). Por ejemplo, un mecanismo evolutivo es la selección natural, ampliamente explorada por Charles R. Darwin en su famoso libro "El Origen de las Especies" y ampliada en la década de los 50 para incluir lo que sabíamos de genética que Darwin nunca supo. Así es pues que evolución NO es el mecanismo, evolución no es lo mismo que selección natural.
Ejemplo de selección natural. Abajo se indica el nivel de resistencia con una escala de color que ejemplifica la tolerancia a un cambio, en este caso, el ejemplo es con bacterias y resistencia a antibióticos. Tomado de aquí.
Como consecuencias tenemos muchas cosas, pero las que destacan por ser confundidas con el proceso evolutivo son: la adaptación y la especiación. La adaptación es aquello que le permite a un organismo mejorar su adecuación biológica (su capacidad de sobrevivir y dejar descendencia). Las adaptaciones son tan variadas que pueden ser morfológicas, como la presencia de cuernos, o conductuales, como el luchar por las hembras en una arena (lek). Los mecanismos evolutivos no crean adaptaciones, "sólo" las modelan y seleccionan para su permanencia en la población o su desaparición, lo que las crea es la mutación. Muchos de los ejemplos de los libros de texto están enfocados a explorar el rol y el destino de las adaptaciones. Como ejemplos clásicos tenemos las polillas que se "hicieron negras" por selección natural tras la era industrial.
La Selección Natural es uno de los muchos mecanismos por los que opera el proceso evolutivo. Imagen modificada de University of California Museum of Paleontology's Understanding Evolution (http://evolution.berkeley.edu).
Pero quizá el error más grande en entender la evolución es confundir el proceso con su consecuencia más notoria: la especiación, o la generación de nuevas especies. Y no es para menos, durante mucho tiempo se pensó en la evolución como el proceso que generaba nuevas especies (no por nada el título del libro de Darwin). Eso no es mentira, claro que las genera, pero ese cambio sólo es perceptible tras muchas generaciones y depende en gran medida del concepto de especie empleado. La evolución no es algo que sólo actúe para generar nuevas especies y luego se "pause" a la espera del próximo fenómeno de especiación. Ni que fuera pokémon... No, la evolución no es un acto milagroso de transmutación de formas, es un proceso continuo que se da de una generación a la siguiente. Para distinguir el concepto evolutivo generacional de la consecuencia, se habla de los términos microevolución y macroevolución. La microevolución es ese conjunto de cambios génicos perceptibles de generación en generación. Mientras que la macroevolución se aprecia "dejando de ver" el proceso y haciendo instantáneas bien separadas en el tiempo. De tal forma que en la macroevolución podremos apreciar el fenómeno de especiación. De otra forma, el proceso evolutivo es tan gradual y continuo que no notaríamos los cambios sin un buen registro. La evolución biológica no se detiene, mientras existan genes, poblaciones y reproducción, la evolución existirá.
La evolución no es un proceso que a veces actúa y a veces no, es continuo. La diferencia entre micro y macroevolución es sólo de perspectiva en el tiempo. De tal forma que la especiación sólo es perceptible en largos periodos y este fenómeno no es todo lo que engloba el proceso evolutivo.
Si prestamos atención, habremos notado que la evolución biológica se mide en genes y en lapsos generacionales.
Síntesis de lo expuesto hasta ahora. Los puntos más importantes sobre el concepto, materia prima, el sujeto de selección y los procesos involucrados son observables y medibles en organismos vivos, los fósiles no pueden proveer este marco de referencia en el que se basa el modelo evolutivo. Pero son útiles, veamos por qué.
OJO, qué NO estoy diciendo de los fósiles:
1. Que los fósiles no son importantes.
2. Que los fósiles no sirven para nada.
3. Que la paleontología es una ciencia inútil.
Ahora volvamos al punto central. ¿Son los fósiles evidencias de la evolución? No. Pues un fósil no nos muestra el proceso evolutivo (que si miramos el gráfico anterior incluye toda la secuencia, hasta la generación de nuevas especies). Un fósil, como sabemos, es una fotografía estática del pasado. Y esta fotografía puede ser interpretada de un sinfín de maneras. De tal forma que si los fósiles fueran tan relevantes para modelar el proceso evolutivo, la teoría evolutiva como la conocemos hoy, habría surgido hace siglos. Y sin embargo, tardamos más de 274 años en entender el proceso evolutivo, desde que se estudian los fósiles y se podría decir que aún se debaten nuevos mecanismos recientemente propuestos, como la relevancia de la epigenética en la evolución. Los fósiles no son inútiles y su relevancia histórica destaca por hacer cuestionarse a los científicos sobre si las formas de vida eran estáticas o no. Desde 1709 y hasta la fecha, se emplean para decir que existió un diluvio universal. Y cómo olvidar al catastrofismo de Cuvier que interpretaba a los fósiles como criaturas estáticas creadas y destruidas por la naturaleza (o un creador divino en otras versiones). Y como estas, hay más interpretaciones (que hoy sabemos erróneas) de los fósiles.
