Invítame a cenar y puede que tengamos hijos juntos

Charles Darwin propuso la "Teoría de la selección sexual" para explicar cómo algunos caracteres que incrementaban el éxito reproductivo individual pueden evolucionar aunque supongan un coste en términos de supervivencia. Resultaba evidente que si un animal tiene que sobrevivir, el hecho de cargar con molestos adornos o lucir un vestido de colores llamativos sería contraproducente, ya que conseguiría atraer a los depredadores y por otra parte dificultaría la huida.

Posteriormente a Darwin, Amotz Zahavi formuló en 1975 su famoso "Principio del handicap", que proponía una explicación a la aparición de esos adornos exagerados. Según Zahavi, en una población en la que los machos varían en su calidad, algunos de ellos pueden tener ciertos rasgos que pueden suponer una desventaja para sus supervivencia respecto a otros machos (por ejemplo una cola muy larga o unos colores muy llamativos). De esta forma, sólo aquellos machos que tienen unos genes de alta calidad pueden sobrevivir a pesar de cargar con ese hándicap, y por lo tanto las hembras que se apareen con ellos tendrán hijos que portarán esos "buenos genes".

Normalmente cuando pensamos en animales con este tipo de atributos superdesarrollados y a veces grotescos, nos vienen a la cabeza aves como el pavo real o mamíferos como los ciervos, pero quizás el grupo de animales que presenta una mayor variedad de adornos, colores y estructuras relacionadas con el cortejo y la selección sexual, sean los insectos. Entre ellos hay escarabajos con impresionantes cornamentas, mariposas multicolores, insectos que desprenden luces químicas, o moscas metalizadas. Uno de los insectos que han sido más estudiados como ejemplo de selección sexual han sido las Moscas escorpión, que curiosamente ni son moscas ni son escorpiones, y son totalmente inofensivas. Estos insectos pertenecen al orden de los Mecópteros y entre sus características anatómicas destaca su mandíbula transformada en un largo pico y la presencia de un apéndice abdominal acabado en una pinza, presente sólo en los machos y que recuerda al aguijón de un escorpión. Ese apéndice tiene la función de sujetar a la hembra durante la cópula. Pero el macho de mosca escorpión no tiene el éxito garantizado sólo por tener un aspecto imponente y llamativo, si quiere triunfar y conseguir a una hembra deberá antes invitarla a comer, sino no hay nada que hacer, y más vale que la comida sea de su agrado, porque sino lo rechazará sin contemplaciones. 

El macho de mosca escorpión antes del cortejo deberá capturar a una presa, cuanto mas grande y sabrosa mejor, y ofrecérsela a su pareja. Si a ella le parece lo suficientemente buena, accederá a copular con el macho mientras ella disfruta del banquete. Si la hembra está satisfecha, dedicará mucho tiempo a comer y a saborear la comida y durante ese tiempo, el macho estará transfiriendo el esperma a la hembra, asegurando la paternidad de su descendencia. Por otra parte, no cabe duda de que un macho capaz de capturar una presa muy grande y fuerte arriesga más que uno que captura una pequeña mosca y por tanto, también le estará diciendo a la hembra que es fuerte y que tiene unos buenos genes que pasarle a sus hijos.

Pero la presentación a la hembra de regalos en forma de comida no es exclusiva de los insectos. Muchas aves durante la fase de cortejo y apareamiento dan de comer a las hembras. De esta forma, los machos están indicando a sus parejas que serán capaces de proporcionar alimento a sus futuros hijos. Este comportamiento ha sido bien estudiado en aves marinas, que son especies de larga vida en las que el cuidado parental por parte de los dos miembros de la pareja es la norma general.

El investigador de la Universidad de Vigo, Alberto Velando, demostró que las hembras de Gaviota patiamarilla (Larus michaellis) eran capaces de controlar la duración de la cópula y el número de contactos cloacales del macho durante la misma, según la cantidad de alimento que el macho le proporcionaba (Velando, 2004). Si el macho le traía comida en abundancia, la hembra permitía más contactos sexuales y por lo tanto las probabilidades de fecundación aumentaban. Si el macho no aportaba alimento o este era de poca cantidad, la hembra se movía y no permitía esos contactos. Es de destacar que en las gaviotas, al igual que ocurre en la mayoría de las aves, no existe un órgano copulador especializado, por lo que la transferencia de esperma se produce mediante el contacto de las dos cloacas, lo que require mucha precisión y un consentimiento expreso por parte de la hembra.

El en vídeo anterior, grabado en la colonia de gaviotas de Cabo Vidíu (Ouviñana, Asturies) se puede apreciar que la hembra no desplaza al macho y le permite una larga cópula. Por otra parte, si os fijáis al final del vídeo, una vez que la pareja se separa, se observan los movimientos rítmicos de la cloaca de la hembra, que tienen por objeto ayudar al esperma a ascender y de esa forma se facilita la fecundación.

Si habéis leído hasta aquí es probable que hayáis llegado a la misma conclusión que yo. Nosotros no nos diferenciamos demasiado de las moscas o de las gaviotas a la hora de buscar pareja. Nos vestimos con ropas llamativas que muchas veces no son cómodas, nos preocupamos de nuestro aspecto físico para parecer más atractivos, vamos al gimnasio para exagerar nuestros caracteres sexuales secundarios, y en muchas ocasiones hacemos el ridículo para intentar atraer la atención de nuestra pareja. Y cómo no, toda primera cita que se precie debe incluir una invitación a cenar.

Hace miles de años, el líder del grupo y el que tenía un mayor éxito, era aquel capaz de cazar la presa más grande o más fuerte. Era una manera de indicar a su pareja que el futuro podría conseguir alimento en abundancia para sus hijos y defenderlos de los posibles peligros. En la actualidad, y en nuestra sociedad occidental, no parece demasiado apropiado que el pretendiente salga a la calle a cazar un bisonte para ofrecérselo a su pareja (aunque algunos lo sigan haciendo). Hemos cambiado el bisonte por un menú en un buen restaurante, pero el objetivo es el mismo. A fin de cuentas, nuestro genoma comparte el 60% de los genes con el de una mosca de la fruta y el 98,4% con el de un chimpancé.

