Gatos monteses en la nieve

El temporal de estos días está poniendo a prueba a muchos animales. Las intensas nevadas hacen que  se encuentren con grandes dificultades, no solo para aguantar las bajas temperaturas, sino también para encontrar alimento, ya que la hierba, los brotes tiernos o incluso las propias presas, se encuentran sepultadas bajo una gruesa capa de nieve congelada.

Los ciervos y corzos, con sus patas largas y finas no lo tienen nada fácil para desplazarse y para encontrar comida y muchos mueren en los años de grandes nevadas. Pero sus cadáveres no se desperdiciarán y servirán de alimento para los carnívoros y los carroñeros. Lobos, zorros, osos, buitres o águilas reales, entre otros, encontrarán en las víctimas del temporal el alimento que garantizará su supervivencia.

Vivir en grupo: juntos pero no revueltos

La marea esta alta y en una ría cualquiera del Cantábrico se apiñan varias decenas de aves en las pocas rocas que quedan al descubierto. Son limícolas, y como indica su nombre común, se alimentan en los limos húmedos que quedan descubiertos al bajar la marea. Pero aún tendrán que esperar hasta que se retire el agua y mientras tanto, juntas en esa pequeña porción de tierra seca se sienten seguras. 

La marea baja muy rápido y una vez que se empieza a retirar el agua, los limícolas que esperaban pacientemente vuelan para buscar los mejores sitios. Sobre el fango húmedo, una legión de aves camina rápidamente mientras hunden sus picos en el barro.

Los riesgos de humanizar el comportamiento de los animales: el infanticidio y la selección natural

Muchas veces he comentado los riesgos de humanizar a los animales, midiendo sus comportamientos bajo un prisma humano. Algunos de estos comportamientos, que pueden resultan inconcebibles y reprochables en nuestra sociedad y que cuando se producen nos causan indignación y estupor, se producen en muchas animalescon cierta frecuencia.

Uno de estos comportamientos "anómalos" es el infanticidio, o sea, cuando un ejemplar adulto de una especie mata a las crías de su misma especie y en ocasiones a sus propios hijos. En algunas especies, como los osos pardos o los leones, los machos adultos pueden matar a las crías jóvenes de las hembras que se encuentran en su territorio. Este comportamiento, denominado infanticidio sexual, tiene por objeto hacer que la hembra entre en celo rápidamente y se aparee con él, de forma que pueda asegurar que sus genes (=sus hijos ) pasen a la siguiente generación, y además consiguen eliminar a los hijos de otros machos no emparentados genéticamente con él que hubieran podido aparearse con ella previamente.

Pero los infanticios también ocurren dentro de familias monógamas, en las que aparentemente no hay esas aparentes "sospechas de infidelidad". En algunas aves se ha comprobado que los adultos son capaces de matar "injustificadamente" a parte de sus crías para asegurar la supervivencia de las restantes.

Viendo la atención con la que las fochas (Fulica atra) cuidan a sus pollos recien nacidos es difícil pensar que pudieran encontrarse más seguros en ningún otro sitio. Las fochas son aves muy territoriales y que son capaces de enfrentarse a aves de otras especies que las pueden superar con creces en tamaño y fortaleza si se atreven a entrar en su territorio.

Pero cuando se muestran realmente agresivas es cuando un congénere se acerca a su nido. En ese caso, tanto el macho como la hembra lo atacarán con las patas y el pico en una agresión que puede parecernos desproporcionada en relación con la amenaza que puede suponer su presencia para los huevos o los pollos. Lo cierto es que las fochas no temen que el invasor pueda matar a sus pollos, sino que lo que realmente temen es que llegue a poner un huevo en su nido, de forma que sin querer estarían criando a los pollos de otro padre y consiguientemente ayudando a los genes de un individuo no emparentado con ellos a pasar a la siguiente generación.