Georges Cuvier fue un gran científico y crucial para la paleontología, pero creía que los fósiles eran evidencia de desastres divinos (como el diluvio) y los interpretaba como evidencias sólidas de catástrofes que modelaban la historia geológica y biológica del planeta. El marco de interpretación actual de los fósiles nos dice que Cuvier estaba en un error.
La utilidad de los fósiles como evidencia del fenómeno evolutivo es muy circunstancial. Hagamos una analogía. Supongamos que en el apartamento 616 del edificio Baxter hubo un homicidio. Tras recabar evidencias por cierto tiempo conseguimos un sospechoso, el Sr. Rick Sánchez. Vamos a juicio y la fiscalía está convencida que lo van a sentenciar. Pero su abogado defensor (un Morty, desde luego), se muestra tranquilo. ¿Por qué? Resulta que la parte acusatoria no tiene un video del Sr. Sánchez cometiendo el crimen, no hay testigos, no hay ADN del sospechoso en las uñas del cadáver y lo que es más, el Sr. Sánchez pasó todas las pruebas balísticas, al parecer no ha disparado un arma. Entonces ¿qué tiene la fiscalía? Pues tienen toda la evidencia que apunta a que durante la hora de la muerte del finado Sr. Jerry Smith, el Sr. Sánchez no tiene coartada, nadie sabe a dónde fue y la hora de su desaparición es más que ideal para ir y despachar al Sr. Smith. Además, todos saben que el Sr. Sánchez tenía razones para asesinar al Sr. Smith. Si has visto series criminales sabrás que la fiscalía sólo tiene evidencia circunstancial, básicamente no tienen nada para vincular al Sr. Sánchez con el homicidio. Su desaparición puede ser interpretada de muchas formas. Así pasa con los fósiles. Pero espera, no son nada inútiles para la evolución y su defensa.
Nuestro acusado saldrá libre, no hay nada que lo vincule directamente a la escena del crimen.
Incluso si pudiéramos extraer ADN de todos los fósiles, sabemos que por el tipo de proceso involucrado en la fosilización, transporte y entierro, no podemos garantizar tener poblaciones completas y menos, varios tiempos generacionales representados en las rocas. Es prácticamente imposible apreciar el fenómeno evolutivo en los fósiles. ¿Dónde sí lo puedo apreciar? Pues en las formas de vida modernas. De hecho, hay varios grupos de científicos que se dedican a rastrear estos cambios para entender mejor los procesos involucrados. Y a esta ciencia se le llama genética de poblaciones.
La genética de poblaciones es en realidad la ciencia que estudia la evolución en "tiempo real", el resto, como la paleontología, se dedica a aportar evidencias de predicciones. Otras como la sistemática, usa dichas predicciones y modelos para generar explicaciones de parentesco, teniendo presente a priori que la evolución ocurre y que ocurre de cierta forma.
¿Entonces, de qué sí son evidencias? Pues primero que nada, de que existió vida en el pasado y dan cuenta de la forma de esa vida y su variación. Antes de que la evolución fuera entendida y aceptada como un hecho, los fósiles llevaban siglos siendo colectados y estudiados (casi 3). Si fueran evidencias claras de evolución, se habría llegado a ese concepto hace mucho. Y si bien, Darwin habla de fósiles y recuperó muchos más, no los coloca como evidencias directas. Darwin no era ingenuo. Sabía que debía presentar evidencias sólidas y por eso trabajó con seres vivos, explicó profusamente el fenómeno de selección natural usando como análogo la selección artificial (el fenómeno que produjo y produce variedades de plantas y animales domésticos). Inclusive, habló más de la selección sexual que de los fósiles (dedicando un libro entero a hablar de este mecanismo posteriormente).
Charles Robert Darwin, cuatro años antes de publicar su obra más importante, el Origen de las Especies.
¿Y los fósiles cómo entran en la evolución? Bueno, la evolución biológica no sólo es un hecho, sino que también es una teoría científica, el máximo tipo de conocimiento al que la ciencia puede aspirar (las leyes son "sólo" formulaciones matemáticas de procesos repetitivos). La teoría explica la fuente de la variación (mutación), los procesos involucrados (selección natural, selección sexual, epigenética, deriva génica, neutralismo, etc.) y nos da cuenta de los resultados del proceso: nuevas especies. Pero como toda teoría científica que se precie de ser buena, la evolución debe poder ser capaz de ofrecer predicciones que deben de cumplirse, de otra forma, habría que remodelar la teoría para ajustarla a la realidad.
A diferencia de las videntes, las teorías científicas, si no son capaces de predecir, se arrojan a la basura, en búsqueda de una mejor.