La caza, la pesca y la selección natural

La propuesta más innovadora de la Teoría de la Evolución de Darwin es la que establecía que algunos ejemplares de una determinada especie tienen más posibilidades de reproducirse (y por lo tanto de pasar sus genes a la siguiente generación) que otros. Este hecho es el responsable de que los individuos más aptos o que posean unas características más adaptadas al medio, sobrevivan y se reproduzcan en mayor medida que aquellos que presenten taras o que están peor adaptados al medio. Mediante este mecanismo, que Darwin denominó Selección natural, todos los seres vivos fueron evolucionando hasta nuestros días, conservando por el camino las mejores características y desechando los errores y las características menos competitivas para el ambiente determinado en el que vivían.

Una de las causas de mortalidad (y de selección) más habitual en las poblaciones naturales es la depredación. Los depredadores centran sus ataques en los ejemplares más débiles o enfermos mientras que atacarán en menor medida a los ejemplares más vigorosos y fuertes. Evidentemente los depredadores no buscan el beneficio de sus presas, sino su propio beneficio, ya que cazar a un animal débil requiere un menor gasto energético y presenta un menor riesgo para su integridad que intentar atrapar a un animal en plenitud de fuerzas.

Carnero de las Rocosas 

Hace miles de años, el ser humano seguía estos mismos principios y cuando cazaba buscaba aquellas presas más sencillas de capturar, ya que la carne de un ciervo cojo era igual de nutritiva que la de uno sano. Pero actualmente, al menos en nuestra sociedad, la caza y la pesca no buscan llenar la despensa sino que se han convertido en un deporte o incluso en un coleccionismo que lo que pretende es capturar la presa más grande y con unos atributos más desarrollados. En el caso particular de la caza mayor, lo que se busca en muchas ocasiones es un trofeo (independientemente de que luego se pueda consumir la carne) y no es raro que después de dar caza a un ejemplar con una imponente cornamenta se le corte la cabeza y se deje el cuerpo en el monte para no cargar con él.

Reducción de la longitud de la cornamenta del Carnero de las Rocosas entre 1972 y 2002 (Coltman et al., 2003)

Hay varios estudios que confirman esta "antiselección natural"*, como el realizado con el Carnero de las Rocosas (Ovis canadensis) por el grupo de David Coltman, que demostró que debido a la captura selectiva de los machos con cornamentas más desarrolladas, el tamaño medio de dichas cornamentas se había reducido drásticamente en tan sólo 30 años. En este caso la caza deportiva actúa directamente sobre la selección sexual, ya que elimina a los mejores reproductores y permite que los machos menos aptos, que habrían sido desplazados por ellos, se reproduzcan en su lugar y pasen sus genes a la siguiente generación.

En otro estudio realizado con ciervos (Cervus elaphus), Hartl y sus colaboradores encontraron que ciertos alelos de los locus Idh-2, Me-1 y Acp-1, estaban significativamente asociados a algunas características corporales y de la cornamenta de los machos que era seleccionadas por los cazadores. Por ejemplo, el alelo Idh-2125 se asociaba con una mayor longitud de las patas de las hembras y un mayor número de puntas en  la cuerna de los machos. Resulta evidente por tanto que la eliminación de los machos con mayor número de puntas significará una reducción de la frecuencia de ese alelo en el pool genético de la población, por lo que en las siguientes generaciones será cada vez más raro encontrar machos con un número elevado de puntas.

En el caso de la pesca deportiva ocurre prácticamente lo mismo, ya que aquellos ejemplares más agresivos y territoriales son los que tienen una mayor probabilidad de picar el anzuelo. En un estudio realizado en varios ríos cantábricos por el grupo de Florentino Braña, se confirmó que cuando se comparaban ríos en los que se podía pescar con ríos situados en reservas donde la pesca estaba prohibida, la talla media de las truchas en los ríos donde se pescaba era menor que en los vedados a la pesca (Braña et al, 1992). Además de esto, en un estudio recientemente publicado en la revista PNAS, se demostró que la pesca deportiva de Black bass (Micropterus salmoides) eliminaba de la población aquellos individuos que tenían un mayor potencial reproductivo (Sutter et al, 2012).

Parece evidente que la pesca y la caza deportiva tal como se realizan en la actualidad conseguirá que los ejemplares de esas especies explotadas sean cada vez más pequeños y menos aptos que sus antepasados. Exactamente lo contrario que lo que sería deseable, incluso para los propios pescadores y cazadores.

*No hay que confundir esta llamada "antiselección natural" con "selección artificial", ya que en este último caso se persigue obtener un determinado fenotipo seleccionado unas determinadas características, como ocurre por ejemplo para obtener vacas que den más leche o perros más grandes o más pequeños, por ejemplo.

Referencias

-Braña F, Nicieza AG & Toledo MM (1992) Effects of angling on population structure of brown trout, Salmo trutta L., in mountain streams of Northern Spain. Hidrobiologia 237: 61-66.

-Coltman DW, O'Donoghe P, Jorgenson JT, Hogg JT, Strobeck T, Festa-Bianchet M (2003) Undesirable evolutionary consequences of trophy hunting. Nature 426: 655-658.

-Hart GB, Lang G, Klein F & Willing R (1991) Relationships between allozymes, heterozygosity and morphological characteristics in red deer (Cervus elaphus), and the influence of selective hunting on allele frequency distributions. Heredity 66: 343-350.

-Sutter DAH, Suski CD, Philipp DP, Klefoth T, Wahl DH, Kersten P, Cooke SJ & Arlinghaus R (2012) Recreational fishing selectively captures individuals with the highest fitness potential. PNAS in press.