Este tipo de parasitismo intraespecífico (conspecific brood parasitism, CBP) se da en muchas especies aves. Ocurre cuando una hembra pone algunos de sus huevos en el nido de otra para de esta forma dejarle el trabajo a ella y de paso aumentar las posibilidades de que alguno de sus hijos sobreviva (o sea, y nunca mejor dicho "nunca pongas todos los huevos en la misma cesta"). En el caso de las fochas, en las que este fenómeno es muy frecuente, el grupo del Dr. Bruce Lyon ha estudiado durante muchos años el comportamiento reproductor de la focha americana (Fulica americana), un pariente muy próximo a nuestra focha europea, y ha comprobado que los padres son capaces de distinguir entre sus huevos y los de otra hembra e incluso si los pollos llegan a nacer, son capaces de reconocer si  son sus hijos o no.

Adulto de focha americana (Fulica americana) matando a un pollo (Foto: Bruce Lyon)

En ese caso el comportamiento del adulto cambia radicalmente y en vez de cuidar solícitamente al pollo como hace con el resto de sus hermanos, lo ataca y picotea en la cabeza hasta que acaba matándolo. Este comportamiento tiene una doble intención, por una parte, y tal como ocurre con otras especies, eliminar al impostor portador de los "genes no familiares" y por otra parte incrementar la supervivencia de sus propios hijos, al no repartir con el pollo extraño unos recursos que les cuesta mucho conseguir.

En principio podría parecernos que una focha, que se alimenta principalmente de restos vegetales y pequeños invertebrados acuáticos, no tendría problemas para encontrar comida suficiente para todos sus pollos o incluso para varios más. Cuando vemos a una hembra de Azulón (Anas platyrhynchos) seguida de 7, 8 o incluso mas patitos nos parece algo normal, de hecho la hembra apenas hace otra cosa que acompañarlos de un lado a otro mientras ellos se buscan la comida por si solos. En ese caso, a la hembra de azulón incluso le puede venir bien adoptar a un número mayor de pollos de otra hembra, ya que si se produce el ataque de un depredador, la probabilidad de que uno de sus pollos sea capturado será proporcionalmente menor.

Pero el caso de la focha es muy distinto. A pesar de que se trata de una especie nidífuga, los pollos son completamente dependientes desde el momento en el que nacen. Nada más romper el cascarón empiezan a solicitar insistentemente alimento a sus padres, que se encargan de recoger insectos y pequeños fragmentos de plantas y cebar uno a uno a todos sus hijos. En un día normal no suele ser raro que un adulto llegue a cebar a sus pollos más de 3 veces por minuto, y eso multiplicado por 14 horas seguidas.

En muchos casos, las polladas que inicialmente tenían 5 o 6 pollos en el momento del nacimiento se ven drásticamente reducidas en una o dos semanas a un par de pollos, en lo que aparentemente parecería el resultado de un episodio de depredación. Pero lo cierto es que en algunas ocasiones, los padres, incapaces de obtener suficiente alimento para todos sus hijos, acaban matando a algunos de ellos y quedándose con sólo unos pocos. Este fenómeno ya se conoce desde hace varios años, y ha sido descrito por primera vez en la Focha común en un artículo publicado en la revista Animal Behaviour por J.A. Horsfall en 1984.

Desde nuestra óptica y teniendo en cuenta la tendencia que tenemos a humanizar a los animales, estos comportamientos infanticidas nos pueden parecer una brutalidad, pero ese tipo de interpretaciones son un error. Debemos tener en cuenta que en este caso, el comportamiento infanticida puede suponer la supervivencia de al menos alguno de los pollos en el caso de que la comida escasee. En esas condiciones intentar alimentar a la totalidad de la pollada implicaría la muerte por inanición de todos los pollos.

Entonces la pregunta parece obvia: ¿por qué ponen las fochas 6 o 7 huevos si sólo pueden criar a un par de pollos? La respuesta también resulta obvia, ya que las fochas no son capaces de prever cómo serán las condiciones cuando se produzca el nacimiento, si el alimento es abundante y fácil de conseguir podrán sacar adelante a todos sus hijos, pero si escasea podrán sobrevivir al menos uno o dos. Por otra parte poner sólo uno o dos huevos aumentaría las probabilidades que que alguno resultara infértil, probablilidad que disminuye si se aumenta la puesta.

