III.LA FORMA COMO LAS ESPECIES APARECEN Y DESAPARECEN
EL MUNDO en el que vivimos es la casa de aproximadamente un millón y medio de especies diferentes. El biólogo 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 núcleo verdadero y con una sola célula (protistas) . Dentro de éstos se reconocen otros que van agrupando a un número cada vez menor de especies. El nivel básico de esa clasificación es la especie, que es la que forma la unidad de identificación de todos los organismos. De la agrupación de especies se obtiene el género, de la agrupación de géneros se obtienen las familias y así sucesivamente hasta llegar a los cinco reinos mencionados anteriormente.
De esta necesidad de clasificar a los organismos surgió la necesidad de distinguir las especies entre sí. En un principio los naturalistas, como Aristóteles, no distinguían unas de otras. Se hablaba de plantas y animales y se creía que la hibridización entre organismos tan diferentes como el perro y el lobo era un fenómeno muy común, así como el que las semillas de una especie podían germinar llegando a formar una especie diferente. El cristianismo, con su concepto de creación de las especies, fue la primera corriente de pensamiento que distinguió entidades claramente separadas unas de otras de tal manera que formaban como islas dentro del océano. Así, una isla, como una especie, está separada de otra sin ninguna posible comunicación. Dentro de este contexto, los biológos caracterizaron a las especies como entidades separadas y para ello utilizaron caracteres morfológicos.
MI ABUELA, LA HORMIGA Y EL ELEFANTE
Mi abuela era una persona muy práctica. Veía las cosas sin recovecos, sin complicaciones. El concepto de especie que ella tenía era precisamente el morfológico que se inició con el cristianismo y que cristalizó dentro de la biología con Linneo en el siglo XVIII. No le era difícil a mi abuelita decir que las especies están separadas claramente entre sí y que un ejemplo muy claro de ello son precisamente la hormiga y el elefante. ¿Quién dudaría que la hormiga y el elefante son especies diferentes?, ¿o que un perro y un pájaro los son también? Fue durante el siglo pasado cuando se empezó a cambiar este concepto estático al observarse que existe gran variación en la morfología entre individuos de la misma especie. La comprensión de como se transmiten las características de padres a hijos con las leyes de Mendel lo modificó: las especies están reproductivamente aisladas unas de otras; los perros y los pájaros no pueden cruzarse pero los perros entre sí lo hacen aun cuando sean muy diferentes. La especie es entonces definida como un grupo de individuos que pueden cruzarse entre sí. Pero resultó que con esta definición era difícil a veces puntualizar que es una especie, ya que pueden no producir híbridos fértiles. 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 estéril. El segundo lo representa la hormiga y el elefante en el que dos especies no producen ni siquiera el híbrido. El último ocurre generalmente entre especies muy cercanas entre sí: se forman híbridos que son viables, pero en los que la segunda generación después de la cruza (los nietos) está compuesta por individuos muy débiles que no crecen o mueren rápidamente. Un ejemplo de esto lo representan dos especies de algodón (Gossypium barbadense y Gossypium hirsutum) en las cuales las semillas de los nietos o no germinan o mueren en el periodo de plántula (cuando la planta todavía depende de la semilla para crecer). Por otra parte, existen tres maneras de cómo el híbrido entre dos especies puede no formarse, dependiendo de las características de la reproducción que lo impidan.
Los individuos de dos especies diferentes pueden no formar híbridos porque su época de reproducción no coincida ni en el tiempo ni en el espacio. Tal es el caso de algunas especies de árboles de la familia del colorín, la jacaranda y el frijol que se incluyen dentro del género 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 épocas del año, 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 época de reproducción tampoco coincide: en la primera se da durante la primavera, y en la segunda más tarde. Pero en este caso particular existe también otro impedimento: lo que se llama aislamiento ecológico: B. americanus vive en áreas 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 híbridos.