El Diseño Inteligente o la mona vestida de Prada

Hace 153 años, Charles Darwin publicó uno de los libros que han marcado un antes y un después en nuestra manera de entender el mundo y nuestra propia historia. En este libro, que se tituló originalmente "El origen de las especies por medio de la selección natural, o la preservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida", Darwin expuso la idea de que todos los seres vivos habían evolucionado mediante variación producida al azar (considerando azar como la existencia de cambios no predecibles), y que los individuos eran seleccionados según su éxito. No hace falta decir que esta teoría resultó muy incómoda para la jerarquía religiosa, que rápidamente la tildó de blasfemia, ya que se oponía frontalmente a las teorías biblicas que afirmaban que el mundo y todos los seres que lo habitaban habían sido creados por dios en una semana de hace unos 10.000 años.

A partir de ese momento, el mundo científico y gran parte de la sociedad se dividió en dos grupos contrapuestos: los creacionistas y los evolucionistas. Mientras los primeros se basaban en dogmas de fe para justificar sus creencias, los segundos discutían sobre datos empíricos, de forma que desde la publicación del libro de Darwin, el número de pruebas que confirmaban su teoría ha ido aumentando exponencialmente y actualmente, la teoría de la evolución está apoyada en unos pilares tan sólidos como los de las Leyes del movimiento de Newton.

Estaba claro que los argumentos creacionistas no eran suficientes para rebatir unas propuestas tan claras como las que proponía la Teoría de la Evolución, así que en una vuelta de tuerca argumental, los antiguos creacionistas han tenido que inventarse una "nueva" teoría, el Diseño Inteligente (DI), que se apoya en tres principios básicos: (a) La complejidad irreductible, (b) la complejidad específica y (c) el principio antrópico, que básicamente vienen a decir que hay algunos órganos complejos formados por muchas partes interconectadas que no se podrían producir por simple azar. Resumiendo, que si hay algo muy complejo, solo Dios lo pudo crear.

No hace falta pensar mucho para darse cuenta de que los partidarios de esta teoría pseudocientífica no han entendido, o no han querido entender, la teoría de la evolución, ni tan siquiera han comprendido lo que significa azar. En el caso de la selección natural, el azar se interpreta como incertidumbre o impredecibilidad. Por ejemplo, el origen de la variación genética por medio de mutaciones implica un importante componente azaroso, pero la selección natural no es nada azarosa, ya que es completamente predecible que en un determinado contexto los organismos que posean unas mutaciones que les aporten ciertos beneficios, serán más exitosos que aquellos que no las tengan y sus probabilidades de sobrevivir y reproducirse serán mayores. Por lo tanto las probabilidades de que esas mutaciones beneficiosas se fijen y pasen a sus descendientes aumentarán. De la misma manera, si las mutaciones son perjuduciales serán menos competitivos y su supervivencia será menor, por lo que serán descartadas. La conclusión es que la Evolución no es en absoluto aleatoria, la mutación puede serlo pero la selección natural no.

Asumiendo estas premisas, el desarrollo de un organo complejo por medio de una acumulación de mutaciones beneficiosas y el descarte de las que no lo son, sería perfectamente explicable bajo el prisma de la teoría de la evolución.

Dinosaurios, jirafas, renos, elefantes, okapis y pelícanos, preparados a subir al arca de Noe (Kentucky Creation Museum, EEUU)

Pero a pesar de las pruebas y argumentosa favor de la evolución por Selección Natural, los partidarios del DI siguen aumentando, sobre todo en Estados Unidos, gracias al apoyo de importantes lobbies económicos y fundamentalistas religiosos, e incluso con la "ayuda" de personajes del espectáculo, como Kirk Cameron, que se ha convertido en uno de los más acérrimos defensores de esta absurda teoría. Este actor venido a menos, que se hizo famoso en los años 80 por la serie de adolescentes "Los problemas crecen" ha abandonado la interpretación (¡¡gracias Kirk!!) y ahora se dedica a dar charlas en la televisión y desde su página web. Una de sus charlas más famosas es la que dedicó a la banana, que según él y su colega Ray Confort, era la pesadilla de los ateos, ya que resultaba evidente que la forma de esta fruta solo se podría explicar porque dios la diseñó para que fuera agarrada por nuestras manos. Aquí tenéis el video porque es impagable, aunque está en inglés, en este caso no hace falta traducción, porque los gestos y las caras de aprobación del amigo Kirk son suficientemente explícitos.

Como habréis comprobado, los buenos de Kirk y Ray no han logrado convencernos adecuadamente sobre el DI (al que lo hayan convencido que se lo haga mirar), pero nos han explicado con todo detalle la masturbación y el uso del plátano como consolador frutal.

Resulta evidente que el DI no puede tomarse en serio y menos aun discutirlo desde un punto de vista científico, ya que sería lo mismo que discutir con alguien sobre si la Tierra es plana o esférica o sobre si a los niños los trae una cigüeña de París. Entonces os preguntaréis por qué escribo esta entrada (aparte de para tener una excusa para incluir el video de la banana). Pues desgraciadamente porque en la actualidad que algo sea cierto tiene poca importancia, ya que el dinero, el poder político y los grupos de poder tienen los recursos suficientes para aprobar leyes que oculten la verdad y obliguen a que en los colegios y universidades se prohiba la enseñanza de la teoría de la evolución y se imparta como asignatura este engendro impresentable.

Dentro de unos pocos meses se celebrarán elecciones en los Estados Unidos y las facciones más conservadoras del Partido Republicano, como el Tea Party (cuyas ideas comparten algunos políticos de este país), ya han manifestado su rechazo frontal a la enseñanza de la evolución en las escuelas y prentenden que el Diseño Inteligente sea impartido como una teoría alternativa en las clases de ciencias. Y varios grupos de poder como el Discovery Institute los apoyan financieramente.

La situación actual ya es bastante preocupante ya que tal como se observa en el mapa anterior, solo en 7 de los 50 estados que forman los Estados Unidos, la enseñanza de la evolución es correcta, mientras que en 20 es deficiente o sencillamente no se enseña, mientras que en otros, como en Texas, no se inlcuye la evolución humana en los libros de texto.

