El extraño caso del cromosoma 2 humano

Uno de los más apasionantes temas científicos es sin duda alguna cómo fueron evolucionando a lo largo de los tiempos los primates y cómo algunos de ellos llegaron a la postre a convertirse en humanos. Y dentro de esta compleja evolución, el cromosoma 2 de los sapiens ha jugado un interesante y sorprendente papel.

Origen y evolución de los insectos sociales. Avispas

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Una enorme colmena de abejas, con su reina poniendo huevos e innumerables obreras trabajando sin descanso recolectando néctar y alimentando a las larvas, capaces de morir por defender a la colonia. Un hormiguero, hasta los topes de hormigas, con una única monarca y miles de miembros pertenecientes a las más diversas castas: recolectoras, soldados o matronas. Un avispero, con su gran reina y sus múltiples obreras, una organización terrorífica capaz de acribillarte si les molestas. Los insectos sociales, con su casta de serviciales obreras: trabajadoras, sacrificadas, estériles… son un quebradero de cabeza para la biología evolutiva, un reto para los entomólogos y una de las maravillas del mundo natural. En esta entrada nos adentraremos en su mundo, indagaremos sus orígenes y veremos que tiene que decir la biología evolutiva al respecto.

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Existen muchos grupos de insectos sociales, entre los más famosos encontramos a las avispas, a las abejas y a las hormigas, todas ellas miembros de los himenópteros, aquellos insectos pertenecientes al orden Hymenoptera, un nombre que deriva de los términos griegos «hymen» que significa ‘membrana’  y «ptera»  que significa ‘alas’; por lo que cuando hablamos de himenópteros hablamos de ‘alas membranosas’. Estos insectos engloban aproximadamente unas 140.000 especies conocidas, alrededor del 10% de toda la biodiversidad planetaria, “un güevo” como dirían algunos. Sin embargo, de todas ellas solo un pequeño porcentaje son insectos sociales, aunque lamento no disponer de las cifras.

Y de todos los insectos sociales, esta entrada está centrada en las avispas. Se intentará vislumbrar como pudieron originarse esas famosas comunidades de insectos, formadas por miles de obreras estériles y una única reina, a partir de ancestros solitarios cuya vida se desenvuelve de forma autónoma. Dado que el comportamiento raramente fosiliza y el estudio genético del comportamiento es una ciencia todavía joven, nos centraremos en los casos transicionales que pueden observarse directamente en la naturaleza.

Tradicionalmente los insectos sociales han sido un reto para la biología evolutiva, sobre todo cuando los estudiosos del asunto dieron cuenta de que eso de ayudar «por bien de la especie» era una pendejada, algo no permitido por la selección natural.  De hecho, aplicando bien la selección natural surgía una paradoja: ¿cómo pueden evolucionar seres altruistas si el egoísmo es una estrategia evolutiva mucho más exitosa? Esta y otras preguntas es lo que veremos en esta entrada. Aunque también me veo obligado a dar un par de apuntes previos… Es una entrada extensa, por ello recomiendo una buena taza de té, un café bien calentito o un sabroso cola cao para leerla en paz y con detenimiento.

Una alternativa es leerla poco a poco cada día, por tal razón ha sido subdividida en once capítulos: los capítulos del I al IV son una introducción y una visión de los modelos que proponen los biólogos para explicar cómo pudo haberse originado una sociedad insectil; los capítulos del V al X son historia natural, un relato de cómo pudieron ir apareciendo sociedades cada vez más complejas, usando para ello ejemplos reales presentes en el mundo natural; podría considerarse un recopilatorio de útiles estrategias de vida que son al mismo tiempo una base para desarrollar estrategias más complejas. El último capítulo engloba unas breves conclusiones… Espero que disfrutéis con la lectura.