La segunda manera como dos especies se pueden mantener separadas reproductivamente sin formar híbridos consiste en la forma en que en ambas se efectúa el cortejo. En los mosquitos que transmiten la malaria se sabe que la hembra elige a su pareja después de haber sido cortejada: si el que corteja es de otra especie el cortejo no es del agrado de la hembra y ésta no estará receptiva. En las ranas el aspecto más importante lo constituyen las llamadas que los machos hacen. Si una llamada de éstas 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 proporción de cruzas que ocurren entre diferentes. Tenemos entonces dos fenómenos. Por un lado el hecho de que el cortejo mantiene separadas a las especies, y por el otro el que éstas 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 diría que una planta "corteja" a otra. Aun así hay fenómenos que aíslan entre sí 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 orquídea 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 maíz, 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 específicas. En otros, en cambio, el polinizador sólo visita una especie de flor y ésta sólo es visitada por él. Tal es el caso de algunas orquídeas y abejas. Las especies de orquídeas están así 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 fertilización 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 fertilización para la formación 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 fertilización: ya sea porque los individuos están reproductivamente activos en diferentes tiempos o en distintos ambientes ecológicos, porque los mecanismos de reproducción, ya sea de cortejo o de polinización, son muy específicos para las diferentes especies, o porque las células que llevan a cabo la fertilización (el huevo y el espermatozoide) no se identifican entre sí por la ausencia de sustancias específicas.
TE CONOZCO, ME GUSTAS, PERO NUESTROS HIJOS NO SON NORMALES
En algunos casos la separación de dos especies en el aspecto reproductivo ocurre después de la fertilización. Es decir, los individuos de ambas especies son activos al mismo tiempo y no hay barreras en el ambiente para la fertilización, pero los mecanismos de reproducción no son los mismos. En estos casos se forma un híbrido El aislamiento puede ocurrir entonces porque éste no es viable, o porque no puede sobrevivir, o porque aunque lo hace normalmente, no puede reproducirse. Ejemplo de estos fenómenos los constituyen la cruza entre la cabra y el borrego en la que el pequeño embrión crece unos pocos centímetros y luego muere, y la que se presenta entre el burro y la yegua que da como resultado la mula. Este híbrido no sólo sobrevive sino que es mucho más vigoroso que cualquiera de su padres. Aun así, es estéril, por lo que no puede reproducirse.
Los resultados de las cruzas entre diferentes especies han sido siempre sorprendentes. En 1927 se cruzó la col con el rábano con la esperanza de tener una planta que tuviera las hojas de la col y la raíz del rábano. Esta planta sería comercialmente más atractiva ya que toda sería aprovechable. Pero curiosamente se obtuvo un híbrido que tenía ¡las hojas del rábano y la raíz de la col!, que por supuesto era completamente inútil. Además, como en el caso de la mula, el híbrido también resultó estéril, con lo que quedó demostrado que aunque haya fertilización las dos especies están 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 unión de las células de ambos se
perpetúan. Pero existen otras en las que este fenómeno no ocurre. Ejemplo de
ello son muchas especies de caracoles en las que en un mismo individuo se producen
las células hembra y macho y en él ocurre la fertilización. También a este grupo
pertenecen muchos pastos en los que su polen fertiliza su propio estigma. El
ejemplo más extremo de este fenómeno ocurre en las bacterias como las que nos
causan la tifoidea. Éstas se reproducen no por un fenómeno sexual sino por la
simple división de una célula 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 jamás la unión entre dos células, ni siquiera dentro de la misma especie.
En estos casos los biólogos comparan los diferentes caracteres e identifican
a las especies como aquellos grupos que más se parecen entre sí. Por ejemplo,
hay algunas bacterias que se tiñen 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 sólo usáramos el carácter
tres no podríamos 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 número de caracteres que se usan
hace más fácil la distinción 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 características diferentes
|
Carácter
|
|
|
Bacteria
|
1 2 3 4 5
|
|
A
|
1 0 1 0 0
|
|
B
|
1 1 1 0 0
|
|
C
|
0 0 1 1 1
|
|
D
|
0 1 1 1 1
|
Como ya vimos en el capítulo I, la vida sobre la Tierra tiene aproximadamente 3 000 millones de años. También tuvimos la oportunidad de ver cómo muchas especies que existieron en el pasado ya no están con nosotros. De hecho, de cada 100 especies que han vivido sobre la Tierra 99 ya no están con nosotros. ¡La mayoría ha desaparecido! Sabemos de su existencia gracias a la observación de sus restos fósiles. Por desgracia no todas han dejado restos fósiles, otras sólo 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 fósiles podrían tener hijos y menos aún si éstos serían fértiles. Tampoco podemos someter a estos fósiles al análisis de su reacción con diversas sustancias. Sólo podemos entonces depender del análisis de los caracteres relacionados con su apariencia o morfología. De hecho, tamaño y forma se han convertido en las características determinantes de estas especies. Por supuesto, tamaño 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 más típicas. Los biólogos que estudian los fósiles, los paleontólogos, tienen entonces una caracterización de la especie diferente de la de aquellos biólogos que estudian las existentes actualmente (los neontólogos).