Y este tipo de educación y de ocultación de la verdad evidentemente afecta a la población, como se puede apreciar perfectamente en la última encuesta Gallup de junio de este mismo año, según la cual el 46% de los estadounidenses piensan que dios creo a los seres humanos hace 10.000 años tal y como somos ahora, un 32% piensan que el ser humano ha evolucionado pero con la supervisión de dios, mientras que sólo un 15% piensan que dios no ha participado en la evolución. El porcentaje de creacionistas es aun más elevado entre los simpatizantes republicanos. Una victoria del partido republicano en las próximas elecciones probablemente significaría que en el mapa anterior el número de estados de color rojo aumentaría enormemente y consecuentemente el porcentaje de aceptación del DI aumentaría. Como muestra de las ideas del Partido Republicano en cuanto a la evolución os dejo algunas frases de algunos de sus miembros más destacados

"Yo creo en Génesis 1:1, Dios creó los cielos y la Tierra. Si el gobernador Huntsman quiere creer que desciende de un mono, allá él"  (Rick Santorum)

"No acepto la teoría de la evolución. El Creador que yo conozco nos diseñó a cada uno de nosotros en el momento y de la manera precisa" (Michele Bachmann)

"En los colegios de Texas, enseñamos tanto la teoría de la evolución como el creacionismo. Y esperamos que seas lo suficientemente inteligente para decidir cuál es la correcta". (Rick Perry)

"No creo en la teoría de que los seres humanos -que aman y piensan- se originaron en los peces que desarrollaron piernas y salieron del agua, ni en la de los monos que un día bajaron de los árboles"(Sarah Palin)

"Solo soy un presidente, pero creo que Dios creó la Tierra, creo el mundo; creo que la creación del mundo requiere algo tan grande como un todopoderoso" (George Bush)

¿Puede afectarnos a nosotros lo que ocurra en Estados Unidos? Evidentemente si, ya que hay que tener en cuenta que es el país del mundo que invierte más recursos en investigación, por lo que un aumento de la presión sobre ciertas disciplinas científicas puede afectar en gran medida al desarrollo de la ciencia a nivel mundial.

Por otra parte, teniendo en cuenta la enorme afición que existe en nuestro país a copiar todo lo que viene de Estados Unidos (normalmente lo malo) y la actual situación económica e ideológica que estamos viviendo, no sería de extrañar que en breve surjan voces intentando convencernos de las bondades del diseño inteligente y de la necesidad de impartirlo en los colegios como una teoría alternativa a la enseñanza de la evolución. En los últimos años, varios grupos ultraconservadores estadounidenses han desembarcado en España para dar conferencias sobre el DI. La pretensión de estos grupos es impartir sus charlas en universidades públicas, para de esta forma darle un barniz científico a algo que no pasa de ser un sermón religioso propagandístico y que no tiene absolutamente nada de científico. Os recomiendo la lectura de esta carta escrita por Manuel Soler y publicada en el diario El País sobre el tema.

Pero aparte de estos grupos, en España ya han surgido algunas asociaciones que tienen como finalidad la divulgación del DI, como la "Organización internacional para el avance científico del diseño inteligente" (OIACDI). Lo cierto es que una organización con unas siglas que solo podrian pronunciarse en bosquimano y un nombre tan estrafalario ya resulta bastante patética, pero resulta más patético aun leer alguno de los artículos publicados en su web, que son tan penosos que dan lástima. Aunque admitámoslo, la imagen del señor de barba arreglada escribiendo anillos bencénicos en la mampara de la ducha mientras la mujer disfrazada de enfermera piensa en sus cosas, se la han currado. Por cierto, censuran los comentarios que ponen en duda sus explicaciones, son como niños.

Nadie en su sano juicio se plantearía enseñar en los colegios la teoría Geocéntrica que colocaba a la Tierra en el centro del Universo como una alternativa científica. De la misma forma no tiene ningún sentido enseñar en los colegios el DI como una teoría cientifica alternativa a la Teoría de la Evolución, sencillamente porque al no seguir el método científico no podrían ponerse nunca al mismo nivel.

El Diseño Inteligente es lo mismo que el creacionismo, solo que maquillado y aderezado con terminología científica, pero ya sabemos que aunque la mona se vista de seda, mona se queda, pero en este caso la mona se viste en tiendas de Prada, con seda cara y de firma.

Las orquídeas, el sexo y la evolución

La mayoría de las plantas angiospermas necesitan de los animales para reproducirse. Normalmente son los insectos los que se encargan de transportar el polen de unas flores a otras para garantizar la fecundación, aunque también otros animales, como colibríes o murciélagos, pueden hacerlo. Pero estos animales no realizan ese trabajo altruistamente, sino que obtienen algo a cambio, normalmente alimento en forma de néctar. Las plantas producen ese néctar con la única misión de atraer a los polinizadores hacia ellas y mientras lo consumen, se impregnarán del polen que transportarán hasta otras flores de la misma especie, garantizando de esta forma la fecundación cruzada.

Pero no todas las plantas atraen a los polinizadores usando el truco de la comida.Hay una familia de plantas que usa un estímulo mucho mas poderoso: el sexo, y esas plantas son las orquídeas. Aunque hay orquídeas que producen néctar, hay varias especies que han evolucionado para imitar a la perfección a la hembra de una avispa u otro himenóptero. Cuando un macho de una de esas especies se acerca a esa flor, intentará copular con ella y durante ese intento frustrado el polen se le quedará pegado al cuerpo.

Es evidente que este truco funciona y además es mucho mas barato que el truco del néctar, ya que la producción de ese líquido azucarado es más cara en términos energéticos que la formación de la flor imitadora.