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Nido de avispones (Vespa crabro Linnaeus, 1758), una avispa social presente en Europa y Asia, también es posible de encontrar en la Península Ibérica. Es un bicho grande, lo suficiente como para que morder a sus depredadores sea tan intimidatorio o más que picar. Crédito: Anallergo

Especiación en ranas (6): Las fronteras de una especie

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Y Dios dijo: Hágase la luz

Y desde los confines del Universo la luz respondió:

Pues espera sentado que tengo puesto el límite de velocidad

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Carl von Linneo (1707 – 1778) en su época fue reconocido como un gran naturalista. Hoy es famoso por su legado: el sistema de nomenclatura que es utilizado de forma sistemática para dar nombre a toda cosa viviente que habite este planeta con canas. Bien, esta es una entrada dedicada a los batracios, luego… ¿para qué nombrar al gran Linneo? Básicamente, es que ya el propio Linneo consideró a nuestros anfibios protagonistas de hoy como especies distintas. Hoy se siguen considerando como tales, pero con una salvedad: son especies distintas que se separaron en tiempos tan recientes que podrían considerarse otro ejemplo útil para ilustrar el proceso conocido como evolución. Hablamos de los sapillos de vientre de fuego.

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Izquierda, sapillo vientre de fuego, Bombina bombina (Linnaeus, 1761), créd.: Wikipedia. Derecha, sapillo de vientre amarillo, Bombina variegata (Linnaeus, 1758), créd.: Wikipedia.

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Vale, esta serie se llama “especiación en ranas” y nuestros animales de hoy no son exactamente ranas… pero por esta vez hagamos la vista gorda, después de todo estos bichos son anfibios anuros como las ranas; podría haber sido peor, si hubiera caído en la tentación habría colado a las salamandras, entonces taxonómicamente hablando si que me hubiera merecido un buen rapapolvos… Nuestros “protas” son dos especies de batracios muy extendidos en la Vieja Europa, pero no los encontraremos en nuestra querida Península Ibérica. Presentemos al sapillo vientre de fuego, Bombina bombina (Linnaeus, 1761) y al sapillo de vientre amarillo, Bombina variegata (Linnaeus, 1758).

Érase una vez (3) las Aves (VI). Registro fósil, destino: el Cretácico de los ornituromorfos

Nuestro objetivo en la serie “Érase una vez…” es escudriñar el origen de un grupo de animales concreto, para ello nos valemos de todas las herramientas disponibles por la Biología Evolutiva (anatomía comparada, genética, taxonomía…) y por la Paleontología, de modo que el uso del registro fósil, hoy mucho más completo que hace siglo y medio, se convierte en algo inevitable. Y con el registro fósil nuestro objetivo será ilustrar no solo el origen, sino también el sendero evolutivo de las aves. Por ello acá veremos aquellos ancestros de nuestras aves modernas que volaron en los cielos cretácicos: esas antiguas aves llamadas ornituromorfos.

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Este tercer capítulo de “Érase una vez…”, dedicado en exclusiva al mundo de los bichos emplumados, se está convirtiendo por sí solo en una miniserie; que recomiendo seguir desde sus inicios ya que todos sus episodios siguen un hilo conductor. En el primer episodio presentamos a los bichos con plumas, en el segundo episodio vimos los órganos vestigiales que aparecen en este grupo animal, en el tercer episodio escuchamos lo que dicen los genes acerca de las aves, en el cuarto episodio conocimos los relojes moleculares y aves monstruosas, para ya en el quinto episodio analizar fósiles transicionales y especies actuales para estudiar el origen y evolución de algunos grupos modernos de aves. En este sexto episodio, sin embargo, conoceremos las aves fósiles que nos permiten seguir el sendero evolutivo de las aves como grupo, conozcamos al linaje desde el cual evolucionaron las neornites, veamos a las Icthyornithes y a las Hesperornithes, así como sus lejanos antepasados conocidos por el extraño nombre de ornituromorfos.

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Evolución en Euglena & company: de la depredación a la fotosíntesis.