Referencias

HORSFALL, J. (1984). Brood reduction and brood division in coots Animal Behaviour, 32 (1), 216-225 DOI: 10.1016/S0003-3472(84)80340-1

Lyon, B. (2006). Mechanism of egg recognition in defenses against conspecific brood parasitism: American coots (Fulica americana) know their own eggs Behavioral Ecology and Sociobiology, 61 (3), 455-463 DOI: 10.1007/s00265-006-0273-2

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.

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.

Sexo, grillos y cintas de video

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Pareja de grillos marcados. Foto: Rolando Rodríguez-Muñoz

Una de las predicciones fundamentales de la selección sexual es la que afirma que los machos deberían tener una variación en su éxito reproductor a lo largo de su vida mucho mayor que la que tienen las hembras. Esto quiere decir que  habrá machos que tendrán muchos descendientes mientras que otros apenas los tendrán, mientras que en el caso de las hembras esas variaciones serán mucho menores. Estas predicciones se basan sobre todo en los estudios realizados con unos pocos grupos de vertebrados y en muchas ocasiones en condiciones de cautividad, en las que muchos de los aspectos que afectan a la historia de la vida de los organismos, como la depredación o la mortalidad por causas meteorológicas, no son tenidos en cuenta.

Rolando Rodríguez Muñoz, investigador de la Universidad de Exeter, y sus colaboradores han realizando un experimento sin precedentes en el que han seguido una población salvaje de Grillo campestre (Gryllus campestris) durante dos generaciones con el fin de comprobar si esas predicciones eran ciertas. Para ello han marcado con etiquetas individuales todos los grillos de una población (N= 152) localizada en un prado asturiano y los han observado día y noche mediante el empleo de cámaras de vídeo, que finalmente han dado como resultado 250.000 horas de grabación. Asimismo, a todos los animales se les tomó una muestra de tejido para realizar análisis genéticos y de esta forma poder determinar inequívocamente el parentesco entre padres e hijos. Los resultados de este experimento han sido publicados recientemente en la prestigiosa revista Science.

Como se hizo

Gracias a este diseño experimental, los investigadores fueron capaces de examinar directamente tanto el número de apareamientos de cada individuo (y la pareja con las que las realizaba) como el número de descendientes que cada uno de esos individuos dejaba a la siguiente generación. 

Número de descendientes adultos por cada individuo para las hembras (A) y los machos (B). Science 328: 1269-1272.

Los resultados demostraron que no había diferencias significativas en la variación en el número de apareamientos por individuo entre sexos, pero había una variación significativamente mayor en el número de descendientes producidos por los machos. De todas formas se observaba que los patrones entre sexos eran muy similares y que además había un gran número de hembras que no dejaban ningún descendiente a la siguiente generación, un resultado que no era el que predecía la teoría.

Otro de los resultados obtenidos por el grupo de investigación fue el de que ambos sexos se beneficiaban de los apareamientos múltiples. En el caso de los machos resulta evidente que cuanto mayor sea el número de parejas con las que se apareen, más descendientes tendrán, pero en el caso de las hembras las cosas no son tan sencillas. Aunque a las hembras de grillo les bastaría con un sólo apareamiento para que todos sus huevos quedaran fecundados, lo cierto es que se aparean con varios machos a lo largo de toda la estación de cría. Cuando estudiaron mediante análisis genéticos la descendencia de los grillos observaron que las hembras que se habían apareado con más machos tuvieron un mayor número de descendientes, por lo que parece que la promiscuidad también resultaba beneficiosa para ellas.



Pero las investigaciones del grupo del Dr. Rodriguez-Muñoz aun tienen que dar lugar a una gran cantidad de interesantes resultados una vez que hayan sido procesados todos los datos acumulados a lo largo de estos años. Conocer el destino de todos y cada uno de los individuos de una población: sus parejas, cuándo y como murieron, el tiempo que dedican a alimentarse, a cantar o a aparearse es algo casi imposible de conseguir en condiciones naturales y ellos lo han conseguido.