Si nos fijamos en detalle en la estructura de la flor de una Orphrys apifera, que estos días están floreciendo por muchos lugares de Asturies, podremos ver todas las estructuras que participan en el proceso, y también podremos saber si esa flor ha sido visitada por una avispa o no. Al contrario que ocurre en otras flores, el polen de las orquídeas se concentra en una masa compacta que recibe el nombre de polinio (en la foto anterior se ven como dos saquitos amarillos colgando de la parte superior de la flor). Esos polinios se sueltan de la flor cuando la avispa intenta copular con ella y se quedan pegados al insecto. De esta forma serán transportados hasta otra orquídea, que será fecundada cuando la avispa trate de aparearse de nuevo con ella.

Estas estrategias de polinización por parte de las orquídeas trajeron de cabeza durante muchos años a los biólogos evolutivos ya que planteaban dudas que no eran aparentemente fáciles de resolver a la luz de la teoría de la evolución. Teniendo en cuenta que la selección natural no suele premiar las complicaciones innecesarias, ¿por qué no todas las orquídeas se han quedado con la estrategia de polinización basada en una recompensa de néctar?, ¿cómo es que sus prácticas sexuales se volvieron tan elaboradas? Y, sobre todo ¿qué ganan los insectos engañados con ese señuelo erótico? Si la respuesta es que sólo obtienen frustración, entonces ¿por qué la selección natural no haría que se extinguieran esos insectos que desperdician su tiempo apareándose con una muñeca hinchable?

Dibujo de una orquídea hecho por Darwin en 1982

Estas cuestiones ya llamaron la atención de Charles Darwin en 1862, cuando publicó su ensayo Fertlization in orchids, donde desarrolló el concepto de coevolución (aunque no con ese nombre) al fijarse en las relaciones entre insectos y plantas. Desde Darwin, muchos investigadores han tratado de resolver las anteriores cuestiones, pero quizás haya sido John Alcock, el que en su libro "An Enthusiasm for Orchids: Sex and Deception in Plant Evolution",  haya tratado con mayor detalle las implicaciones evolutivas de estas adaptaciones de las orquídeas para asegurar la fecundación.

John Alcock propuso varias hipótesis para explicar esas cuestiones basándose en experimentos realizados durante varios años. Algunos investigadores añadieron artificialmente néctar a orquídeas que no lo producían y observaron que los polinizadores permanecían sobre las flores de la misma planta durante mucho tiempo. Esto no beneficiaba a la planta, ya que favorecía la endogamia al incrementar el tiempo de estancia sobre la planta. Por el contrario, las avispas que eran engañadas por la flor e intentaban copular con ella, solo permanecían sobre ella unos instantes y luego se iban lejos para no cometer el mismo error. Esto quería decir que la frustración sexual de la avispa es esencial para la estrategia reproductiva de la orquídea.

Por otra parte, la producción de néctar tiene un inconveniente, y es que es apreciado por muchos animales, algunos de los cuales no estarán bien adaptados para la polinización, y de esa forma la planta desperdiciará tanto el polen como el néctar. Mediante el truco del sexo sólo se atraerá a unos determinados insectos pero esos serán los adecuados para asegurar la polinización.

Otra características de las flores de las orquídeas es que dentro de la misma especie no son todas exactamente iguales, sino que muestran ciertas variaciones entre sí, no sólo en el aspecto externo, sino también en el olor que desprenden. Los botánicos llaman a este fenómeno "mimetismo floral imperfecto" y se cree que es parte de la estrategia de la orquídea para asegurar el éxito de su mecanismo de fecundación, ya que de esta forma los insectos no aprenderían a evitar las flores después de un "fracaso amoroso". Por otra parte, desde el punto de vista de los insectos, la relativa escasez de esas flores engañosas y su limitada temporalidad, hace que a pesar de los engaños, aún tengan suficientes parejas reales con las que aparearse.

En el anterior vídeo de Richard Dawkins se ponen mas ejemplos de los engaños sexuales de las orquídeas, como el de la orquídea cabeza de martillo, que imita a una hembra de avispa con la peculiaridad de que cuando el insecto intenta copular con ella, un resorte hace que insecto y flor se balanceen hasta que los polínios acaban pegados a su cuerpo. Otra especie de orquídea crea un recipiente con un líquido que atrae a los insectos que acaban cayendo en él. Si quieren salir sólo tendrán una puerta, y allí se encuentran los polinios, que quedarán adheridos a su cuerpo para fecundar la siguiente planta que visiten.

Como habréis comprobado, la evolución es una teoría que se apoya en sólidos pilares, con miles de hechos irrefutables que la sostienen, y las orquídeas y los insectos nos ofrecen una prueba mas de ello.

Los dragones de la Gomera

Lagarto tizón de La Gomera y el Hierro (Gallotia caesaeris)

Los reptiles son uno de los grupos de animales mas interesantes de los hábitats insulares. Su reducida capacidad de dispersión, sobre todo si la comparamos con la de las aves, hace de ellos unos candidatos perfectos para el estudio de la evolución y la selección natural. Darwin ya se dio cuenta de esto cuando en 1835 desembarcó en las Islas Galápagos y observó a unas iguanas que al contrario que sus parientes terrestres se sumergían en las aguas del océano para comer algas. No fue hasta 1859 cuando Darwin publicó "El origen de las especies por medio de la selección natural" y sugirió que estas iguanas podrían haber evolucionado de una especie de iguana terrestre que habría llegado a estas islas millones de años atrás. La necesidad de buscar alimento entre la escasa oferta disponible en esas islas volcánicas hizo que algunas de esas iguanas terrestres comenzaran a buscar algas en la orilla del mar e incluso bajo la superficie del agua. Los individuos mas exitosos conseguirían mas alimento y tendrían mas oportunidades de reproducirse, y al igual que ocurrió con sus vecinos, los cormoranes ápteros, de los que ya hablé hace unos días, la selección natural fue favoreciendo a aquellos individuos capaces de sumergirse y conseguir alimento en un habitat tan duro como este.