Euglena viridis. Crédito: microagua (Flickr)

Un microbio típico de muchos libros de biología es Euglena. A veces es llamada alga porque en presencia de sales inorgánicas y una fuente de luz, es capaz de realizar la fotosíntesis como cualquier planta o alga verde. A veces es llamada protozoo, porque con materia orgánica y en oscuridad puede nutrirse como hacen los hongos y los animales sencillos. Es una entidad formada por una única célula, de color verde gracias a que tiene útiles cloroplastos de brillante color. Sin embargo, sus ancestros cercanos son fieros depredadores, sin cloroplastos e incapaces de realizar la fotosíntesis. Entonces… ¿Cómo Euglena se convirtió en lo qué es? A esta y otras cuestiones responderemos en esta entrada.

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Los Euglenida, a los que también podemos llamar euglénidos, son un enorme grupo de microorganismos formados por una única célula que actualmente cuentan con más de mil especies descritas. Son habitantes de los diminutos espacios que quedan entre los granos de arena u otros sedimentos de los fondos de mares, ríos y lagos; aunque hay otros que prefieren vivir nadando en la columna de agua.

El nombre de euglénidos deriva de los términos griegos «Eu, verdadero» y «glēnē, ojo». Es un nombre extraño, concedido por el naturalista, zoólogo, botánico, anatomista, geólogo y microscopista alemán Christian Gottfried Ehrenberg (1795 –1876). Prolífico como pocos, seguramente se sentiría atraído por la mancha ocular que poseen estos organismos y por ello, la criatura que conocemos como Euglena recibía en 1830 su nombre, «ojo verdadero», por vez primera. Luego, dicho nombre sería extendido para denominar a todos sus parientes.

¿Microevolución, macroevolución o simplemente evolución?

Se suele entender como microevolución a la variación de las poblaciones que normalmente no produce especiación y que se deben a cambios en las frecuencias alélicas, originados por mutaciones con pequeños efectos fenotípicos, los cuales se van acumulando con el tiempo por selección natural o deriva genética. Por el contrario, el término macroevolución se reserva a cambios a mayor escala, que producen especies diferentes o incluso nuevos taxones de orden superior (familias, órdenes o incluso filos).

Sin embargo, tal división en dos «tipos» de evolución no es algo que deba aceptarse tan alegremente, puesto que conlleva importantes consecuencias. De hecho, existe un gran debate dentro de la biología evolutiva sobre la conveniencia de diferenciar dos procesos evolutivos como estos, asumiendo de algún modo que obedecen a mecanismos diferentes y producen efectos también diferenciados.

¿Existe la macroevolución?

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Entendemos por microevolución al conjunto de  las pequeñas alteraciones que se dan en una población y que se deben, fundamentalmente, a cambios en sus frecuencias alélicas. Por el contrario, la macroevolución se refiere al cambio mucho más patente que origina especies y taxones superiores, como géneros y familias. Según ciertos fundamentalistas religiosos, la segunda de ellas es una mera invención.

Sin embargo, micro y macroevolución no son conceptos que se empleen frecuentemente en biología evolutiva, dado que la mayor parte de especialistas opinan que los procesos que producen la diferenciación de una población no se distinguen cualitativamente de aquellos que acaban produciendo especies (mejor dicho, serían los mismos). De esta forma, la macroevolución no sería más que una microevolución continuada y las grandes diferencias entre taxones de alto rango el resultado de infinitud de pequeños cambios acumulados a lo largo de largos períodos de tiempo. Por el contrario,  algunos especialistas piensan que los mecanismos que rigen una y otra no tienen porqué ser similares y ofrecen explicaciones alternativas a la selección gradual, como la simbiogénesis o las formulaciones más duras del equilibrio puntuado.

Esta discusión, científicamente legítima y enriquecedora, es prostituida por creacionistas y otros fanáticos para reconocer la existencia de una microevolución como hecho probado -algo que no molesta a sus creencias-, mientras niegan la existencia de macroevolución bajo el pretexto de que no existe ninguna prueba de que este fenómeno ocurra realmente, consistiendo únicamente en elucubraciones de los «evolucionistas» que la defienden.

