Evoluci¨®n a lo grande: c¨®mo la ¡®bestia del trueno¡¯ pas¨® de pesar 20 kilos a cinco toneladas hace 50 millones de a?os

Los animales extintos nos fascinan. Los animales extintos gigantes, adem¨¢s, nos sobrecogen. Hay f¨®siles de animales peque?os que son m¨¢gicos, preciosos, perfe...

Los animales extintos nos fascinan. Los animales extintos gigantes, adem¨¢s, nos sobrecogen. Hay f¨®siles de animales peque?os que son m¨¢gicos, preciosos, perfectamente conservados y fundamentales para nuestro conocimiento de la evoluci¨®n de la vida en la Tierra. Pero cuando con seis a?os ves por primera vez en tu vida un esqueleto de diplodocus, parte de tu mundo se desmonta. Aunque no entiendes muy bien c¨®mo, de pronto eres muy consciente de que ese bicho tan gigantesco existi¨®. Lo inimaginable se vuelve real porque, si estiras un poco la mano, puedes tocar sus huesos.

Los gigantescos animales extintos, como mamuts o grandes dinosaurios, hacen volar de golpe nuestra imaginaci¨®n hacia mundos prehist¨®ricos casi fant¨¢sticos. La fascinaci¨®n por estas bestias primigenias es universal y embelesa a no iniciados y a especialistas por igual. Por tanto, no es de extra?ar que muchos paleont¨®logos hayan intentado comprender c¨®mo algunos grupos de animales evolucionan hasta ser tan grandes.

El asunto tiene su miga, porque no siempre ha habido animales gigantes. Pensemos en los ecosistemas justo despu¨¦s de la extinci¨®n de finales del Cret¨¢cico, hace 66 millones de a?os, cuando un asteroide acab¨® con los dinosaurios no avianos. Los animales terrestres m¨¢s grandes que sobrevivieron a aquel evento raramente llegaban a los 10 kilos. Unos 15 millones de a?os despu¨¦s ya hab¨ªa mam¨ªferos de varias toneladas pululando por ah¨ª. ?C¨®mo ocurri¨®?

Los paleont¨®logos llev¨¢bamos casi 200 a?os d¨¢ndole vueltas a la pregunta, sin que a¨²n tuvi¨¦ramos una conclusi¨®n clara. As¨ª que hace unos a?os nos pusimos a trabajar para ver si ¨¦ramos capaces de dar con una respuesta. Para nuestro estudio, cuyos resultados publica hoy la revista Science, nos centramos en los brontoterios, unos primos lejanos de los tapires y los rinocerontes, que habitaron el planeta durante el Eoceno, hace entre 56 y 34 millones de a?os. El nombre brontoterio significa ¡°bestia del trueno¡±, y algunos de las especies m¨¢s ic¨®nicas contaban con imponentes cuernos planos y bifurcados encima de la nariz.

Las primeras especies de brontoterios pesaban unos 20 kilos y las ¨²ltimas llegaron a pesar cinco toneladas (como un elefante actual). Por esta raz¨®n son muy interesantes para aprender sobre la evoluci¨®n del tama?o corporal en mam¨ªferos. Utilizando modelos matem¨¢ticos que simulan procesos evolutivos y los datos m¨¢s precisos disponibles, comparamos las diferentes teor¨ªas que se han desarrollado en los dos ¨²ltimos siglos para explicar la evoluci¨®n de estos titanes. Este ha sido un viaje a trav¨¦s de la historia de la teor¨ªa evolutiva, las diferentes percepciones que hemos tenido sobre la naturaleza que nos rodea y, en definitiva, sobre el origen de la biodiversidad.

Algunos naturalistas de finales del siglo XIX, los llamados neo-lamarckistas, cre¨ªan que los linajes de animales estaban predestinados a cambiar hacia formas cada vez m¨¢s especializadas en sus ecolog¨ªas, m¨¢s grandes y, en general, m¨¢s bizarras (por ejemplo, desarrollando cuernos de todo tipo y extra?as protuberancias craneales). Esta tendencia no respond¨ªa a adaptaciones al medio, pues ignoraba a Darwin y a sus ideas adaptacionistas, que ya se hab¨ªan publicado. M¨¢s bien cre¨ªan que los linajes ten¨ªan sus historias evolutivas preprogramadas desde el principio, como en una especie de manual de montaje. Sus ideas ven¨ªan influenciadas por Jean-Baptiste Lamarck, naturalista franc¨¦s que pensaba que la evoluci¨®n segu¨ªa una escalera inevitable hacia la complejidad. Los neo-lamarckistas, por ejemplo, consideraban que los diferentes linajes de mam¨ªferos (brontoterios, caballos, elefantes, etc.) estaban llamados a repetir una senda evolutiva similar. Solo as¨ª pod¨ªan explicar esas tendencias tan claras que ve¨ªan en el registro f¨®sil una y otra vez. Los mecanismos propuestos por Darwin (el ¨¦xito del m¨¢s apto en la eterna lucha por la supervivencia) eran demasiado ca¨®ticos para explicar sendas evolutivas tan lineales: de peque?o y poco especializado a grande y especializado.