El aislamiento de estos ecosistemas ha favorecido los fenómenos de especiación, de forma que en el caso de archipiélagos como el de Canarias (o las Galápagos), es frecuente que en cada isla haya una o varias especies endémicas de reptil que ha evolucionado a partir de un ancestro común. En el caso de Canarias casi cada isla tiene su propia herpetofauna endémica, destacando los lagartos gigantes, tanto por su aspecto como por su estado crítico de conservación. En la isla de La Gomera se encuentra la especie más amenazada, y probablemente el reptil más amenazado del planeta: el Lagarto gigante de la Gomera (Gallotia bravoana), que fue descrito en 1985 como un taxón fósil y encontrado vivo en 1999 en el risco de la Merica, en el Valle Gran Rey. En el censo realizado en el año 2001 el número de individuos encontrados no superaba la quincena, que vivían en un área de 4000 m2. A partir de unos pocos individuos capturados se inició un exitoso programa de recuperación de la especie que incluyó la cría en cautividad y la eliminación de depredadores introducidos, la mayoría gatos. Actualmemente, la población salvaje ya supera los 150 ejemplares. En mi visita a la isla, como era esperable no vi ninguno de ellos, aunque estuve en las instalaciones del centro de recuperación pero en ese momento estaban cerradas.

Hembra de lagarto tizón

Tuvimos mas suerte con las otras tres especies de lagartos gomeros ya que en un muro de rocas cercano al Charco del Conde, en el Valle Gran Rey las pudimos ver a placer. La más grande de estas tres especies es el Lagarto Tizón de la Gomera y el Hierro (Gallotia caesaeris), que hasta hace poco se consideró una subespecie del Lagarto tizón de Tenerife (Gallotia galloti), pero según los últimos análisis genéticos realizados parece haberse diferenciado de esta especie hace mucho tiempo, considerándose actualmente una especie separada endémica de la Gomera y de la vecina isla de El Hierro.

Pracan o perenquén gomero

La tercera especie endémica de la Gomera es el Pracán o perenquén gomero (Tarentola gomerensis), una salamanquesa cuya area de distribución se circunscribe a esta isla, aunque está estrechamente emparentada con las salamanquesas de Tenerife y La Palma. Llamaba la atención su coloración negruzca, como la de otros reptiles de estas islas que la hacía pasar desapercibida cuando se encontraba sobre las rocas volcánicas que abundan en su hábitat.

Lisa dorada

La última especie de reptil gomero es la lisa dorada (Chalcides viridanus), que se encuentra estrechamente emparentada con otros eslizones canarios. Originaria de Tenerife, La Gomera y el Hierro ha sido introducida en La Palma en tiempos recientes. Al igual que otros eslizones, tiene las patas mucho mas cortas que los lagartos, aunque no tanto como otras especies de su mismo género. A pesar de su nombre común, los machos adultos son de un llamativo color negro brillante salpicado con pequeños puntitos azulados, como pudimos observar en uno de los ejemplares que encontramos en una grieta entre las rocas.

Con este tercer capítulo sobre los reptiles, terminaré con esta miniserie canaria, no sin antes dejar un par de fotos de una de las playas más bonitas en las que estuvimos, la playa de Benijo en el norte de Tenerife.

Ahora de vuelta en Asturies y con una nueva ola de frío a la puerta, que parece que dejará nieve casi a nivel del mar, parece imposible que hace poco mas de una semana nos estuviéramos bañando en el mar con el agua a 21ºC.

200 años de Darwin (V): el huevo del estornino

Huevos de estornino pinto (Sturnus vulgaris)

Los huevos de las aves muestran una gran variabilidad, tanto en tamaño, como en forma y color. Las diferencias en tamaño son obvias teniendo en cuenta el tamaño de las aves que los ponen, aun así, no es raro que haya especies que pongan huevos de un tamaño muy grande en proporción al tamaño de la hembra, y otras para las que el peso del huevo representa un porcentaje ínfimo de su peso total.

Puesta de carbonero común (Parus major)

El color de los huevos siempre ha llamado la atención de los científicos, y sobre todo la gran variabilidad en colores y diseños y el papel que desempeñan los mismos. El color de la cáscara se debe principalmente a la existencia de tres pigmentos (Biliberdina, Protoporfirina y Quelato de zinc) cuya combinación da lugar a la gran variedad de coloraciones existentes. Estos pigmentos son secretados por glándulas especiales de las paredes del oviducto poco antes de la puesta y pueden ser depositados de manera uniforme (coloraciones lisas) o formando manchas irregulares.

Puesta completa de gaviota patiamarilla (Larus michaellis)

 
Muchas aves que depositan los huevos en el suelo, como las gaviotas, ponen huevos ocres o con manchas parduzcas que ayudan a confundirse con el medio, de esta forma pueden pasar desapercibidos ante los depredadores. En cambio, otras especies ponen huevos intensamente coloreados, lo que a priori sería contraproducente a la hora de de engañar a los potenciales consumidores, que son muchos. Y para complicar más el asunto, algunos huevos intensamente coloreados son puestos por especies que crían en cavidades donde apenas entra la luz, por lo que teóricamente esa coloración no sería muy útil.

Una de las cosas que nos ha enseñado la teoría de la evolución por selección natural de Darwin es que aquellos rasgos o caracteres que no son útiles se pierden, y por el contrario, aquellos que representan un beneficio para el individuo se conservan y pasan de generación en generación. Teniendo en cuenta esta premisa, parece obvio que si los huevos de los estorninos (Sturnus sp.) son azules y son puestos en huecos de árboles es por algo, y no por pura casualidad.

Puesta completa de estornino pinto (Sturnus vulgaris)

Según varios estudios, el huevo del estornino presenta un patrón de coloración ultravioleta con un máximo en los 325 nm (Vicente Polo y Pablo Veiga, datos no publicados) que sería perceptible en condiciones de escasa luz. Jesús María Avilés ha publicado un artículo en el que propone que la selección natural ha promovido la aparición de coloraciones ultravioleta para incrementar la detectabilidad de los huevos en los ambientes oscuros donde nidifican los estorninos.