Las definiciones de especies que hemos revisado hasta ahora dependían del tipo de organismo que estudiásemos: las barreras a la reproducción definían a las que tienen una forma de reproducción sexual, con los sexos separados, y el conjunto de características de los organismos a las asexuales. La caracterización global del tamaño y la forma nos ayudará ahora a formar grupos de especies de las que sólo tenemos los restos fósiles como prueba de su existencia en el pasado. La definición de especies dependerá pues, en esta ocasión, del sistema que se estudie y de sus limitaciones. El precio que se pagará en cada caso será la capacidad que tengamos para sacar conclusiones. Si nuestra definición de especie no es muy completa, como sucede en el caso de los fósiles, no vamos a entender claramente los procesos involucrados en su formación y desaparición (o extinción). Pero en cambio, si logramos que lo sea, nuestras conclusiones también lo serán.
¿CÓMO PUEDEN FORMARSE ESPECIES NUEVAS?
El estudioso ha encontrado varias maneras de explicarse la formación de especies nuevas. Dos de ellas en particular han sido consideradas como las más importantes y por ello las vamos a estudiar. Es cierto que además de éstas existen otras, pero, en realidad, son, en mayor o menor medida, una mezcla de las anteriores. La primera consiste en el aislamiento geográfico de poblaciones de una misma especie, que poco a poco se van separando entre sí, hasta desembocar en la formación de dos especies diferentes, y la segunda, en una separación reproductiva más o menos súbita entre individuos de una misma especie que con el tiempo formarán 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 archipiélago de las
Galápagos, frente a las costas de Ecuador, y deben su nombre a que Darwin las
estudió en el viaje que hizo por las costas de América del Sur. El archipiélago
está formado por varias islas que están separadas entre sí por distancias de
entre 5 y 400 km. Los pinzones de estas islas provienen de aquellos que vivían
en el continente. La colonización de las islas se efectuó a partir de unos cuantos
individuos que al llegar se encontraron en un ambiente un poco diferente del
que había en el continente: no era igual la comida, en general no existían los
enemigos naturales... Por tanto, los pinzones inmigrantes se enfrentaron a un
medio distinto al cual se adaptaron después de algunas generaciones. El carácter
que ha sido mejor estudiado es el de la alimentación. 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 más
fuertes y achatados (Figura 14). Esta característica es sólo una de las muchas
que se modificaron en los pinzones inmigrantes. Así pues, la adaptación a ambientes
distintos fue haciendo que las poblaciones de las islas fueran siendo cada vez
más diferentes entre sí, hasta que con el tiempo llegó 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 SEPARACIÓN A VECES ES OBLIGADA, NO ELEGIDA:
El segundo ejemplo que vamos a analizar se refiere al caso en el que la separación
entre las poblaciones se lleva a cabo no por una migración 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 América y Europa
durante los periodos de glaciación en el Pleistoceno,(esto es, hace entre 10
000 y 40 000 años). Durante estos periodos los casquetes polares aumentaron
su tamaño y la temperatura, en general, bajó muchísimo. En donde había cordilleras,
éstas estaban siempre cubiertas de nieve y hielo, lo que las convertía en barreras
infranqueables. De esta manera poblaciones de osos en Europa y de serpientes
de cascabel en América quedaron a cada uno de los lados. Después de un largo
periodo de aislamiento estas poblaciones se fueron adaptando a los distintos
medios que les tocó 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 más común 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 sí, lo que permite que se mantengan en su nueva forma.