Es aquí donde los fósiles se vuelven importantes, pues son evidencias de PREDICCIONES evolutivas, más no del fenómeno evolutivo en sí mismo. ¿Cómo funciona esto? Pues verán, los teóricos evolutivos plantean observaciones que deberían estar ahí, predicciones sobre hechos puntuales. Las más famosas son: "Si la evolución es un hecho, encontraremos las formas de vida 'acomodadas' en una especie de progresión de complejidad temporal". ¿Cómo demostrar eso con las formas de vida actuales? No se puede, hay que mirar el registro fósil. Y veremos algo increíble, la predicción se cumple. No veremos nunca mamíferos en el Cámbrico, ecosistemas a nivel global dominados por bacterias en el Triásico o un mono en el Silúrico. La vida está en "orden", un orden predicho por la evolución.
En las rocas podemos ver un registro fósil ordenado que muestra lo que la teoría evolutiva predice. Arte de Ray Troll.
¿Y qué hay de los casos puntuales? Los libros hablan de la evolución del caballo y muestran el aumento de talla y pérdida de dedos conforme avanza el tiempo. ¿No es eso evidencia evolutiva? Pues no. Cada una de esas especies pudo haber sido creada independientemente (no se emocionen creacionistas, no fue así). Y lo que es más, ese modelo famoso de caballos ha sido recontrajustado y se ha mostrado que está en varios errores, pues esas especies no forman una escala de progreso, recordemos que la evolución no tiene forma de escalera, sino de un gigantesco arbusto ramificado. Y a este respecto, podemos intuir la forma de dicho arbusto con distintas metodologías, pero ninguna es capaz de mostrar qué especie exactamente dio origen a qué otra en el registro fósil. Sería irresponsable ir por la vida alegando que la especie X dio origen a la especie Y. Es por eso que los cladogramas (diagramas que muestran relaciones de parentesco entre taxones) nunca muestran ancestros y éstos son siempre hipotéticos y se ubican en los nodos de las ramas. ¿Es esto cobardía de los sistématas? NO. Se llama ser responsable.
Las letras representan taxones (especies si usted gusta) y los nodos con colores representan ancestros, pero estos ancestros son hipotéticos en sistemática. No se colocan porque no podemos garantizarlos, simplemente así no funciona la base epistemológica de la sistemática actual y particularmente del cladismo. Si quieres saber más al respecto te invito a leer "¿Cómo leer un cladograma?".
Existen casos en los que se tienen registros muy completos de especies que parecen transformarse en otras. Les presentaré dos ejemplos clásicos. Uno es con fósiles de microalgas llamadas diatomeas, que proceden de Yellowstone de la especie Stephanodiscus yellowstonensis, que aparece en el registro hace unos 10,000 años y que es precedida por otra especie distinta, Stephanodiscus niagarae. El modelo actual sugiere que S. niagarae dio origen a S. yellowstonensis en respuesta a los cambios en las condiciones del agua del lago de Yellowstone hace 10,000-14,000 años. Pero ¿acaso vimos el proceso de transformación? Siendo estrictos, NO. Pero podemos proponer el modelo y por parsimonia (la explicación más simple es la más factible) proponer que este es el caso, evolución por anagénesis. Sin ADN no podemos asegurarlo definitivamente, por desgracia. Aunque modelando, como se hace en ciencia, sólo un loco negaría que una especie dio origen a la otra.
Richard Dawkins explica la evolución de las diatomeas presentadas en el párrafo anterior. Los subtítulos se pueden activar en ajustes, están disponibles en español.
Otro ejemplo de transición donde sí se tiene ADN es en el caso de los bisontes del sur de Canadá. La especie estudiada es Bison antiquus, que vivió durante la "era de hielo" (Pleistoceno tardío). Además, se estudió al bisonte moderno (Bison bison) y varias muestras arqueológicas y paleontológicas que tenían morfologías intermedias, llamadas Bison occidentalis o Bison antiquus occidentalis, de hace 4 a 5 mil años de antiguedad. Y resultó que en el cladograma, hay un área bastante amplia donde Bison "occidentalis" funge como pegamento entre Bison bison (el bisonte moderno) y Bison antiquus, el del Pleistoceno. Es un caso bellísimo, pero muy, muy raro. Y de estos casos no hay muchos en el registro fósil. Con vertebrados, es el único que conozco que incorpora especies fósiles y ADN. Ojalá para todos los casos se contara con registros así, pero no es el caso.
En este gráfico podemos ver un cladograma generado con datos moleculares y coloreado. En gris, el bisonte estepario, usado como control (para enraizar el árbol). En verde los bisontes antiguos y en rojo los bisontes modernos. La zona señalada con la caja en rojo representa la zona de transición entre el bisonte antiguo y el bisonte moderno a través del bisonte occidental, indicado de forma individual con flechas azules. Este ejemplo es rarísimo y nos muestra cómo evolucionó el bisonte moderno, pero usando el ADN de los fósiles en sí mismo, no nos dice nada del proceso evolutivo que dio lugar a esta transición. Cladograma de Wilson et al. 2008, cráneos de bisontes de Skinner y Kaisen, 1947, excepto B. antiquus, tomado de Hay y Cook, 1930.
