III.LA FORMA COMO LAS ESPECIES APARECEN Y DESAPARECEN
EL MUNDO en el que vivimos es la casa de aproximadamente un mill�n y medio de especies diferentes. El bi�logo de ahora y el de antes se ha dedicado a clasificar esa gran cantidad de seres. Se reconocen en principio cinco grandes grupos de organismos, los cuales incluyen a las plantas, animales, los hongos, las bacterias, y los organismos con un n�cleo verdadero y con una sola c�lula (protistas) . Dentro de �stos se reconocen otros que van agrupando a un n�mero cada vez menor de especies. El nivel b�sico de esa clasificaci�n es la especie, que es la que forma la unidad de identificaci�n de todos los organismos. De la agrupaci�n de especies se obtiene el g�nero, de la agrupaci�n de g�neros se obtienen las familias y as� sucesivamente hasta llegar a los cinco reinos mencionados anteriormente.
De esta necesidad de clasificar a los organismos surgi� la necesidad de distinguir las especies entre s�. En un principio los naturalistas, como Arist�teles, no distingu�an unas de otras. Se hablaba de plantas y animales y se cre�a que la hibridizaci�n entre organismos tan diferentes como el perro y el lobo era un fen�meno muy com�n, as� como el que las semillas de una especie pod�an germinar llegando a formar una especie diferente. El cristianismo, con su concepto de creaci�n de las especies, fue la primera corriente de pensamiento que distingui� entidades claramente separadas unas de otras de tal manera que formaban como islas dentro del oc�ano. As�, una isla, como una especie, est� separada de otra sin ninguna posible comunicaci�n. Dentro de este contexto, los biol�gos caracterizaron a las especies como entidades separadas y para ello utilizaron caracteres morfol�gicos.
MI ABUELA, LA HORMIGA Y EL ELEFANTE
Mi abuela era una persona muy pr�ctica. Ve�a las cosas sin recovecos, sin complicaciones. El concepto de especie que ella ten�a era precisamente el morfol�gico que se inici� con el cristianismo y que cristaliz� dentro de la biolog�a con Linneo en el siglo XVIII. No le era dif�cil a mi abuelita decir que las especies est�n separadas claramente entre s� y que un ejemplo muy claro de ello son precisamente la hormiga y el elefante. �Qui�n dudar�a que la hormiga y el elefante son especies diferentes?, �o que un perro y un p�jaro los son tambi�n? Fue durante el siglo pasado cuando se empez� a cambiar este concepto est�tico al observarse que existe gran variaci�n en la morfolog�a entre individuos de la misma especie. La comprensi�n de como se transmiten las caracter�sticas de padres a hijos con las leyes de Mendel lo modific�: las especies est�n reproductivamente aisladas unas de otras; los perros y los p�jaros no pueden cruzarse pero los perros entre s� lo hacen aun cuando sean muy diferentes. La especie es entonces definida como un grupo de individuos que pueden cruzarse entre s�. Pero result� que con esta definici�n era dif�cil a veces puntualizar que es una especie, ya que pueden no producir h�bridos f�rtiles. Tres pueden ser las causas de esto. El primero lo ejemplifica la cruza entre un burro y una yegua en la que se produce un mula, que es est�ril. El segundo lo representa la hormiga y el elefante en el que dos especies no producen ni siquiera el h�brido. El �ltimo ocurre generalmente entre especies muy cercanas entre s�: se forman h�bridos que son viables, pero en los que la segunda generaci�n despu�s de la cruza (los nietos) est� compuesta por individuos muy d�biles que no crecen o mueren r�pidamente. Un ejemplo de esto lo representan dos especies de algod�n (Gossypium barbadense y Gossypium hirsutum) en las cuales las semillas de los nietos o no germinan o mueren en el periodo de pl�ntula (cuando la planta todav�a depende de la semilla para crecer). Por otra parte, existen tres maneras de c�mo el h�brido entre dos especies puede no formarse, dependiendo de las caracter�sticas de la reproducci�n que lo impidan.
Los individuos de dos especies diferentes pueden no formar h�bridos porque su �poca de reproducci�n no coincida ni en el tiempo ni en el espacio. Tal es el caso de algunas especies de �rboles de la familia del color�n, la jacaranda y el frijol que se incluyen dentro del g�nero Cassia. Consiste en que dos especies diferentes, que viven en los mismos lugares del estado de Veracruz por ejemplo, son polinizadas por abejas, pero florecen en diferentes �pocas del a�o, lo que hace que no se puedan cruzar entre ellas.
Otro ejemplo es el de las especies de sapos Bufo americanus y Bufo fowleri: su �poca de reproducci�n tampoco coincide: en la primera se da durante la primavera, y en la segunda m�s tarde. Pero en este caso particular existe tambi�n otro impedimento: lo que se llama aislamiento ecol�gico: B. americanus vive en �reas boscosas y B. fowleri vive en pastizales. De hecho, entonces, los individuos reproductivos de ambas especies ni siquiera se conocen y por tanto nunca forman h�bridos.