Darwin no pod¨ªa explicar la gigantizaci¨®n

A principios del siglo XX, y en gran medida gracias al desarrollo de la gen¨¦tica, las ideas darwinistas terminaron por imponerse. Pero los f¨®siles, tozudos, mostraban que realmente muchos grupos de animales parec¨ªan emerger en formas peque?as y aumentar su tama?o con el tiempo. Para encajarlas en los postulados darwinistas, las viejas ideas neo-lamarckistas tuvieron que reciclarse y explicarse en nuevos t¨¦rminos: ser m¨¢s grande debe ser m¨¢s ventajoso, y los individuos grandes ser m¨¢s aptos, as¨ª que la selecci¨®n natural, operando minuciosamente a lo largo de millones de a?os, terminar¨¢ produciendo tendencias claras hacia tama?os cada vez m¨¢s grandes. Como esto era un refrito de las ideas de Edward D. Cope, uno de los paleont¨®logos neo-lamarckistas m¨¢s influyentes, esta ley evolutiva se termin¨® llamando la regla de Cope.

Para comprar esta idea, uno tiene que aceptar que, efectivamente, ser m¨¢s grande es siempre m¨¢s ventajoso, en grupos muy diferentes y a lo largo de millones de a?os. Solo en un mundo muy predecible se podr¨ªa concebir que la acci¨®n de selecci¨®n natural, que opera a nivel de organismo (¨¦ste es apto y dejar¨¢ m¨¢s descendencia; este otro, sin embargo, no sigue con nosotros), pueda extrapolarse a tendencias evolutivas que permanecen inalteradas a lo largo de decenas de millones de a?os. Sin embargo, las innumerables condiciones clim¨¢ticas y ecol¨®gicas acontecidas durante periodos temporales tan largos rara vez son tan estables y homog¨¦neas.

De hecho, la idea neo-lamarckista de la predecibilidad en evoluci¨®n (y, por tanto, la noci¨®n de la extrapolaci¨®n) empez¨® a quedar finalmente descartada a partir de los a?os 1970, cuando se desarrollan una serie de nuevas teor¨ªas que ayudan a hacer m¨¢s compatibles los preceptos darwinistas con los datos del registro f¨®sil. La selecci¨®n natural sigue siendo el principal motor evolutivo, pero con algunos retoques. En el caso de la regla de Cope (recordemos, una tendencia general hacia tama?os m¨¢s grandes) se podr¨ªa explicar de la siguiente manera: la selecci¨®n natural opera en respuesta a las condiciones inmediatas, aqu¨ª y ahora.

Por tanto, el cambio de tama?o en las poblaciones de animales se dar¨¢ en respuesta a unas circunstancias muy concretas. Cuando aparece una nueva especie, ¨¦sta puede ser m¨¢s grande o m¨¢s peque?a que su ancestro dependiendo de dichas condiciones. Este paso parece f¨¢cil de aceptar, pero acabamos de eliminar la capacidad de extrapolar. Ser grande ya no es siempre ser m¨¢s apto, sino que depende de las circunstancias adyacentes. Y si las especies descendientes pueden ser m¨¢s grandes o m¨¢s peque?as, nunca veremos una tendencia clara a aumentar de tama?o por muchos millones de a?os que pasen. Si la selecci¨®n natural no marca la direcci¨®n a seguir, ?c¨®mo se explican las tendencias que vemos a veces en el registro f¨®sil, por ejemplo, hacia tallas m¨¢s grandes?

En los a?os 1970 se desarrollan teor¨ªas que hacen compatibles los preceptos darwinistas con el registro f¨®sil. La selecci¨®n natural sigue siendo el principal motor evolutivo, aunque con retoques