Por otra parte, en un artículo publicado el año pasado en la prestigiosa revista American Naturalist, Juan Soler y sus colaboradores han demostrado que la coloración azul del huevo de muchas especies de aves, como los estorninos, puede constituir una señal sexual por parte de la hembra, ya que la intensidad de esa coloración podría ser un indicativo de su condición fisiológica.

Tasa de ceba de los machos de estornino negro según la coloración de la puesta (Solé et al., 2008)

En este estudio, los autores demostraron que cuando la intensidad de la coloración del huevo era mayor (dark eggs), el esfuerzo invertido por los machos para cebar a los pollos era mayor que cuando los huevos eran más pálidos (pale eggs). Esto indicaba que los machos, gracias a la coloración de los huevos eran capaces de predecir el estado nutricional de la hembra, ya que serían un indicador de la calidad de la misma, y por lo tanto de su descendencia.

200 años de Darwin (IV): convergencia evolutiva

Esfinge colibri (Macroglossum stellarum)

¿Por qué los delfines y los atunes tienen un aspecto tan parecido si uno es un mamífero y otro es un pez? ¿por qué ambos han desarrollado aletas y un cuerpo fusiforme? ¿por qué delfines y atunes tienen una dieta tan similar y una forma de capturar a sus presas casi idéntica? Este fenómeno recibe el nombre de Convergencia Evolutiva, que se puede definir como la evolución independiente de estructuras similares en organismos no relacionados entre sí. La convergencia evolutiva se produce cuando esos organismos se encuentran sometidos a presiones evolutivas similares, de forma que evolutivamente se ven favorecidos aquellos rasgos morfológicos más eficaces para desarrollar una determinada acción.

En la naturaleza podemos encontrar cientos de ejemplos de convergencia evolutiva aparte del de los delfines y los atunes, y uno de los más evidentes es de la Esfinge colibrí (Macroglossum stellatarum) que es una mariposa de la familia de los esfíngidos que es frecuente en la cornisa cantábrica. Al ver volar a esta mariposa y observarla mientras liba las flores nos recuerda inmediatamente a un colibrí, y de ahí viene su nombre común.

Colibrí rabirrufo (Amazilia tzacati)

Evidentemente, la mariposa y el ave han llegado a la mejor solución para aprovechar el nectar de las flores aunque por caminos diferentes. En el caso del colibrí, como este Colibrí rabirrufo de Costa Rica, su característica forma de volar le obliga a tener un ritmo cardiaco que alcanza las 500 pulsaciones por minuto y una musculatura alar que ocupa casi el 30% del volumen total de su cuerpo. Por otra parte su pico es muy largo y su lengua es retractil para poder extraer el nectar de las flores.

En el caso de la mariposa, las características de su vuelo recuerdan mucho a las del colibrí, alternando rápidos vuelos de flor en flor con vuelos estáticos en el momento de libar. Al igual que en los colibríes, la musculatura de vuelo está muy desarrollada, pero en este caso tiene dos pares de alas en vez del par característico de todas las aves. Asimismo, ha desarrollado una espiritrompa retractil muy larga que le permite acceder al fondo de la flor desde varios centímetros de distancia.

El fenómeno de la convergencia evolutiva ya había sido observado por Darwin hace mas de siglo y medio, que lo describió detalladamente en su libro "El origen de las especies por medio de la selección natural".

200 años de Darwin (II): hay que ser guapo y además demostrarlo

El otro día estaba dando una vuelta por el Parque de Isabel la Católica cuando observé a uno de esos animales que parece increíble que puedan existir en la Naturaleza. Se trataba de un precioso macho de Pato mandarín (Aix galericulata), una anátida originaria de China y que tiene una población asilvestrada en el Reino Unido y es frecuente en parques y estanques. Cuando nos fijamos vemos que tiene un colorido muy llamativo y unas estructuras muy desarrolladas en forma de velas de las que carece la hembra, que por el contrario tiene una coloración apagada y ningún tipo de atributo "innecesario". ¿Qué sentido tiene que un animal con múltiples depredadores se haga aun más visible a ellos, aumentando el riesgo de ser depredado? Esta pregunta ha devanado los sesos de la comunidad científica durante siglos.

Según la teoría de la selección natural, los animales más aptos serían aquellos que tuvieran más probabilidades de sobrevivir y por lo tanto de pasar sus genes a la siguiente generación, por el contrario, aquellos individuos con caracteres menos favorables serían eliminados de la población. Pero ya se sabe que una cosa es sobrevivir y otra muy distinta es procrear, así que tiene que haber una forma por la que un macho pueda decir a una posible pareja que los genes que posee son los mejores y que si tiene hijos con él, ellos también llevarán esos genes tan buenos.

Darwin ya había encontrado una posible respuesta a esta pregunta y la había publicado en 1871 en su libro "El origen del hombre y la selección en relación al sexo", en el que desarrollaba su teoría sobre la selección sexual. Según Darwin, ciertas características de los individuos evolucionaron mediante dos mecanismos: (1) a través de las luchas entre machos por conseguir el apareamiento con las hembras, o (2) por medio de la elección de pareja por parte de las hembras. El primer mecanismo parecía bastante obvio y fue rápidamente aceptado, pero el segundo mecanismo chocaba frontalmente con las ideas victorianas de la época, ya que afirmaba que eran las hembras las que mediante su elección podían condicionar el comportamiento de los machos, y no fue aceptado hasta pasados unos cuantos años.

Las hembras elegirían a aquellos machos que tuvieran unos atributos que los hicieran más atractivos, pero ¿y si esos atributos los hicieran vulnerables a los depredadores?. La existencia de animales con ornamentos superdesarrollados e incluso grotescos parecía contradecir a la teoría de la selección natural, ya que sería más lógico que los animales con coloraciones crípticas y sin atributos que estorbaran fueran más exitosos, ya que podrían evadir a los depredadores, aumentando su supervivencia y pudiendo por tanto pasar sus genes a la siguiente generación. No tendría mucho sentido aparearse con un macho que legara a sus descendientes unas características que aumentaran el riesgo de que se los comieran.