La segunda manera como dos especies se pueden mantener separadas reproductivamente sin formar h�bridos consiste en la forma en que en ambas se efect�a el cortejo. En los mosquitos que transmiten la malaria se sabe que la hembra elige a su pareja despu�s de haber sido cortejada: si el que corteja es de otra especie el cortejo no es del agrado de la hembra y �sta no estar� receptiva. En las ranas el aspecto m�s importante lo constituyen las llamadas que los machos hacen. Si una llamada de �stas se graba y reproduce con bocinas, las hembras acuden al llamado. En la mosca Drosophila permisilis se han hecho experimentos poniendo hembras con machos de dos especies diferentes: la mitad de la misma especie que son las hembras y la otra mitad de otra muy parecida. Aunque se ha encontrado que la mayor cantidad de apareamiento ocurre entre individuos de la misma especie, existe una cierta proporci�n de cruzas que ocurren entre diferentes. Tenemos entonces dos fen�menos. Por un lado el hecho de que el cortejo mantiene separadas a las especies, y por el otro el que �stas no son entidades completamente aisladas unas de otras.
En las plantas el dicho "te conozco y no me gustas" no tiene ningún significado, ya que las plantas no tienen un comportamiento conductual como los animales. Nadie dir�a que una planta "corteja" a otra. Aun as� hay fen�menos que a�slan entre s� a las especies de plantas y que pudieran compararse con lo que ocurre con los mosquitos y las ranas. Para entender mejor esto veamos la historia de la orqu�dea y la abeja.
Las flores en general dependen de factores externos para poner el polen (la parte masculina) en contacto con el estigma (la parte femenina). Algunas, como las flores de los pinos o el ma�z, dependen del viento para llevar el polen de una a otra. Otras dependen de animales para su acarreo. Las abejas son las acarreadoras por excelencia. Ellas llevan el polen entre las diferentes matas de nopales, por ejemplo. Pero en estos casos las abejas no son muy espec�ficas. En otros, en cambio, el polinizador s�lo visita una especie de flor y �sta s�lo es visitada por �l. Tal es el caso de algunas orqu�deas y abejas. Las especies de orqu�deas est�n as� separadas unas de otras y el polen de una nunca se pone en contacto con el estigma de otra. Este tipo de aislamiento entre especies es entonces muy parecido al de los mosquitos, ya que el mecanismo que une a los dos sexos (en un caso el cortejo y en el otro los polinizadores) mantiene a una separada de la otra.
Un caso extremo de "te conozco y no me gustas" lo representan muchas especies marinas en las que la fertilizaci�n se lleva a cabo no dentro de la hembra sino en forma externa: depositan los huevos (la parte femenina) y el esperma (la parte masculina) en el suelo del mar donde se lleva a cabo la fertilizaci�n para la formaci�n de individuos nuevos. En muchas de estas especies los huevos y el esperma contienen sustancias que permiten el reconocimiento de unos por el otro.
En los casos anteriores hemos visto pues aquellos aspectos que mantienen separadas a las especies porque no se lleva a cabo la fertilizaci�n: ya sea porque los individuos est�n reproductivamente activos en diferentes tiempos o en distintos ambientes ecol�gicos, porque los mecanismos de reproducci�n, ya sea de cortejo o de polinizaci�n, son muy espec�ficos para las diferentes especies, o porque las c�lulas que llevan a cabo la fertilizaci�n (el huevo y el espermatozoide) no se identifican entre s� por la ausencia de sustancias espec�ficas.
TE CONOZCO, ME GUSTAS, PERO NUESTROS HIJOS NO SON NORMALES
En algunos casos la separaci�n de dos especies en el aspecto reproductivo ocurre despu�s de la fertilizaci�n. Es decir, los individuos de ambas especies son activos al mismo tiempo y no hay barreras en el ambiente para la fertilizaci�n, pero los mecanismos de reproducci�n no son los mismos. En estos casos se forma un h�brido El aislamiento puede ocurrir entonces porque �ste no es viable, o porque no puede sobrevivir, o porque aunque lo hace normalmente, no puede reproducirse. Ejemplo de estos fen�menos los constituyen la cruza entre la cabra y el borrego en la que el peque�o embri�n crece unos pocos cent�metros y luego muere, y la que se presenta entre el burro y la yegua que da como resultado la mula. Este h�brido no s�lo sobrevive sino que es mucho m�s vigoroso que cualquiera de su padres. Aun as�, es est�ril, por lo que no puede reproducirse.
Los resultados de las cruzas entre diferentes especies han sido siempre sorprendentes. En 1927 se cruz� la col con el r�bano con la esperanza de tener una planta que tuviera las hojas de la col y la ra�z del rábano. Esta planta ser�a comercialmente m�s atractiva ya que toda ser�a aprovechable. Pero curiosamente se obtuvo un h�brido que ten�a �las hojas del r�bano y la ra�z de la col!, que por supuesto era completamente in�til. Adem�s, como en el caso de la mula, el h�brido tambi�n result� est�ril, con lo que qued� demostrado que aunque haya fertilizaci�n las dos especies est�n reproductivamente aisladas.