Este fenómeno cristaliza entonces la separación de dos poblaciones y la formación
de dos especies nuevas.
AUNQUE TODAVÍA SEPARADAS, SE PARECEN
En algunos casos el proceso de especiación 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 (podría ser que un glacial que existía entre ellas se evaporase al aumentar nuevamente la temperatura después de una glaciación). En este caso las dos poblaciones pueden volverse a poner en contacto y, si todavía no son especies diferentes, los mecanismos que podrían impedir que los individuos de ambas se cruzaran y tuvieran hijos y nietos fértiles no habrán llegado a su culminación. Este fenómeno actuaría como aquel que se daría al poner en contacto agua de dos tanques, una teñida de rojo y otra al natural: al mezclarse nos produciría agua color de rosa, lo que provocaría que ya no tuviéramos dos aguas diferentes sino nada más una. Lo mismo ocurriría con poblaciones que se hubieran hecho un poco diferentes cuando la barrera los separaba; al quitarla y cruzarse de nuevo entre sí, se logra que haya no dos poblaciones distintas sino una sola, homogénea: el entrecruzamiento elimina las diferencias entre ellas.
Puede ocurrir también que aunque la barrera que separa a las poblaciones no
desaparezca, éstas no sean lo suficientemente diferentes como para ser consideradas
especies distintas. En este caso se dice que una especie es politípica y que
consiste de diferentes subespecies o razas geográficas. Un ejemplo de este fenómeno
lo constituye el caracol que vive en las aguas salobres de la costa este de
Cuba y que está formado por seis diferentes grupos (Figura 15). Las diferencias
en la forma y el tamaño de la concha así como en la coloración son muy nítidas
pero siempre que se ponen en contacto dos de las poblaciones se forman híbridos
perfectamente fértiles.
Figura 15. Variación geográfica del género de caracoles Cerion en
la península de Banes, Cuba
Un ejemplo de la existencia de subespecies que aún no han completado el proceso
de especiación 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 distribución de las subespecies de Parus major, el carbonero.
UN REPASO DE REPRODUCCIÓN SEXUAL.
La reproducción sexual es la unión de dos gametos de diferente sexo. El fenómeno celular que permite que esto se lleve a cabo se llama meiosis. En él la cantidad de material genético de un organismo se reduce a la mitad. Así, tenemos la mitad de la información de nuestra mamá y la otra mitad de nuestro papá. Durante la meiosis se elige uno de cada dos de nuestros cromosomas, ya sea el que heredamos de nuestro papá o de nuestra mamá. Esta elección se lleva a cabo porque los cromosomas que se parecen se juntan en la meiosis y al dividirse la célula uno se va a una célula hija y el otro a la otra (Figura 17). El misterio de la reproducción sexual depende entonces de la capacidad para poder unir dos células diferentes durante la fertilización y luego separar la información en partes que contengan la mitad de ella en la meiosis.
No siempre una célula tiene la misma cantidad de cromosomas. Algunas tienen
el doble del número normal. Por ejemplo, si una célula 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 fertilización tendrían 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 número total en este caso ya no sería dos, que es
el normal, o cuatro, que no hace estéril al individuo, sino tres.
Figura 17. La base celular de las leyes de Mendel ocurre durante la formación de los gametos (meiosis) en la que las alternativas de un carácter (a y A) se segregan y se unen al azar con alternativas de otro carácter (b y B).
¿Qué fenómeno estamos tratando de describir? Aquél en el que en una población, parte de los individuos tienen dos cromosomas y la otra tiene cuatro. Los hijos de la cruza entre ellos tendrían tres y no serían fértiles. Si en una población el número de cromosomas se duplica en algunos individuos, éstos quedan instantáneamente aislados de los demás y pueden entonces formar una especie diferente. Este mecanismo ha acompañado la formación de nuevas especies de plantas en aproximadamente una tercera parte de las existentes en la actualidad. Lo que lo distingue de un fenómeno de especiación asociado a una separación geográfica es que es muy rápido y que las barreras a la reproducción entre las especies ocurren sin separación física entre ellas. Ejemplos de este tipo de fenómeno 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 repetición de los cromosomas hace a las plantas más vigorosas. Por ejemplo, en la fresa, que puede llegarlos a tener varias veces repetidos, se ha visto que el tamaño de la planta, de la hoja y de la fruta es mayor cuanto más grande es su número. De esta manera es como se ha explicado el éxito que las plantas con cromosomas repetidos han tenido en la naturaleza.