La explicación a esta aparente incongruencia la dio el biólogo israelí Amotz Zahavi en 1975 y la llamó "Principio del handicap". Según Zahavi, en una población en la que los machos varían en su calidad, algunos de ellos tienen un handicap que reduce su supervivencia (por ejemplo las velas del Pato mandarín o su llamativa coloración). Si sólo los machos que tienen unos genes de alta calidad pueden sobrevivir teniendo ese handicap, las hembras que se apareen con ellos se aparearán con machos que tendrán buenos genes. De esta forma, el handicap actúa como un indicador de la calidad genética y tiene que ser costoso para que la señal sea honesta, ya que si no lo fuera los machos de baja calidad podrían engañar a las hembras, ya que estas no serían capaces de distinguir entre "machos buenos" y "machos malos".

El Pato mandarín seguía nadando tranquilamente en el estanque mientras a poca distancia, un Pavo real exhibía su imponente cola de casi dos metros de longitud delante de una hembra. Pero..... ¿si las hembras eligen a los pavos con las colas más llamativas y largas, por pura selección esa cola tendría que ir aumentando generación tras generación hasta que llegara un momento en el que el pobre pavo no podría ni moverse?. Entonces, ¿qué pone freno al crecimiento desproporcionado de esos atributos? Otro día hablaremos de eso, pero lo que parece claro es que en la Naturaleza a cada pregunta que encontramos respuesta nos surgen diez preguntas más. Mientras tanto, y como decía un siniestro personaje de cuyo nombre no quiero acordarme: "Estamos trabajando en ello".

200 años de Darwin (I)

Cartel de la exposición del Museo de Historia Natural de Londres

Hoy se cumplen 200 años del nacimiento de Charles Darwin, el autor de la obra que ha marcado un antes y un después en el desarrollo de la Biología como disciplina científica y también en nuestra manera de entender la naturaleza (entre ella la naturaleza cantábrica, por supuesto). En su libro "El origen de las especies por medio de la selección natural" publicado en 1859, Darwin expuso la idea de que todos los seres vivos han evolucionado mediante variación producida al azar (considerando azar como la existencia de cambios no predecibles), y que los individuos son seleccionados según su éxito.
La teoría de Darwin se sustenta en tres premisas fundamentales.

1.- Existe variación entre los distintos individuos de una población para unas determinadas características
2.- Esa variación es heredable, por lo que se transmite de padres a hijos
3.- Existe un distinto éxito reproductivo para cada una de esas variantes individuales, de forma que los individuos que tengan ciertas características tendrán una tasa de supervivencia más alta que otros individuos de la población y podrán pasar esas características heredables a sus descendientes.

Lo más novedoso de la teoría de Darwin y lo que más rechazo ha causado entre los colectivos religiosos ultraconservadores, es el hecho de que no existiera ninguna direccionalidad en esos cambios, que no fuera necesaria la presencia de una figura superior para guiar la evolución, y que por supuesto el ser humano no sea el cenit del universo sino un simple organismo mas, sometido a las mismas reglas que el resto de seres vivos del planeta.

Contrariamente a lo que dicen los críticos de la teoría de Darwin, las evidencias científicas que la apoyan son innumerables, de forma que entre la comunidad científica existe un consenso casi absoluto en que la evolución es un hecho y en que la selección natural es el mecanismo que mejor la explica.

En los últimos años se ha intentado convencer a la población de la existencia de teorías alternativas a la de Darwin, como la del Diseño Inteligente (la versión sofisticada y adinerada del Creacionismo), según la cual el origen del Universo y de los organismos que lo pueblan es el resultado de una acción dirigida por un ser superior o "diseñador". Lo primero que hay que dejar claro es que el Diseño Inteligente no es ninguna teoría científica, ya que no sigue el método científico, por otra parte no formula ninguna hipótesis alternativa a la teoría de la evolución por selección natural, sino que básicamente se fundamenta en la busqueda de resquicios (sin ningún éxito, por cierto) a la teoría de Darwin.

Estos predicadores de tres al cuarto, que están financiados por fundaciones multimillonarias como el Discovery Institute, tienen apoyos en las más altas instancias de la política, sobre todo estadounidense. Entre estos destacan el ex-presidente George W. Bush y al última aspirante a la vicepresidencia republicana, Sarah Palin, que en una entrevista publicada en el diario Los Angeles Times, aseguraba sin sonrojarse que los hombres y los dinosaurios habían convivido hace 6000 años, ya que ella misma había visto huellas humanas al lado de restos de dinosaurios.

El mundo según Sarah Palin

Pero las presiones de los colectivos pro-Diseño Inteligente ya han traspasado la forntera de los Estados Unidos y ya estan predicanco en Europa, e incluso han organizado actos en varias universidades españolas intentando pintar sus sermones con un barniz científico. Pero ya hablaremos de ellos otro dia.

Volviendo al tema de la figura de Darwin, hay que destacar que fue un autor muy prolífico, ya que no sólo publico El Origen de las Especies, sino que a lo largo de su vida escribió gran cantidad de libros y artículos científicos. Afortunadamente, John van Wyle ha recopialdao toda su obra, incluyendo todas las ediciones de sus libros, manuscritos, esquemas, dibujos y revisiones en la página web "The Complete Work of Darwin online". Próximamente incluirá las traduciones a varios idiomas de toda estas obras.

Hace unos meses, Juan Moreno, profesor de investigación del Museo de Ciencias Naturales de Madrid, ha publicado el libro "Los retos actuales del darwinismo, ¿una teoría en crisis?" en el que deja muy claro que la teoría de Darwin sigue estando muy vigente y asimismo desmonta muchos de los argumentos que los críticos a la misma han intentado colarnos en los últimos años. En el número de febrero de la revista Quercus aparece un resumen muy amplio de este libro, así como varios artículos más sobre la vida y obra de Charles Darwin.

Feliz cumpleaños, señor Darwin