�Y LAS ESPECIES SIN MACHOS Y HEMBRAS?
Hemos estado hablando hasta ahora de especies que se reproducen sexualmente,
es decir, que tienen dos sexos y que de la uni�n de las c�lulas de ambos se
perpet�an. Pero existen otras en las que este fen�meno no ocurre. Ejemplo de
ello son muchas especies de caracoles en las que en un mismo individuo se producen
las c�lulas hembra y macho y en �l ocurre la fertilizaci�n. Tambi�n a este grupo
pertenecen muchos pastos en los que su polen fertiliza su propio estigma. El
ejemplo m�s extremo de este fen�meno ocurre en las bacterias como las que nos
causan la tifoidea. �stas se reproducen no por un fen�meno sexual sino por la
simple divisi�n de una c�lula a la mitad. En estas especies que no se producen
sexualmente es difícil aplicar los conceptos acerca de los mecanismos
que separan a unas de otras. De hecho, en ningún tipo de bacteria se
presenta jam�s la uni�n entre dos c�lulas, ni siquiera dentro de la misma especie.
En estos casos los bi�logos comparan los diferentes caracteres e identifican
a las especies como aquellos grupos que m�s se parecen entre s�. Por ejemplo,
hay algunas bacterias que se ti�en de un color cuando son expuestas a ciertas
sustancias mientras que otras no. Otros caracteres que se usan incluyen reacciones
con otras sustancias. Finalmente se construye una tabla, como la mostrada en
el Cuadro II, en el que se listan cuatro tipos de bacterias, en las que se busca
la presencia o la ausencia de cinco caracteres. Si s�lo us�ramos el car�cter
tres no podr�amos distinguir distintas especies, ya que todas las bacterias
lo presentan. En cambio, cuando usamos los cinco, las bacterias A y B se agrupan
como diferentes de las C y D. El aumento en el n�mero de caracteres que se usan
hace m�s f�cil la distinci�n entre especies. Es por ello que los estudiosos
de las bacterias usan la mayor cantidad posible.
CUADRO II. Las bacterias se clasifican usando la presencia o ausencia de caracter�sticas diferentes
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Car�cter
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|
|
Bacteria
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1 2 3 4 5
|
|
A
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1 0 1 0 0
|
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B
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1 1 1 0 0
|
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C
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0 0 1 1 1
|
|
D
|
0 1 1 1 1
|
Como ya vimos en el cap�tulo I, la vida sobre la Tierra tiene aproximadamente 3 000 millones de a�os. Tambi�n tuvimos la oportunidad de ver c�mo muchas especies que existieron en el pasado ya no est�n con nosotros. De hecho, de cada 100 especies que han vivido sobre la Tierra 99 ya no est�n con nosotros. �La mayor�a ha desaparecido! Sabemos de su existencia gracias a la observaci�n de sus restos f�siles. Por desgracia no todas han dejado restos f�siles, otras s�lo huellas. Pero sea como sea, en todos estos casos las definiciones de especies que hemos usado no se pueden aplicar. No podemos saber si dos f�siles podr�an tener hijos y menos a�n si �stos ser�an f�rtiles. Tampoco podemos someter a estos f�siles al an�lisis de su reacci�n con diversas sustancias. S�lo podemos entonces depender del an�lisis de los caracteres relacionados con su apariencia o morfolog�a. De hecho, tama�o y forma se han convertido en las caracter�sticas determinantes de estas especies. Por supuesto, tama�o y forma solamente de las partes que pueden fosilizarse, y que en general son las partes duras de los organismos. Huesos, esqueletos, semillas y conchas son las estructuras m�s t�picas. Los bi�logos que estudian los f�siles, los paleont�logos, tienen entonces una caracterizaci�n de la especie diferente de la de aquellos bi�logos que estudian las existentes actualmente (los neont�logos).
Las definiciones de especies que hemos revisado hasta ahora depend�an del tipo de organismo que estudi�semos: las barreras a la reproducci�n defin�an a las que tienen una forma de reproducci�n sexual, con los sexos separados, y el conjunto de caracter�sticas de los organismos a las asexuales. La caracterizaci�n global del tama�o y la forma nos ayudar� ahora a formar grupos de especies de las que s�lo tenemos los restos f�siles como prueba de su existencia en el pasado. La definici�n de especies depender� pues, en esta ocasi�n, del sistema que se estudie y de sus limitaciones. El precio que se pagar� en cada caso ser� la capacidad que tengamos para sacar conclusiones. Si nuestra definici�n de especie no es muy completa, como sucede en el caso de los f�siles, no vamos a entender claramente los procesos involucrados en su formaci�n y desaparici�n (o extinci�n). Pero en cambio, si logramos que lo sea, nuestras conclusiones tambi�n lo ser�n.
�C�MO PUEDEN FORMARSE ESPECIES NUEVAS?