Para entender mejor esta disyuntiva, supongamos que, en lugar de un ¨¢rbol evolutivo, tenemos un bons¨¢i y queremos que crezca solo en una direcci¨®n (hacia tama?os mayores). Tenemos dos opciones. La primera es forzar poco a poco todas las ramas del arbolito para que vayan en esa direcci¨®n, utilizando, por ejemplo, gu¨ªas y alambres. Esta opci¨®n reflejar¨ªa la regla de Cope que propusieron los neo-lamarckistas, ya que todas las ramas tender¨¢n a ir en la direcci¨®n preferente (hacia un mayor tama?o). Las nuevas ramificaciones emergen m¨¢s orientadas hacia la direcci¨®n deseada que la rama que les da lugar. Es decir, los descendientes son siempre m¨¢s grandes que los ancestros. Los paleont¨®logos de los a?os 70, sin embargo, plantean una segunda opci¨®n: el bons¨¢i se ramifica libremente en todas las direcciones. Las nuevas ramas pueden aparecer m¨¢s a la derecha o m¨¢s a la izquierda que la rama de la que derivan. ?C¨®mo conseguimos que el bons¨¢i crezca hacia un lado solamente? Pues utilizando unas tijeras de podar que recortan las ramas solo por un lado, permitiendo la proliferaci¨®n de ramas solo en la direcci¨®n deseada.

En el contexto de la evoluci¨®n del tama?o, estas tijeras de podar representan una extinci¨®n que sobre todo se cebar¨¢ con los linajes m¨¢s peque?os, dejando solo proliferar a los linajes m¨¢s grandes. La tendencia no viene dada por cambios paulatinos unidireccionales derivados de la selecci¨®n natural de los organismos, sino por un proceso que selecciona y poda ramas enteras. La ramificaci¨®n y las tijeras son dos procesos diferentes. Ambos generan cambio, pero a diferentes escalas, ya que las tijeras son mucho m¨¢s efectivas. Esta nueva perspectiva nos pinta un mundo mucho menos predecible, ya que las tijeras representan la extinci¨®n producida por factores impredecibles: cambios ambientales, eventos catacl¨ªsmicos, competencia con nuevos grupos de animales, etc. Bajo esta perspectiva es dif¨ªcil predecir la forma que tendr¨¢ el bonsai porque a priori no sabemos por d¨®nde van a recortar las tijeras. En resumen, nuestras teor¨ªas sobre la evoluci¨®n han ido cambiando desde aquellas que propon¨ªan un orden evolutivo preestablecido (que en parte recuerdan a la idea de un plan divino, como defend¨ªa la teolog¨ªa natural), hacia nociones m¨¢s impredecibles, m¨¢s ca¨®ticas, donde el azar va tomando cada vez m¨¢s control.

Los brontoterios y las tijeras de la evoluci¨®n

Bien, volvamos a los brontoterios. ?Cual de todas estas teor¨ªas encaja mejor con la evoluci¨®n de estos titanes del Eoceno? Nuestros an¨¢lisis, publicados ahora en Science, descartan que los linajes de brontoterios siempre aumentaran de tama?o, como predice la regla de Cope. En cambio, sugieren que el modelo del bonsai y las tijeras de podar encaja mejor con los datos. Es decir, las nuevas especies no eran sistem¨¢ticamente mayores que sus ancestros. Pero una vez que las nuevas especies se asentaban, aquellas de menor tama?o ten¨ªan mayor riesgo de extinci¨®n. ?Por qu¨¦? Porque las comunidades ecol¨®gicas de herb¨ªvoros en aquella era estaban plagadas de especies de tama?os medianos y peque?os, de modo que los nichos ecol¨®gicos t¨ªpicos de tallas moderadas estaban m¨¢s saturados y las especies de brontoterios m¨¢s peque?as ten¨ªan m¨¢s competidores.

En otras palabras, las tijeras de podar se afanaban m¨¢s con las ramas de brontoterios m¨¢s peque?os. Cuando aparec¨ªan especies m¨¢s grandes, ¨¦stas escapaban de esta competencia, sobreviv¨ªan m¨¢s tiempo y pod¨ªan as¨ª producir otras especies. De esta forma las especies de brontoterios m¨¢s grandes eran cada vez m¨¢s abundantes que las peque?as, produciendo el patr¨®n que observamos en el registro f¨®sil.

Como las tijeras de podar representan factores dif¨ªciles de predecir, lo que este tipo de hallazgo nos ense?a es que los brontoterios no estaban predestinados a aumentar su tama?o. Fueron la contingencia y el azar los que proyectaron su evoluci¨®n hacia tama?os gigantescos. Si pudi¨¦ramos rebobinar la evoluci¨®n de nuevo a hace 66 millones de a?os y volvi¨¦ramos a darle al play, muy probablemente los brontoterios no repetir¨ªan la misma senda. Nuestro descubrimiento nos dibuja una evoluci¨®n menos predecible y, por tanto, irrepetible.

Oscar Sanisidro Morant es paleont¨®logo de la Universidad de Alcal¨¢ e ilustrador cient¨ªfico, y el autor principal del estudio citado.

Juan L¨®pez Cantalapiedra es paleont¨®logo e investigador en la Universidad de Alcal¨¢.

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