Los modelos que hemos visto son los que los biólogos usan comúnmente para describir cómo es que se generan nuevas especies. El primero es un fenómeno gradual en el que la separación geográfica precede al aislamiento reproductivo. El segundo, en cambio, es súbito y en él, el aislamiento reproductivo es previo a la divergencia entre las poblaciones.
EL ASPECTO EXPLOSIVO DE LA ESPECIACIÓN
Según hemos descrito la especiación, el origen de nuevas especies se lleva a cabo por la acumulación continua de diferencias entre poblaciones que se adaptan a ambientes distintos, o a la aparición súbita de barreras a la cruza entre ellas. En ninguno de estos casos describimos cómo se pueden generar estructuras que revolucionen el patrón morfológico de una especie. ¿Cómo es, por ejemplo, que aparecen estructuras como la pluma de un ave, los pulmones de los vertebrados, o el aguijón en las abejas? Una vez que aparece un animal con plumas, la capacidad que tiene de usar nuevos recursos se amplía muchísimo. Este aspecto de la evolución ya lo hemos hecho notar en la primera parte. Vimos, por ejemplo, que había algunas características que una vez que aparecieron revolucionaron el curso del proceso evolutivo. Cuando las células aprendieron a trabajar juntas formando organismos con muchas de ellas, la división de funciones permitió que las diferentes actividades de un organismo fueran hechas por células especializadas para ello. La presencia de una placenta (que alimenta la sangre de los críos con la de la madre) en los vertebrados permitió que la manutención de una cría se hiciera en forma más efectiva dentro del cuerpo de la madre en donde sería más protegida.
Uno de los casos en los que la evolución ha sido explosiva ocurrió cuando se originaron las aves hace aproximadamente 136 millones de años. En muy poco casos tenemos fósiles que den testimonio de la evolución de formas novedosas, pero éste es uno de ellos. El fósil Archeopterix lithographica aun cuando posee características típicas 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 evolución depende directamente de la aparición de estructuras novedosas que mejoren la adaptación del organismo a un medio ambiente particular. Si consideramos, por ejemplo, el aguijón de las abejas, los pulmones de los vertebrados, o las espinas de los nopales, tendremos ejemplos de estructuras que en el pasado tenían una función diferente a la actual. El aguijón de las abejas era una estructura para poner los huevos que se modificó para la defensa. De la misma manera, la vejiga natatoria (estructura que usan ciertos peces para controlar la profundidad a la que nadan) se originó de la modificación de pulmones en peces primitivos. La vejiga natatoria, puede o no llenarse de aire, de tal suerte que funciona como un globo. Por último las espinas de los nopales son en realidad hojas que se transforman para solventar la sequía del medio ambiente. Otra vez en este caso una estructura que funcionaba para llevar a cabo la fotosíntesis, dando de comer a la planta, se modificó para evitar que la planta perdiese agua, además de servirle, por supuesto, como una defensa contra los animales que quieran comérsela.
La evolución de novedades como las que hemos visto es entonces un proceso oportunista que se aprovecha de las estructuras que pueden ser modificadas, cambiando su función y aumentando la adaptación del organismo a su medios.
LAS ESPECIES TAMBIÉN 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 aparición es un fenómeno importante, pero su extinción lo es casi tanto. Hay dos maneras como una especie puede desaparecer: debido a la presión que ejercen los organismos entre sí, una epidemia o un depredador muy voraz pueden ser ejemplos de este fenómeno, o a características del medio ambiente físico 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 mamíferos de Australia y de América del Sur.