El estudioso ha encontrado varias maneras de explicarse la formaci�n de especies nuevas. Dos de ellas en particular han sido consideradas como las m�s importantes y por ello las vamos a estudiar. Es cierto que adem�s de �stas existen otras, pero, en realidad, son, en mayor o menor medida, una mezcla de las anteriores. La primera consiste en el aislamiento geogr�fico de poblaciones de una misma especie, que poco a poco se van separando entre s�, hasta desembocar en la formaci�n de dos especies diferentes, y la segunda, en una separaci�n reproductiva m�s o menos s�bita entre individuos de una misma especie que con el tiempo formar�n dos grupos diferentes.
Dentro del primer mecanismo vamos a revisar el ejemplo que se refiere a los
llamados pinzones de Darwin. Estos animales viven en el archipi�lago de las
Gal�pagos, frente a las costas de Ecuador, y deben su nombre a que Darwin las
estudi� en el viaje que hizo por las costas de Am�rica del Sur. El archipi�lago
est� formado por varias islas que est�n separadas entre s� por distancias de
entre 5 y 400 km. Los pinzones de estas islas provienen de aquellos que viv�an
en el continente. La colonizaci�n de las islas se efectu� a partir de unos cuantos
individuos que al llegar se encontraron en un ambiente un poco diferente del
que hab�a en el continente: no era igual la comida, en general no exist�an los
enemigos naturales... Por tanto, los pinzones inmigrantes se enfrentaron a un
medio distinto al cual se adaptaron despu�s de algunas generaciones. El car�cter
que ha sido mejor estudiado es el de la alimentaci�n. Dependiendo de su dieta
existen en general dos tipos de pinzones: los que comen insectos, y que por
tanto tienen los picos alargados, y los que comen frutos que los tienen m�s
fuertes y achatados (Figura 14). Esta caracter�stica es s�lo una de las muchas
que se modificaron en los pinzones inmigrantes. As� pues, la adaptaci�n a ambientes
distintos fue haciendo que las poblaciones de las islas fueran siendo cada vez
m�s diferentes entre s�, hasta que con el tiempo lleg� a ser tan grande la diferencia
que se generaron especies diferentes.
Figura 14. Las diferentes especies de pinzones tienen picos que les permiten
aprovechar distintos recursos alimenticios. LA SEPARACI�N A VECES ES OBLIGADA, NO ELEGIDA:
El segundo ejemplo que vamos a analizar se refiere al caso en el que la separaci�n
entre las poblaciones se lleva a cabo no por una migraci�n de un grupo de individuos
a otro lado, como lo fue el de los pinzones, sino al efecto directo de una barrera
que de pronto las separa. Tal fue el caso del aislamiento que sufrieron las
poblaciones oriental y occidental de muchos vertebrados en Am�rica y Europa
durante los periodos de glaciaci�n en el Pleistoceno,(esto es, hace entre 10
000 y 40 000 a�os). Durante estos periodos los casquetes polares aumentaron
su tama�o y la temperatura, en general, baj� much�simo. En donde hab�a cordilleras,
�stas estaban siempre cubiertas de nieve y hielo, lo que las convert�a en barreras
infranqueables. De esta manera poblaciones de osos en Europa y de serpientes
de cascabel en Am�rica quedaron a cada uno de los lados. Despu�s de un largo
periodo de aislamiento estas poblaciones se fueron adaptando a los distintos
medios que les toc� vivir hasta que se generaron dos especies diferentes. Por
ejemplo, en el caso de los osos europeos este mecanismo parece haber dado origen
al oso de las cavernas (Ursus spelaeus, especie ya desaparecida) y al
oso m�s com�n llamado Ursus arctos. Sucede a veces que la barrera que
originalmente separaba las dos poblaciones desaparece y permite de nuevo el
contacto entre las que ahora son dos especies distintas, pero curiosamente ya
no pueden cruzarse entre s�, lo que permite que se mantengan en su nueva forma.
Este fen�meno cristaliza entonces la separaci�n de dos poblaciones y la formaci�n
de dos especies nuevas.
AUNQUE TODAV�A SEPARADAS, SE PARECEN
En algunos casos el proceso de especiaci�n que hemos descrito no se llega a completar. Esto puede ocurrir porque el tiempo necesario para que las dos poblaciones se hagan dos especies diferentes no ha sido suficiente. Entonces pueden pasar dos cosas: primero, que la barrera que las separaba efectivamente desaparezca (podr�a ser que un glacial que exist�a entre ellas se evaporase al aumentar nuevamente la temperatura despu�s de una glaciaci�n). En este caso las dos poblaciones pueden volverse a poner en contacto y, si todav�a no son especies diferentes, los mecanismos que podr�an impedir que los individuos de ambas se cruzaran y tuvieran hijos y nietos f�rtiles no habr�n llegado a su culminaci�n. Este fen�meno actuar�a como aquel que se dar�a al poner en contacto agua de dos tanques, una te�ida de rojo y otra al natural: al mezclarse nos producir�a agua color de rosa, lo que provocar�a que ya no tuvi�ramos dos aguas diferentes sino nada m�s una. Lo mismo ocurrir�a con poblaciones que se hubieran hecho un poco diferentes cuando la barrera los separaba; al quitarla y cruzarse de nuevo entre s�, se logra que haya no dos poblaciones distintas sino una sola, homog�nea: el entrecruzamiento elimina las diferencias entre ellas.