Y no crea usted, estimado lector, que sólo los fósiles no son evidencias del fenómeno evolutivo. En la misma situación tenemos la similitud por ADN, los árboles filogenéticos, la anatomía comparada, la embriología comparada, etc. Todo esto se explica de diferentes formas y sólo son evidencia directa de evolución si no somos capaces de pensar como niños y encontrar potenciales soluciones alternativas. A esta plasticidad mental, los creacionistas llevan ventaja, son capaces de pensar como niños, encontrar más soluciones posibles. Aunque estén errados, son capaces y nosotros no. Lamentable ¿cierto?
No sólo los fósiles no son evidencias del PROCESO evolutivo, tampoco lo son las distintas evidencias que se usan siempre en los libros de texto, como la anatomía comparada, pues estas evidencias en realidad son evidencias que se ajustan a predicciones. Predicciones que se hacen teniendo en cuenta a priori que la evolución es verdadera. Considerarlas como evidencias del proceso evolutivo es hacer trampa, voluntaria o involuntariamente.
Imaginen la teoría evolutiva como un reloj que trata de medir el tiempo lo mejor posible. En este marco de referencia, el tiempo es un hecho (como la evolución) y el reloj es un instrumento para interpretar ese hecho (como la teoría evolutiva). Y para poder hacerlo, el reloj se vale de un marco de referencia que usa los engranes que mueven todo (que son las evidencias directas) y la mampostería y demás piezas que en sí mismas no mueven nada, pero que sin ellas, los engranes no se moverían con tal facilidad (que en la analogía son las evidencias indirectas, o evidencias de las predicciones evolutivas, como los fósiles, la biogeografía, los árboles filogenéticos, la anatomía comparada, etc.). Lo que mueve a la teoría son los engranes, la evidencia directa. Pero lo que le da forma son las predicciones de la teoría, los marcos, las otras piezas del reloj. No podemos esperar que un reloj funcione sin todas sus piezas y de forma similar, la teoría evolutiva necesita la evidencia directa, tanto como necesita la validación de sus predicciones. Sin esto, sólo tendríamos una idea de un reloj, pero no uno funcional.
El reloj como teoría evolutiva.
Como dije, los fósiles son fotografías estáticas. Esas fotos son interpretadas hoy como parte la teoría evolutiva (de sus predicciones), pero siendo estrictos, no revelan los mecanismos involucrados. Si nos interesa la epistemología de la teoría científica y en particular de la teoría evolutiva para defenderla mejor frente a los antievolucionistas, debemos tener claras las cosas: los fósiles son evidencias de las predicciones evolutivas, más no del proceso evolutivo. Con esta arma en mano (el conocimiento), no seremos fácilmente objetivo de un creacionista listillo que sepa estas minucias y nos exponga como ignorantes frente a lo que defendemos. Además, esta apreciación de la evolución y de los fósiles nos permite articular mejores argumentos que sirven de base a elucubraciones más profundas del tema. Obviar esto y decir "meh, los fósiles sí son evidencias de la evolución" nos deja muy mal parados como científicos, ¿dónde está nuestra curiosidad? ¿las ganas de aprender? ¿sólo somos capaces de ver la ciencia como una colección de datos para vomitar y sonar más inteligentes? Ojalá no sea así. Aprender de este caso y cómo los fósiles se articulan en la teoría para validar las predicciones nos hace capaces de entender mejor cómo funciona la teoría misma y nos prepara para ver más evidencias de este tipo. Apreciemos a los fósiles por su importancia y no les otorguemos poderes mágicos que no tienen, pongámoslos en su lugar, un lugar bien merecido y sumamente importante para la evolución.
*ACTUALIZACIÓN*
Estimados lectores, gracias a comentarios bien articulados y atinados en la página de Facebook, algunos colegas han hecho notar algo interesante: la evolución no sólo se mide en genes. Es decir, hay cambios que ocurren fuera de los genes o veces en los que los genes cambian y no hay otros cambios perceptibles. Mencioné brevemente en el texto anterior dichos fenómenos como neutralismo y epigenética, pero no les di la importancia que tienen en la actual síntesis extendida de la evolución (que está en vías de desarrollo, pero no deja de ser importante) o en el concepto reduccionista que empleé. Reconozco el valor de los nuevos mecanismos y sujetos de selección descubiertos, como la célula, el organismo, el deme, etc. Y también el valor de campos como la biología evolutiva del desarrollo y el advenimiento de nuevas propuestas e integraciones. No pongo en duda sus descubrimientos y los mecanismos descubiertos por estas nuevas ramas de la Biología.