Huerto Evolutivo (5): El algodón no engaña

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Encontrábase en un escritorio de secuoya roja, sentado holgadamente sobre un sillón de piel de chinchilla, Kent Hovind contando cheques. Se sentía animado, después de todo inventariar tales láminas de pasta de celulosa era una buena manera de despejar la mente tras horas sumando billetes. Sin embargo, los diabólicos azares del destino quisieron que en un descuido se cortara el dedo índice en tal empresa, inmediatamente lo llevó a la boca y tomando su llave de oro abrió el botiquín de rodio.

Y allí halló ese satánico invento de la cruel y malvada industria farmacéutica llamado Betadine©, que empleó para evitar las infecciones debidas a los microbios, esos seres descubiertos por esa demoníaca y deleznable actividad llamada ciencia. Para llevar a cabo con bravura tal heroica hazaña, utilizó ese producto tan común en todo dispensario llamado algodón. ¡Cago en YHWH!- gritó entonces cuando aquel producto químico, aquella tintura de yodo, manchó su camisa 100% algodón recuerdo de aquel viajecito a Las Bahamas… Y con razón se quejó ¡Era de algodón del bueno! ¡Y costaba el sueldo de cinco feligreses!

Porque el algodón es muy útil y preciado. No solo por esta honrada gente, sino por todo el mundo. El algodón no parece distinguir de nacionalidades, credos o culturas. Actualmente es empleado para confeccionar todo tipo de prendas de vestir, de sus semillas se extrae un preciado aceite, es útil en la fabricación de cosméticos e incluso es una fuente de celulosa utilizada incluso para fabricar billetes. Dólares y Euros. Sin distinción. Pero el algodón también es hijo de la biología. Una pálida pelusilla de ese impío fenómeno llamado evolución.

El Huerto Evolutivo (4): Del teocinte / teosinte al maíz. La evolución es la repanocha.

Impactados por un afluente de escenas de la inmensa pantalla del Séptimo Arte, rodeados por la envolvente tensión del sonido Dolby Surround; se nos presenta Charlton Heston embutido en una túnica con un par de tablas de piedra sobre las manos, gritando a los cuatro vientos quien sabe qué mientras que al otro lado de la pantalla el público se atiborra de palomitas de maíz. Tal vez en otros momentos, muchos de ellos pensarán que la evolución es un cuento mientras que lo que ven en pantalla es un hecho histórico irrefutable e impepinable… Y aún así seguirán comiendo palomitas. Y copos de maíz con el desayuno. Y tortitas. Y huevos fritos, porque a las gallinas les gusta mucho el panizo.

La cuestión, es que muy alegremente están devorando otro producto de ese evento inmisericorde llamado evolución. En esta nueva entrada de la serie El Huerto Evolutivo (si no has seguido la serie desde el principio, es recomendable que lo hagas, para estar al día con los conceptos manejados), nos introduciremos en la evolución del maíz y echaremos un vistazo a los tejemanejes genéticos que lo han convertido en lo que es hoy.

Millones y millones de especies (1)

En biología, al igual que en todas las áreas del saber, las definiciones son importantes. Un término ha de tener una definición concisa y ser universal, ha de englobar a todos los casos existentes. Sin embargo la biología es la ciencia de las excepciones, no por la disciplina en sí misma sino por el campo que estudia. La vida es tan diversa que cualquier definición en la que pensemos presenta su excepción. Es por ello por lo que es tan difícil definir especie, una definición que debe de ser válida para todos los reinos: bacterias (eubacterias y arqueas), protistas, hongos, plantas y animales.

La definición más común, la más empleada, y posiblemente la más antigua (ya que incluso se cita algo similar en la Biblia) es aquella que dice que una especie está formada por individuos que pueden reproducirse entre sí y dar lugar a individuos que son fértiles. Esta es una definición difícil de aplicar para bacterias y algunas plantas, pero ese es otro tema que dará lugar a otro artículo en su momento. Pese a las limitaciones de esta definición ha sido muy empleada ya que es muy práctica, es fácilmente aplicable a los animales que nos rodean y ha permitido el desarrollo de la taxonomía desde los tiempos de Linneo. Desde entonces hasta ahora miles de naturalistas de todo el mundo se han dedicado a recorrer el planeta estudiando y catalogando toda la biodiversidad presente en nuestra biosfera.