Puede ocurrir tambi�n que aunque la barrera que separa a las poblaciones no
desaparezca, �stas no sean lo suficientemente diferentes como para ser consideradas
especies distintas. En este caso se dice que una especie es polit�pica y que
consiste de diferentes subespecies o razas geogr�ficas. Un ejemplo de este fen�meno
lo constituye el caracol que vive en las aguas salobres de la costa este de
Cuba y que est� formado por seis diferentes grupos (Figura 15). Las diferencias
en la forma y el tama�o de la concha as� como en la coloraci�n son muy n�tidas
pero siempre que se ponen en contacto dos de las poblaciones se forman h�bridos
perfectamente f�rtiles.
Figura 15. Variaci�n geogr�fica del g�nero de caracoles Cerion en
la pen�nsula de Banes, Cuba
Un ejemplo de la existencia de subespecies que a�n no han completado el proceso
de especiaci�n lo constituyen las aves "carboneros" o "herrerillos" (Parus
major) que viven en Europa y en diferentes partes de Asia: la subespecie
major vive en Europa y en la parte norte de Asia; la subespecie bokharensis
vive en el centro de Asia; la subespecie minor vive en el este de
China, mientras que la subespecie cinereus vive en India. Estas subespecies,
aunque diferentes, no son lo suficientemente distintas como para ser consideradas
especies (Figura 16).
Figura 16. Patrones de distribuci�n de las subespecies de Parus major, el carbonero.
UN REPASO DE REPRODUCCI�N SEXUAL.
La reproducci�n sexual es la uni�n de dos gametos de diferente sexo. El fen�meno celular que permite que esto se lleve a cabo se llama meiosis. En �l la cantidad de material gen�tico de un organismo se reduce a la mitad. As�, tenemos la mitad de la informaci�n de nuestra mam� y la otra mitad de nuestro pap�. Durante la meiosis se elige uno de cada dos de nuestros cromosomas, ya sea el que heredamos de nuestro pap� o de nuestra mam�. Esta elecci�n se lleva a cabo porque los cromosomas que se parecen se juntan en la meiosis y al dividirse la c�lula uno se va a una c�lula hija y el otro a la otra (Figura 17). El misterio de la reproducci�n sexual depende entonces de la capacidad para poder unir dos c�lulas diferentes durante la fertilizaci�n y luego separar la informaci�n en partes que contengan la mitad de ella en la meiosis.
No siempre una c�lula tiene la misma cantidad de cromosomas. Algunas tienen
el doble del n�mero normal. Por ejemplo, si una c�lula tiene normalmente dos
cromosomas, uno del padre y uno de la madre, en algunos casos se tienen dos
del padre y dos de la madre, repetidos. En este caso los gametos involucrados
en la fertilizaci�n tendr�an no un cromosoma sino dos. Hasta este punto todo
es posible y de hecho existen muchas plantas y algunos animales que tienen repetida
la cantidad de cromosomas hasta varias decenas de veces y sin embargo tienen
hijos normales. El problema se presenta cuando un gameto tiene dos cromosomas
y el otro solamente uno. El n�mero total en este caso ya no ser�a dos, que es
el normal, o cuatro, que no hace est�ril al individuo, sino tres.
Figura 17. La base celular de las leyes de Mendel ocurre durante la formaci�n de los gametos (meiosis) en la que las alternativas de un car�cter (a y A) se segregan y se unen al azar con alternativas de otro car�cter (b y B).
�Qu� fen�meno estamos tratando de describir? Aqu�l en el que en una poblaci�n, parte de los individuos tienen dos cromosomas y la otra tiene cuatro. Los hijos de la cruza entre ellos tendr�an tres y no ser�an f�rtiles. Si en una poblaci�n el n�mero de cromosomas se duplica en algunos individuos, �stos quedan instant�neamente aislados de los dem�s y pueden entonces formar una especie diferente. Este mecanismo ha acompa�ado la formaci�n de nuevas especies de plantas en aproximadamente una tercera parte de las existentes en la actualidad. Lo que lo distingue de un fen�meno de especiaci�n asociado a una separaci�n geogr�fica es que es muy r�pido y que las barreras a la reproducci�n entre las especies ocurren sin separaci�n f�sica entre ellas. Ejemplos de este tipo de fen�meno lo constituyen varias de las plantas que cultiva el hombre: el trigo por ejemplo tiene repetidos sus cromosomas seis veces a diferencia del tabaco que tiene cuatro.
Se ha visto que en muchos casos la repetici�n de los cromosomas hace a las plantas m�s vigorosas. Por ejemplo, en la fresa, que puede llegarlos a tener varias veces repetidos, se ha visto que el tama�o de la planta, de la hoja y de la fruta es mayor cuanto m�s grande es su n�mero. De esta manera es como se ha explicado el �xito que las plantas con cromosomas repetidos han tenido en la naturaleza.