Pero hay un problema. Todo esto es y sigue siendo algo que sólo podemos apreciar (medir, estudiar) en organismos vivos. Los fósiles siguen sin ser evidencia de neutralismo, de que en un T. rex se haya seleccionado un conjunto de células o un deme entre dromeosaurios. Seguimos sin poder ver estos procesos impresionantes en el registro fósil, no hay genes hox fósiles ni podemos ver el desarrollo y control genético (o epigenético) del desarrollo embrionario de un Acanthostega. Si bien la Selección Natural actúa a diferentes niveles y hay otros procesos involucrados, así como que estamos entendiendo mejor los procesos macro, los fósiles siguen sin ser parte del conjunto de evidencias evolutivas directas, de procesos. Siguen siendo fotogramas en la gran película de la vida. Son evidencias de predicciones a observaciones que "deberían estar ahí", más no evidencias de los procesos mismos. El argumento sigue siendo el mismo, a pesar de mi terrible omisión de otros aspectos involucrados en evolución y del uso reduccionista del concepto evolutivo.
Gracias a Andrés Mauricio y a Adolfo Pacheco por sus comentarios.
Los hongos son organismos eucariotas avanzados, de hecho son primos cercanos de nosotros los animales y definitvamente, no son plantas y tampoco están cercanamente emparentados a ellas, como se suele pensar. Estos organismos son tan diversos que vienen en formas unicelulares y pluricelulares. Pero desgraciadamente, su registro fósil es escaso, debido a que presentan cuerpos blandos y rara vez se fosilizan o bien, un supuesto fósil fúngico es muy controversial para poder identificar o asignar.
Fósiles enigmáticos y populares por su talla, como Prototaxites, se asignan a hongos, pero con grandes, grandes dudas. Imagen de Carol Hotton.
Y esta labor se dificulta entre más atrás vamos en el registro fósil, pues existieron muchos tipos de organismos con cuerpos parecidos a hongos. Y no hablo de las setas, que son el medio de dispersión de la reproducción sexual de algunos hongos, sino de las hifas, estructuras filamentosas que forman el cuerpo de los hongos filamentosos. Pero de cuando en cuando podemos echar un ojo al pasado fúngico y tal es el caso de un trabajo reciente que nos muestra un fósil de hace 440 millones de años (Silúrico temprano), lo que lo convierte en uno de los hongos más viejos conocidos.
Lo que consideramos generalmente como hongo es en realidad, sólo una parte de estos organismos. Los biólogos les decimos cuerpos fructíferos o esporocarpos.
Pero ahí no para lo interesante. Pues este hongo, de la especie Tortotubus protuberans, es además ¡terrestre! Y pues sorprende, dado que en esta antiguedad, los organismos terrestres son toda una rareza. Este pequeñín tenía un rango geográfico bastante amplio, que iba de lo que hoy es Suecia, Escocia, Albania, Estados Unidos, Francia, Libia, Chad y Arabia Saudita. Y de cronología, ni hablemos, pues perduró hasta el Ordovícico tardío.
Restos fósiles del micelio o cuerpo vegetativo (no reproductivo) de Tortotubus protuberans, procedentes de Gotland, Suecia. Tomado de Smith (2016).
Hallazgos como estos llenan importantes huecos en la evolución de los primeros eucariotas y conectan la historia de los hongos marinos con los hongos de agua dulce y tierra firme. Con esta evidencia avanzamos un paso en la dirección correcta para entender cómo es que diferentes grupos biológicos colonizaron tierra firma durante el Paleozoico. Esperemos que en el futuro podamos saber más de éstos y otros hongos extintos.
Hola que tal estimados lectores. Debido a que casi no dispongo de tiempo para escribir temas complejos como los que tengo en mente desde hace tiempo, les traigo un documental que encontré muy bueno. Es corto, conciso, detallado y lo mejor: científicamente acertado.
Grandes Transiciones: El Origen de las Aves | HHMI BioInteractive Video
Espero que les guste y que si no tenían mucha idea del origen de las aves, ahora tengan una idea más clara. ¿Tienen dudas? No teman, las pueden plantear en la sección de comentarios.
Hola que tal estimados lectores, en esta ocasión les comparto cinco cursos en línea que definitivamente, no se pueden perder. Estos cursos forman parte de la plataforma educativa online Coursera y se ofrecen de forma gratuita por prestigiosas universidades. Se los presento:
Este curso es ofertado por la Universidad de Alberta (Canadá), fue diseñado por los paleontólogos Philip John Currie y Angelica Torices; es impartido por Betsy Kruk (una excelente instructora) y tiene invitados especiales como Victoria Arbour, experta mundial en anquilosáuridos. En este curso introductorio a los dinosaurios podrás aprender cuestiones de su clasificación, evolución, biología, origen y extinción a lo largo de doce semanas, un tiempo que seguramente encontrarás muy, pero muy valioso. Aún si eres un erudito en el conocimiento pop de dinosaurios, seguramente encontrarás que el curso te enseña un par de cosas nuevas.