A LOS HIJOS DE LOS DINOSAURIOS LES ENSEÑABAN QUE SÓLO HABÍA UN CONTINENTE
Poco sabemos acerca de la distribución de los mares y los continentes durante una gran parte de la historia de la Tierra. De los 4 000 millones de años que tiene nuestro sistema solar sólo de los últimos 250 millones tenemos evidencias de cómo era el aspecto general de nuestro planeta. En este último periodo los continentes sufrieron cambios muy grandes. Tan grandes que en las escuelas donde iban los hijos de los dinosaurios se enseñaba que sólo había un continente (Pangea). Este gran continente se dividió en dos hace aproximadamente 150 millones de años. Una de estas partes, Laurasia, estaba hacia el norte e incluía lo que ahora conocemos como América del Norte, Europa y Asia. El otro, Gondwana, al sur e incluía América del Sur, África, India, Australia y la Antártica. El movimiento de los continentes y su separación continuó durante los siguientes 100 millones de años hasta que, hace aproximadamente 65 millones, su distribución fue tan familiar como lo es en la actualidad (Figura 3). Para ese entonces fue cuando se extinguieron los últimos dinosaurios, y los textos con los que estudiaban tuvieron que ser modificados ya que al principio sólo había un continente y al final ya había varios.
Los animales no han sido ajenos a estos cambios, por supuesto. De hecho la aparición y desaparición de especies puede estar en muchos casos relacionada con los cambios en la geografía de nuestro planeta. Uno de ellos ocurrió cuando América del Norte y América del Sur se unieron por un puente.
Como es lógico suponer, dado que la mayor parte del tiempo América del Sur y América del Norte estuvieron separadas, los animales de ambas zonas eran muy diferentes entre sí. Por su origen nórdico los animales de América del Norte se parecían a los de Europa mientras que los de América del Sur lo hacían más a los de África y Australia. Por otro lado, los mamíferos que son recientes en la Tierra se diversificaron exactamente durante la época en la que los continentes se separaron. Es por ello que hace aproximadamente 10 millones de años los mamíferos que había en América del Norte y América del Sur eran muy diferentes (Figura 18). Parientes de los canguros, los armadillos, los camellos, los caballos y los osos dominaban los ambientes de América del Sur. En América del Norte, en cambio, predominaban otros mamíferos mejor conocidos por nosotros. Hace unos tres millones de años la comunicación entre una y otra América se estableció con un puente que ahora conocemos como Centroamérica. Grupos de mamíferos de América del Norte, como cochinos salvajes y tapires, migraron hacia América del Sur y desplazaron a los mamíferos típicos de esas tierras, especialmente a los parientes de los armadillos. La competencia y la lucha por la existencia extinguió algunos de los mamíferos sureños a los cuales ya sólo los podemos ver por medio de reconstrucciones.
El proceso que he descrito aquí para un pequeño grupo de mamíferos se ha propuesto como la causa de la extinción de otras especies también. 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 más común. Sea como sea uno de estos fenómenos eliminó de la Tierra a los dinosaurios y junto con ellos una gran cantidad de otros animales.
Hace 250 millones de años aparecieron los primeros grandes reptiles (que incluyen
a los dinosaurios). Estos animales llegaron a ser muy diversos. Había en el
mar (mesosaurios), en el aire (pterosaurios) y en la tierra (estegosaurios).
Figura 18. Reconstrucción de algunos integrantes de la fauna
de los últimos 60 millones de años.
Había especies que comían plantas (brontosaurios) y también las que comían otros animales (tiranosaurios). Entonces no había ni elefantes, ni leones.
El carácter explosivo de la evolución se expresó una vez más, ya que llegó a haber una gran cantidad de especies de dinosaurios. Hace aproximadamente 65 millones de años se extinguieron las últimas especies de este grupo que colonizó la mayoría 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 Chichén-Itzá, 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. Quizá lo que explica mejor el caso de los mamíferos de América del Sur sea que la extinción de los dinosaurios coincidió 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 éstas no son muy válidas en la medida en la que no ayudan a entender el por qué otros grupos se extinguieron al mismo tiempo. Recientemente se han propuesto otras más convincentes para tratar de explicarlo.