Los modelos que hemos visto son los que los bi�logos usan com�nmente para describir c�mo es que se generan nuevas especies. El primero es un fen�meno gradual en el que la separaci�n geogr�fica precede al aislamiento reproductivo. El segundo, en cambio, es s�bito y en �l, el aislamiento reproductivo es previo a la divergencia entre las poblaciones.
EL ASPECTO EXPLOSIVO DE LA ESPECIACIÓN
Seg�n hemos descrito la especiaci�n, el origen de nuevas especies se lleva a cabo por la acumulaci�n continua de diferencias entre poblaciones que se adaptan a ambientes distintos, o a la aparici�n s�bita de barreras a la cruza entre ellas. En ninguno de estos casos describimos c�mo se pueden generar estructuras que revolucionen el patr�n morfol�gico de una especie. �C�mo es, por ejemplo, que aparecen estructuras como la pluma de un ave, los pulmones de los vertebrados, o el aguij�n en las abejas? Una vez que aparece un animal con plumas, la capacidad que tiene de usar nuevos recursos se ampl�a much�simo. Este aspecto de la evoluci�n ya lo hemos hecho notar en la primera parte. Vimos, por ejemplo, que hab�a algunas caracter�sticas que una vez que aparecieron revolucionaron el curso del proceso evolutivo. Cuando las c�lulas aprendieron a trabajar juntas formando organismos con muchas de ellas, la divisi�n de funciones permiti� que las diferentes actividades de un organismo fueran hechas por c�lulas especializadas para ello. La presencia de una placenta (que alimenta la sangre de los cr�os con la de la madre) en los vertebrados permiti� que la manutenci�n de una cr�a se hiciera en forma m�s efectiva dentro del cuerpo de la madre en donde ser�a m�s protegida.
Uno de los casos en los que la evoluci�n ha sido explosiva ocurri� cuando se originaron las aves hace aproximadamente 136 millones de a�os. En muy poco casos tenemos f�siles que den testimonio de la evoluci�n de formas novedosas, pero �ste es uno de ellos. El f�sil Archeopterix lithographica aun cuando posee caracter�sticas t�picas de las aves, como grandes ojos y plumas, conserva muchas de las de los reptiles, como la presencia de dientes. Este animal representa pues un paso intermedio entre los reptiles y las aves.
La existencia de grupos nuevos que revolucionan el camino de la evoluci�n depende directamente de la aparici�n de estructuras novedosas que mejoren la adaptaci�n del organismo a un medio ambiente particular. Si consideramos, por ejemplo, el aguij�n de las abejas, los pulmones de los vertebrados, o las espinas de los nopales, tendremos ejemplos de estructuras que en el pasado ten�an una funci�n diferente a la actual. El aguij�n de las abejas era una estructura para poner los huevos que se modific� para la defensa. De la misma manera, la vejiga natatoria (estructura que usan ciertos peces para controlar la profundidad a la que nadan) se origin� de la modificaci�n de pulmones en peces primitivos. La vejiga natatoria, puede o no llenarse de aire, de tal suerte que funciona como un globo. Por �ltimo las espinas de los nopales son en realidad hojas que se transforman para solventar la sequ�a del medio ambiente. Otra vez en este caso una estructura que funcionaba para llevar a cabo la fotos�ntesis, dando de comer a la planta, se modific� para evitar que la planta perdiese agua, adem�s de servirle, por supuesto, como una defensa contra los animales que quieran com�rsela.
La evoluci�n de novedades como las que hemos visto es entonces un proceso oportunista que se aprovecha de las estructuras que pueden ser modificadas, cambiando su funci�n y aumentando la adaptaci�n del organismo a su medios.
LAS ESPECIES TAMBI�N SE EXTINGUEN
Alrededor de 95 a 99 por ciento de las especies que han vivido en nuestro planeta ya no existen. Desde luego que su aparici�n es un fen�meno importante, pero su extinci�n lo es casi tanto. Hay dos maneras como una especie puede desaparecer: debido a la presi�n que ejercen los organismos entre s�, una epidemia o un depredador muy voraz pueden ser ejemplos de este fen�meno, o a caracter�sticas del medio ambiente f�sico que al modificarse abruptamente convierten un lugar dado en imposible de habitar, cambios en las temperaturas o la cantidad de lluvia son algunos ejemplos.
Para ver con mayor claridad el primer caso relataremos la historia de los mam�feros de Australia y de Am�rica del Sur.