Video introductorio del curso.
2. Paleontología: Dinosaurios terópodos y el origen de las aves.
Este curso también fue creado por el equipo de paleontólogos de la Universidad de Alberta. Esta vez, quien nos guía por el curso será el Dr. Scott Persons, un paleontólogo que tiene una excelente capacidad comunicativa y que realmente transmite su gusto por esta ciencia. En este curso aprenderás sobre anatomía de las aves, de los dinosaurios terópodos, el cómo evolucionaron (y radiaron) las aves y finalmente, tendrás un panorama sobre los grupos que componen la porción del árbol evolutivo de los dinosaurios relacionada al origen de las aves. Te encontrarás con sorpresas y viejos conocidos. Si te gustan las aves o los dinosaurios, este curso es para ti. Tiene una duración de cinco semanas y vale completamente la pena.
Video introductorio del curso.
3. Paleontología: Evolución temprana de los vertebrados
Este es otro curso impartido por la Universidad de Alberta que tiene como instructor a Scott Persons, aunque esta vez, su diseño corrió a cargo de la Dra. Alison Murray. ¿Te gustan los peces y no sólo para comer? Entonces este curso será de tu total interés. A lo largo de cuatro semanas verás cómo surgieron los vertebrados, qué condiciones propiciaron su evolución, radiación adaptativa y qué grupos conforman la base del gran árbol evolutivo de los vertebrados, todo hasta llegar al origen de los animales con patas: los tetrápodos. Un gran curso para los que saben de vertebrados acuáticos vivos o extintos y también para los que -como yo- no sabemos mucho de estos animales.
Otro curso de la Universidad de Alberta, diseñado por Michael Caldwell e impartido por Scott Persons. En tan solo cuatro semanas aprenderás una tonelada de cosas relacionadas a reptiles marinos extintos, su origen, evolución, anatomía y adaptaciones. El curso está dividido en grupos biológicos, salvo por la primer semana, que trata sobre el problema de adaptarse a la vida en el agua. En semanas subsecuentes se habla sobre ictiopterigios (siendo los ictiosaurios sus miembros más conocidos), sauropterigios (que incluye a los famosos plesiosaurios) y mosasauroides. Algunos grupos se dejan de lado, pero vale la pena tomar este curso que es muy, pero muy enriquecedor.
Video introductorio del curso.
5. Orígenes - Formación del Universo, el sistema solar, la Tierra y la vida
Haz clic en este enlace para ir a la página del curso.
Dejemos de ser exclusivamente paleontológicos y entremos a un curso dictado por la Universidad de Copenhague, Dinamarca. Este curso es mucho más amplio y complejo que los pasados (eso no hace que los que acabamos de ver sean malos). Esto se debe a que el tema que toca es uno muy, pero muy grande: los orígenes. Otrora considerado tabú por la ciencia, hoy los orígenes son la mejor de las formas que tenemos para comprender aspectos, fenómenos y objetos naturales. En este curso los orígenes se tocan en 12 semanas donde se ve el origen de: el Universo, los elementos, las estrellas, el sistema solar, la tierra, la atmósfera, la hidrósfera, la vida, el mundo microbiano, la explosión cámbrica, los eucariontes, los animales, la atmósfera oxidante, las plantas, los insectos, las extinciones, dinosaurios, aves, la humanidad, etc. Es con mucho, el más amplio de los cursos aquí presentados y es impartido por una plétora de investigadores de alto nivel. Si te interesan estas cuestiones, no dudes en inscribirte al curso.
Video introductorio del curso.
Las ventajas de tomar estos cursos son muy amplias, desde enriquecer el currículo, hasta el loable hecho de aprender. Sin embargo estimado lector, usted tendrá que tener cierto dominio del idioma en el que se dictan los cursos: inglés. Si no sabe inglés, le será prácticamente imposible tomar estos cursos... Pero vamos, ¡no se desanime! Pues en la mayor parte de los cursos existen subtítulos que puede activar e ir traduciendo. Si se quiere, se puede. Y si le interesan más cursos, en Coursera.org podrá acceder a más de ellos.
Así que sin más, me retiro por hoy.
Agradezco a David Cabezas Sanchez por sugerirme hacer esta entrada.
Muchos dan por sentado que un cuello es algo normal, que es una característica que nos acompaña desde que los vertebrados son vertebrados. En realidad no es así, así que en este post trataré de forma muy, pero muy breve la importancia y evolución del cuello en los vertebrados.
Un cuello es extremadamente importante. Si no, vean a estos animales...
Una jirafa sin cuello, no es jirafa. Y es que, no podemos concebir al célebre mamífero del cuello más largo sin él. Para este grupo particular de animales, el cuello es indispensable para alcanzar el alimento en las ramas, de otra forma, habrían de desarrollar patas extremadamente largas y poco funcionales.