Referencias

Rodríguez-Muñoz R, Bretman A, Slate J, Walling CA, & Tregenza T (2010). Natural and sexual selection in a wild insect population. Science (New York, N.Y.), 328 (5983), 1269-72 PMID: 20522773

¿Son celosos los animales?

Colonia de Alcatraces (Morus bassanus) en Bass Rock (Escocia)

En Psicología se definen los celos como el miedo o la reacción de rabia que se produce en un individuo cuando teme perder a su pareja. Normalmente se piensa que los celos son una reacción característica de la especie humana, aunque lo cierto es que este comportamiento también se da en muchas especies animales y es una predicción lógica de la teoría evolutiva. Incluso en aquellas especies tradicionalmente consideradas como monógamas y fieles, como las aves marinas, son frecuentes las infidelidades y también las reacciones de celos y de agresividad hacia los posibles intrusos.

El significado de los celos es distinto para los machos y para las hembras, en los machos el miedo a la infidelidad ocurre ante la incertidumbre de la paternidad mientras que en las hembras esa incertidumbre no existe ya que los hijos serán siempre de ellas. Los celos en las hembras se producen en aquellas especies en las que se necesita un cuidado biparental para mantener a la descendencia y la pérdida o ausencia del macho puede afectar a la supervivencia de la misma.

Durante el amplexus de la Rana temporaria otros machos esperan para fertilizar la puesta

Las reacciones de celos que han recibido una mayor atención por parte de los investigadores son aquellas en las que los machos permanecen junto a la hembra hasta que se haya asegurado la fecundación del óvulo. En ecología evolutiva a este comportamiento se le conoce como "mate guarding" (que se podría traducir más o menos como "vigilancia de la pareja"). El objeto de este comportamiento es asegurar la paternidad de la descendencia y por eso el macho no se separará de la hembra hasta que termine su periodo fértil.

Típico caso de "mate guarding" en el Azulón (Anas platyrhynchos)

En el caso de las aves con puestas múltiples, la hembra pone un huevo al día o cada dos días hasta que ésta se completa. En estas especies, el óvulo se fecunda cuando se encuentra en el oviducto, antes de formarse las envueltas externas y la cáscara, por lo que teóricamente cada huevo podría ser fecundado por un macho distinto cada día. En los azulones (Anas platyrhynchos) es la hembra la que lleva todo el peso de la incubación y la crianza de los pollos, pero durante el periodo previo a la puesta y hasta que ponga el último huevo y se retire a incubar, el macho no se separará de ella ni un momento. De esta forma, al aparearse con ella diariamente e impedir que otros machos lo hagan, se asegurará de que todos los huevos habrán sido fecundados por él.

Cópula de Rhagonycha fulva

En muchas especies de insectos, los machos aseguran su descendencia permaneciendo físicamente unidos a la hembra durante mucho tiempo, en ocasiones durante varios días. Los machos de coraceros o Sanjuaninos (Rhagonycha fulva) después de copular con la hembra siguen unidos a ella, y aunque la transferencia de esperma se haya producido al principio de la cópula, de esta forma evitan el apareamiento de un segundo macho. Una vez que haya transcurrido el tiempo suficiente para que no haya riesgo de que la hembra sea fecundada por otro, la pareja se separará, la hembra pondrá sus huevos y el macho habrá asegurado su paternidad.

El macho de Pyrrhosoma nymphula sujeta a la hembra durante la puesta

En otras especies, los machos no se fían de las hembras hasta que no se haya producido la puesta de los huevos. Los machos de caballito del diablo (Zygoptera) después del apareamiento siguen agarrados a la hembra y la acompañan hasta el lugar de puesta. Estos celos exagerados se producen porque los machos de caballito del diablo tienen unas estructuras morfológicas especializadas que tienen la misión de eliminar el esperma del macho anterior para sustituirlo por el suyo. Para los caballitos toda precaución es poca para asegurar que sus genes pasen a la siguiente generación.

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 (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