A LOS HIJOS DE LOS DINOSAURIOS LES ENSE�ABAN QUE S�LO HAB�A UN CONTINENTE
Poco sabemos acerca de la distribuci�n de los mares y los continentes durante una gran parte de la historia de la Tierra. De los 4 000 millones de a�os que tiene nuestro sistema solar s�lo de los �ltimos 250 millones tenemos evidencias de c�mo era el aspecto general de nuestro planeta. En este �ltimo periodo los continentes sufrieron cambios muy grandes. Tan grandes que en las escuelas donde iban los hijos de los dinosaurios se ense�aba que s�lo hab�a un continente (Pangea). Este gran continente se dividi� en dos hace aproximadamente 150 millones de a�os. Una de estas partes, Laurasia, estaba hacia el norte e inclu�a lo que ahora conocemos como Am�rica del Norte, Europa y Asia. El otro, Gondwana, al sur e inclu�a Am�rica del Sur, �frica, India, Australia y la Ant�rtica. El movimiento de los continentes y su separaci�n continu� durante los siguientes 100 millones de a�os hasta que, hace aproximadamente 65 millones, su distribuci�n fue tan familiar como lo es en la actualidad (Figura 3). Para ese entonces fue cuando se extinguieron los �ltimos dinosaurios, y los textos con los que estudiaban tuvieron que ser modificados ya que al principio s�lo hab�a un continente y al final ya hab�a varios.
Los animales no han sido ajenos a estos cambios, por supuesto. De hecho la aparici�n y desaparici�n de especies puede estar en muchos casos relacionada con los cambios en la geograf�a de nuestro planeta. Uno de ellos ocurri� cuando Am�rica del Norte y Am�rica del Sur se unieron por un puente.
Como es l�gico suponer, dado que la mayor parte del tiempo Am�rica del Sur y Am�rica del Norte estuvieron separadas, los animales de ambas zonas eran muy diferentes entre s�. Por su origen n�rdico los animales de Am�rica del Norte se parec�an a los de Europa mientras que los de Am�rica del Sur lo hac�an m�s a los de �frica y Australia. Por otro lado, los mam�feros que son recientes en la Tierra se diversificaron exactamente durante la �poca en la que los continentes se separaron. Es por ello que hace aproximadamente 10 millones de a�os los mam�feros que hab�a en Am�rica del Norte y Am�rica del Sur eran muy diferentes (Figura 18). Parientes de los canguros, los armadillos, los camellos, los caballos y los osos dominaban los ambientes de Am�rica del Sur. En Am�rica del Norte, en cambio, predominaban otros mam�feros mejor conocidos por nosotros. Hace unos tres millones de a�os la comunicaci�n entre una y otra Am�rica se estableci� con un puente que ahora conocemos como Centroam�rica. Grupos de mam�feros de Am�rica del Norte, como cochinos salvajes y tapires, migraron hacia Am�rica del Sur y desplazaron a los mam�feros t�picos de esas tierras, especialmente a los parientes de los armadillos. La competencia y la lucha por la existencia extingui� algunos de los mam�feros sure�os a los cuales ya s�lo los podemos ver por medio de reconstrucciones.
El proceso que he descrito aqu� para un peque�o grupo de mam�feros se ha propuesto como la causa de la extinci�n de otras especies tambi�n. Con todo, el que se refiere a que el ambiente se modifica y los animales y las plantas no se adaptan a las nuevas condiciones parece ser el m�s com�n. Sea como sea uno de estos fen�menos elimin� de la Tierra a los dinosaurios y junto con ellos una gran cantidad de otros animales.
Hace 250 millones de a�os aparecieron los primeros grandes reptiles (que incluyen
a los dinosaurios). Estos animales llegaron a ser muy diversos. Hab�a en el
mar (mesosaurios), en el aire (pterosaurios) y en la tierra (estegosaurios).
Figura 18. Reconstrucci�n de algunos integrantes de la fauna
de los �ltimos 60 millones de a�os.
Hab�a especies que com�an plantas (brontosaurios) y tambi�n las que com�an otros animales (tiranosaurios). Entonces no hab�a ni elefantes, ni leones.
El car�cter explosivo de la evoluci�n se expres� una vez m�s, ya que lleg� a haber una gran cantidad de especies de dinosaurios. Hace aproximadamente 65 millones de a�os se extinguieron las �ltimas especies de este grupo que coloniz� la mayor�a de los ambientes de nuestro planeta. Los dinosaurios desaparecieron de la misma manera en la que los mayas lo hicieron de los grandes centros ceremoniales de Chich�n-Itz�, Tikal, Uxmal, etc.:sin dejar rastro de las posibles causas. Con todo, en ambos casos se han dado diversas explicaciones acerca de esto. Veamos algunos hechos. Quiz� lo que explica mejor el caso de los mam�feros de Am�rica del Sur sea que la extinci�n de los dinosaurios coincidi� con la de muchos otros grupos de animales. Muchas de las explicaciones que se han ofrecido se refieren a las causas que afectaron solamente a los dinosaurios, diciendo que perdieron su adaptabilidad al medio ambiente. Pero �stas no son muy v�lidas en la medida en la que no ayudan a entender el por qu� otros grupos se extinguieron al mismo tiempo. Recientemente se han propuesto otras m�s convincentes para tratar de explicarlo.