¿Qué tal ahora animales que no alzan el cuello para alcanzar brotes, sino que pacen en las praderas? Para ellos, el cuello también es importante. Sin él, deberían agacharse y hacer grandes esfuerzos para alcanzar el pasto del suelo. O bien, evolucionar patas muy, pero muy cortas... que de nuevo, no serían muy funcionales para escapar a los depredadores.
Si tienes trompa ¿ya no necesitas un cuello? Pues parece que no, pues para que el elefante pueda estar consciente de lo que lo rodea necesitaría girar todo el cuerpo, algo que es ineficiente desde el punto de vista energético. Un cuello ahorra energía.
¿Y qué tal un depredador? ¿Qué sería de ellos sin cuellos? Pues además de verse ridículos (para nuestros estándares "postcuelliles"), les sería más complicado atrapar a una presa. Imaginen el caso de este guepardo, una vez que haya alcanzado a la presa usaría sus patas delanteras para aferrarla, pero tendría problemas para asestar la mordida asesina, pues como el elefante, tendría que girar todo el cuerpo. Además de ello, para cuando el pobre gato quisiera comer de su presa, también debería hacer malabares para poder sacar la carne, pues sus molares así lo demandan.
Sin cuello, un frailecillo como éste tendría serios problemas al atrapar peces en el mar. Al tratar de pescarlos tendría que girarse todo mientras bucea, haciendo de sus capturas una proeza casi imposible.
Otras aves como este pato, tendrían serios problemas para permanecer con la cabeza fuera del agua. Especialmente si se es un ave marina, pues ahí, las olas son mayores.
En fin. A resumidas cuentas, un cuello sirve para:
1) Poder girar la cabeza (duuuh), ampliando el espacio de movimiento de la misma.
2) Hacer eficiente el forrajeo (incluyendo la captura de presas).
3) Mejorar la biomecánica de la alimentación (se puede tirar del alimento).
4) Colocar la cabeza (y sus órganos sensoriales) en posición, sin necesidad de mover todo el cuerpo. 5) No ser buleado como Cuauhtémoc Blanco.
Pero ¿son los cuellos monofiléticos? Es decir, ¿el cuello apareció sólo una vez en la historia evolutiva? La respuesta es... NO. Además de los vertebrados tetrápodos (que somos los únicos con cuellos), existen otros animales con "cuello" (entrecomillado, porque no es homólogo, es decir, no tiene el mismo origen evolutivo). Entre los cuellos análogos (diferente origen evolutivo, función similar) al nuestro encontramos:
¡Ni más ni menos que a los insectos! La colosal mayoría de ellos tienen cabeza móviles con "cuellos" diminutos pero funcionales. Esto les permite hacer muchas de las cosas listadas anteriormente, incluyendo mirar sensualmente a la cámara como esta mantis (Archimantis latistyla). Foto de Fir0002.
Y el más extremo de los insectos es el escarabajo jirafa (Trachelophorus giraffa), cuyo cuello es producto de la selección sexual, pues para las hembras, un macho con cuello es guapo, pero hey señoritas ¡no exageren! Foto por Frank Vassen.
Pero ¿y en los vertebrados? ¿el cuello si es monofilético verdad? Pues resulta que de nuevo, no. Pero antes de que se escandalicen y se vayan a rezar varios rosarios seguidos, permítanme aclarar que el cuello de todos los tetrápodos vivos (y sus formas extintas) tienen un único origen. Lo que sucede es que hubo un "experimento evolutivo" (así nos gusta decirle a lo que no es como nosotros muajaja) de cuello hace millones de años, en un grupo extinto. Se trata ni más ni menos, de los placodermos. Y en específico, el grupo de los Arthrodira y con menor representación, los Acanthothoraci y los Petalichthyida. Veamos.
Romundinia sp. por Satoshi Kawasaki. Este placodermo era del grupo de los acantotoraci y tenía un pequeño cuello en forma de bisagra.
Lunaspis sp. también de Satoshi Kawasaki. Este otro placodermo también tenía un minúsculo cuello en forma de bisagra que le permitía subir y bajar la cabeza sin mover todo el cuerpo.
Dunkleosteus por Nic Grabow. Este grupo de placodermos era el que mayor movilidad de "cuello" tenía. Es probable que eso estuviera relacionado a su vida depredadora.
Si el cuello no resultó evidente en el Dunkleosteus pasado es porque no es un esqueleto nadador, sino una muy buena restauración. En este esqueleto (básicamente cabeza y cuello) reconstituido podemos ver mejor las placas móviles que conformaban el "cuello" de la bestia. Foto de Casliber.
A pesar de que los placodermos eran muy inovadores con eso del cuello, la fertilización interna, las columnas vertebrales sin centros vertebrales y las mandíbulas... No fueron estos vertebrados los que legarían el cuello a los tetrápodos. No señor, el cuello llegaría de manos de los peces de aletas lobuladas, los sarcopterigios.