Muy pocos lugares de la Tierra exponen rocas que se hayan formado en la época de los dinosaurios. Pero los paleontólogos y los geólogos tienen que buscar precisamente éstos para entender cuáles eran las condiciones de la Tierra entonces. Uno de estos lugares está cerca del pueblo de Gubbio, en Italia. Allí las encontraron y se dieron cuenta que estas rocas no eran comunes. En ellas había una gran cantidad de fósiles de la época en la que vivieron los dinosaurios, y, como era de suponerse en la capa superior, mas reciente, ya no había ninguno de ellos.
Este hecho es común, sólo demuestra una vez más que hubo una gran cantidad de extinciones cuando los dinosaurios desaparecieron. Pero, curiosamente, entre estas dos capas había otra formada no de caliza sino de arcilla, no color crema sino roja y que además contenía 30 veces más iridio que cualquier roca terrestre, excepto las que se encuentran en el centro de la Tierra. Esta capa era bastante ancha, lo que quería decir que una gran cantidad de este material se había depositado entre la presencia y la ausencia de nuestros amigos los dinosaurios. ¿De dónde vino pues todo este iridio? Además 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 conclusión a la que se ha llegado es que el iridio proviene de los restos del impacto de un objeto extraterrestre en la Tierra.
Pero, ¿qué tan comunes son estos impactos? Ninguno de nosotros recuerda la caída de un meteorito durante su vida, y en la historia de la civilización hay muy pocos casos en los que este tipo de evento se haya registrado. Uno de ellos ocurrió en Siberia en 1908. En esa ocasión se registró una explosión de 12 megatones (240 veces la magnitud de la bomba lanzada en la ciudad de Hiroshima en 1945). Según esto, pareciera que estos fenómenos son muy raros, pero debemos recordar que la vida en la Tierra es muy antigua, tan antigua que la especie humana ocupa, un brevísimo periodo dentro de ella. Mas en este periodo de tiempo tan largo, tan largo, el número 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 cráteres que hay en la Tierra deben su existencia a colisiones de objetos como los meteoritos.
¿CUÁLES SON LOS EFECTOS DE UNA COLISIÓN?
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 más probable es que desaparecieran, pero este hecho no explicaría dos aspectos más: el primero es que no todas las especies se han extinguido y el segundo es que una colisión en una parte de la Tierra no extinguiría a las que viven en otras partes. Como sabemos que los dinosaurios desaparecieron de todo el planeta, debemos buscar un fenómeno que afecte a toda la Tierra y que además no extinga completamente la vida. Hace unos años se propuso una teoría en la que se planteaba que el impacto de un objeto extraterrestre de gran tamaño había producido una nube de polvo de tal magnitud que la Tierra se oscureció (bajando la temperatura promedio varios grados) por un largo tiempo. Sin luz las plantas no podrían llevar a cabo la fotosíntesis y sin ellas los animales morirían. Entre ellos, los dinosaurios serían de los más afectados. Se agrega a veces otro ingrediente a esta teoría: se propone que varios impactos (como si hubiera habido una lluvia de meteoritos) causaron un efecto que, aunque global, no extinguió la vida sobre la Tierra.
NOS VEMOS EN 15 MILLONES DE AÑOS
Las extinciones han sido eventos muy comunes durante la historia de la vida en la Tierra. Aquélla en la que estuvieron involucrados los dinosaurios es sólo una de ellas, y ni siquiera la más catastrófica. Los paleontólogos se han preguntado si hay algún evento que sea común a todas ellas y de este análisis ha resultado que aproximadamente cada 26 millones de años ha ocurrido una gran extinción. Esta teoría propone que un evento que afecta a los habitantes de la Tierra ocurre aproximadamente cada 26 millones de años y que de alguna manera produce una lluvia de meteoritos que a su vez provoca la extinción de una gran cantidad de especies. La hipótesis predice que un planeta o cometa cuya órbita alrededor del Sol dura 26 millones de años está causando este fenómeno. Asimismo se propone que a su paso por una nube de cometas situada más allá de Neptuno los desvía de su curso normal y hace que se dirijan a otros lugares, entre ellos la Tierra. Así se explicaría que hubiera eventos regulares de extinción cada 26 millones de años. Por cierto, como la última gran extinción ocurrió hace 11 millones de años, en aproximadamente 15 millones más ¡nuestros descendientes van a tener algunos problemas para sobrevivir!