Muy pocos lugares de la Tierra exponen rocas que se hayan formado en la �poca de los dinosaurios. Pero los paleont�logos y los ge�logos tienen que buscar precisamente �stos para entender cu�les eran las condiciones de la Tierra entonces. Uno de estos lugares est� cerca del pueblo de Gubbio, en Italia. All� las encontraron y se dieron cuenta que estas rocas no eran comunes. En ellas hab�a una gran cantidad de f�siles de la �poca en la que vivieron los dinosaurios, y, como era de suponerse en la capa superior, mas reciente, ya no hab�a ninguno de ellos.
Este hecho es com�n, s�lo demuestra una vez m�s que hubo una gran cantidad de extinciones cuando los dinosaurios desaparecieron. Pero, curiosamente, entre estas dos capas hab�a otra formada no de caliza sino de arcilla, no color crema sino roja y que adem�s conten�a 30 veces m�s iridio que cualquier roca terrestre, excepto las que se encuentran en el centro de la Tierra. Esta capa era bastante ancha, lo que quer�a decir que una gran cantidad de este material se hab�a depositado entre la presencia y la ausencia de nuestros amigos los dinosaurios. �De d�nde vino pues todo este iridio? Adem�s de existir en el centro de la Tierra, estas cantidades de iridio se han reportado en objetos extraterrestres, como meteoritos, fragmentos de asteroides y en cometas. Por tanto, la conclusi�n a la que se ha llegado es que el iridio proviene de los restos del impacto de un objeto extraterrestre en la Tierra.
Pero, �qu� tan comunes son estos impactos? Ninguno de nosotros recuerda la ca�da de un meteorito durante su vida, y en la historia de la civilizaci�n hay muy pocos casos en los que este tipo de evento se haya registrado. Uno de ellos ocurri� en Siberia en 1908. En esa ocasi�n se registr� una explosi�n de 12 megatones (240 veces la magnitud de la bomba lanzada en la ciudad de Hiroshima en 1945). Seg�n esto, pareciera que estos fen�menos son muy raros, pero debemos recordar que la vida en la Tierra es muy antigua, tan antigua que la especie humana ocupa, un brev�simo periodo dentro de ella. Mas en este periodo de tiempo tan largo, tan largo, el n�mero de eventos como el ocurrido en Siberia debe de ser muy alto. Digamos de varios centenares de miles. Se supone que mucho de los grandes cr�teres que hay en la Tierra deben su existencia a colisiones de objetos como los meteoritos.
�CU�LES SON LOS EFECTOS DE UNA COLISI�N?
Las colisiones que hemos descrito deben haber tenido un efecto devastador en la zona de impacto. Todos los animales y plantas existentes en esa zona lo m�s probable es que desaparecieran, pero este hecho no explicar�a dos aspectos m�s: el primero es que no todas las especies se han extinguido y el segundo es que una colisi�n en una parte de la Tierra no extinguir�a a las que viven en otras partes. Como sabemos que los dinosaurios desaparecieron de todo el planeta, debemos buscar un fen�meno que afecte a toda la Tierra y que adem�s no extinga completamente la vida. Hace unos a�os se propuso una teor�a en la que se planteaba que el impacto de un objeto extraterrestre de gran tama�o hab�a producido una nube de polvo de tal magnitud que la Tierra se oscureci� (bajando la temperatura promedio varios grados) por un largo tiempo. Sin luz las plantas no podr�an llevar a cabo la fotos�ntesis y sin ellas los animales morir�an. Entre ellos, los dinosaurios ser�an de los m�s afectados. Se agrega a veces otro ingrediente a esta teor�a: se propone que varios impactos (como si hubiera habido una lluvia de meteoritos) causaron un efecto que, aunque global, no extingui� la vida sobre la Tierra.
NOS VEMOS EN 15 MILLONES DE A�OS
Las extinciones han sido eventos muy comunes durante la historia de la vida en la Tierra. Aqu�lla en la que estuvieron involucrados los dinosaurios es s�lo una de ellas, y ni siquiera la m�s catastr�fica. Los paleont�logos se han preguntado si hay alg�n evento que sea com�n a todas ellas y de este an�lisis ha resultado que aproximadamente cada 26 millones de a�os ha ocurrido una gran extinci�n. Esta teor�a propone que un evento que afecta a los habitantes de la Tierra ocurre aproximadamente cada 26 millones de a�os y que de alguna manera produce una lluvia de meteoritos que a su vez provoca la extinci�n de una gran cantidad de especies. La hip�tesis predice que un planeta o cometa cuya �rbita alrededor del Sol dura 26 millones de a�os est� causando este fen�meno. Asimismo se propone que a su paso por una nube de cometas situada m�s all� de Neptuno los desv�a de su curso normal y hace que se dirijan a otros lugares, entre ellos la Tierra. As� se explicar�a que hubiera eventos regulares de extinci�n cada 26 millones de a�os. Por cierto, como la �ltima gran extinci�n ocurri� hace 11 millones de a�os, en aproximadamente 15 millones m�s �nuestros descendientes van a tener algunos problemas para sobrevivir!