Si bien existen homologías entre los músculos de la cintura pectoral y cabeza de tiburones (arriba, derecha) y tetrápodos (izquierda), los sarcopterigios (abajo, derecha) desarrollaron los primeros cuellos verdaderos. La flecha azul en el dipnoo indica la localización aproximada del conjunto de músculos representados en azul con los tetrápodos. Con imágenes de Diogo et al. (2008) y Ericsson et al. (2013).
Entonces, los sarcopterigios tienen músculos homólogos a los de los cuellos. ¿Qué les falta? La diferenciación de vértebras. En la mayoría de los tetrápodos podemos distinguir zonas vertebrales por su funcionalidad y una de las más importantes es la zona cervical. Observando el registro fósil podemos ver que algunos sarcopterigios como Mandageria fairfaxi ya presentan "protocuellos". Para distinguir la zona del cuello debemos tener presente que éste se presenta como una zona diferenciada entre la cabeza y la cintura pectoral. Literalmente, los vertebrados sin cuello tienen la cabeza fusionada a la cintura pectoral (imagina tener la cabeza fusionada a las clavículas).
Mandageria fairfaxi era un pez de unos 2 metros de largo que tenía una cabeza móvil, pero no un cuello propiamente dicho. Imagen tomada de ageoffishes.org.au.
El primer sarcopterigio donde ya no vemos esa fusión es ni más ni menos que Tiktaalik roseae. Este chiquitín tenía una zona cervical y es el primer pez con cuello conocido del registro fósil y cuyo cuello es homólogo al nuestro y al del resto de tetrápodos.
Dado lo anterior, podemos rastrear el origen del primer cuello a hace al menos 380 millones de años, durante el Devónico tardío. De ahí en adelante, los tetrapodomorfos y tetrápodos tendrían sus cuellitos. Algunos los llevarían al extremo aprovechando su funcionalidad.
En esta ilustración de Brian Choo del Triásico medio de China (ca. 235 Ma) vemos distintos linajes de reptiles marinos que convergieron en el alargamiento del cuello. Yunguisaurus liae está en el linaje de los plesiosaurios. Nothosaurus y Keichousaurus son notosauroides. Tanystropheus cf. longobardicus es un protorosaurio. Y Anshunsaurus wushaensis es un talatosaurio. Muchos de estos reptiles ni siquiera están emparentados y muestran evolución convergente.
Y ni qué decir de otro grupo de animales de cuellos largos que casi no son recordados por su pudor en esconder sus dotes.
Algunas tortugas tienen cuellos bastante largos, pero generalmente no los andan presumiendo.
Y hablando de cuellos largos... Quizá los más famosos sean los de los sauropodomorfos.
Longitudes de cuello extremas en los animales con los cuellos más largos registrados para un ser vivo. Tomado de Taylor y Wedel (2013).
Y bueno, tenemos entonces, plenitud de cuellos largos con distintas funciones que permitieron y permiten que sus dueños aprovechen de mejor forma los recursos, ya sea en el forrajeo (búsqueda de comida) o para poder eficientar la energía consumida en moverse.
Animales de cuellos largos que no son saurópodos. Tomado de Taylor y Wedel (2013).
Así que la próxima vez que piensen en el cuello sabrán que no sólo es algo para adornar con collares, tiene muchas funciones que a veces ignoramos y ha pasado por muchos procesos de transformación en muchos taxones, haciéndolos únicos. Y todo esto gracias a que un grupo de peces desprendió la cabeza de los hombros hace ya 380 millones de años.
Fuentes:
Diogo, R., Abdala, V., Lonergan, N., & Wood, B. A. (2008). From fish to modern humans–comparative anatomy, homologies and evolution of the head and neck musculature. Journal of Anatomy, 213(4), 391-424.
Daeschler, E. B., Shubin, N. H., & Jenkins, F. A. (2006). A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan. Nature, 440(7085), 757-763.
Ericsson, R., Knight, R., & Johanson, Z. (2013). Evolution and development of the vertebrate neck. Journal of anatomy, 222(1), 67-78.
Shubin, N., Daeschler, E. B., & Jenkins Jr, F. A. (2015). Origin of the Tetrapod Neck and Shoulder. En: Dial, K. P., N. Shubin y E. L. Brainerd (Eds.) Great Transformations in Vertebrate Evolution. 63p.
Trinajstic, K., & Long, J. A. (2009). A new genus and species of Ptyctodont (Placodermi) from the Late Devonian Gneudna Formation, Western Australia, and an analysis of Ptyctodont phylogeny. Geological Magazine, 146(05), 743-760.
Taylor, M. P., & Wedel, M. J. (2013). Why sauropods had long necks; and why giraffes have short necks. PeerJ, 1, e36.
