La otra evoluci¨®n de las especies

Debemos a Darwin la noci¨®n de una evoluci¨®n basada en la lucha y el ego¨ªsmo, en la ¡°naturaleza roja en diente y garra¡± que cristaliz¨® en el perdurable verso de Tennyson; y desde los diab¨¦ticos de la isla de Nauru en la Polinesia hasta los gorilas monta?osos del oriente africano confirman cada d¨ªa ese mecanismo evolutivo ciego y cruel como un algoritmo psic¨®pata. Pero hoy sabemos que hay otros caminos basados menos en la competici¨®n que en la colaboraci¨®n, menos en la muerte que en la innovaci¨®n. Estas estrategias no ganan al peso, pero han protagonizado algunas de las invenciones m¨¢s raudas y brillantes de la historia de la vida.

Toby Kiers, de la Universidad de Vrije en Holanda, y Stuart West, de la de Oxford en Reino Unido, revisan ahora en Science las evidencias sobre nuevas especies generadas por simbiosis, o a partir de la asociaci¨®n oportunista de dos especies preexistentes, cada una aportando a la sociedad unos talentos muy convenientes para la coyuntura que les toque en ese momento. La biolog¨ªa ha identificado casos de todo el proceso que lleva a dos especies separadas por miles de millones de a?os de evoluci¨®n a formar una especie ¨²nica con lo mejor de dos mundos.

Hoy sabemos que la evoluci¨®n usa otros caminos basados menos en la competici¨®n y m¨¢s en la colaboraci¨®n

¡°Las asociaciones simbi¨®ticas son una importante fuente de innovaci¨®n evolutiva¡±, explican los cient¨ªficos. ¡°Han dirigido diversificaciones r¨¢pidas de los organismos, han permitido a los hu¨¦spedes emplear nuevas formas de energ¨ªa, y han modificado radicalmente los ciclos de nutrientes de la Tierra¡±. La evoluci¨®n de nuevas especies por simbiosis es un fen¨®meno relativamente infrecuente, pero tiende a producir invenciones brillantes y veloces, al menos seg¨²n las parsimoniosas escalas de los ge¨®logos y paleont¨®logos.

Tomemos al platelminto Paracatenula, un gusano plano de un mil¨ªmetro que campa por los sedimentos arenosos de los oc¨¦anos tropicales y templados, y que ha dejado at¨®nitos a los zo¨®logos de medio mundo por haber perdido la boca y el tubo digestivo. Ya no le hacen falta, porque han incorporado una bacteria (Riegeria galateiae) que obtiene su energ¨ªa por m¨¦todos qu¨ªmicos: oxidando el sulfuro del medio a sulfato. La bacteria coloniza todo el cuerpo del gusano y se transmite de padres a hijos como cualquier otro grupo de genes. Paracatenula se considera por tanto una especie radicalmente nueva: un gusano sin boca capaz de alimentarse sin comer oxidando sulfuro.

Otro ejemplo son las cigarras, o chicharras, que han incorporado en sus c¨¦lulas no ya una, sino dos bacterias simbi¨®ticas: Hodgkinia y Sulcia. Estos endosimbiontes (simbiontes que viven dentro de las c¨¦lulas del hu¨¦sped) ayudan a la cigarra a sacar provecho de su magra dieta de vegetales, y a subsistir durante los largos periodos (hasta 17 a?os) que estos insectos pueden permanecer latentes en su estado de ninfas, o c¨ªcadas. Como en el caso del gusano Paracatenula, tanto el hu¨¦sped como las bacterias simbi¨®ticas han experimentado modificaciones gen¨®micas complementarias que convierten su uni¨®n en indisoluble. Tambi¨¦n son, por tanto, nuevas especies originadas por simbiosis.

Las asociaciones simbi¨®ticas son una importante fuente de innovaci¨®n evolutiva¡±, explican los cient¨ªficos

Para entender el proceso, quiz¨¢ los casos m¨¢s ilustrativos son aquellos en que la transici¨®n hacia una nueva especie no se ha completado: he aqu¨ª la evoluci¨®n capturada con las manos en la masa. El gusano marino gigante Riftia, por ejemplo, carece de sistema digestivo y depende para alimentarse de una bacteria simbi¨®tica (en la foto). Pero la bacteria no se transmite de padres a hijos: tiene una vida libre independiente y el gusano la engulle durante su fase larvaria. La integraci¨®n de las dos especies no es completa y puede que est¨¦ en una situaci¨®n de transici¨®n.

Un caso de transici¨®n m¨¢s c¨¦lebre es el de las legumbres, las ¨²nicas plantas de cultivo que no necesitan nitratos: pueden obtenerlos directamente del nitr¨®geno atmosf¨¦rico gracias a la bacteria rhizobium que se aloja en unos n¨®dulos especiales de sus ra¨ªces. Este es el principio que subyace a la pr¨¢ctica tradicional de alternar los cultivos de cereales y de legumbres: los primeros emplean los nitratos que las segundas han depositado (fijado, en la jerga) en el suelo durante la temporada anterior. Un m¨¦todo de abonado verdaderamente sostenible.

Y no olvidemos al calamar bioluminescente. Estos calamares obtienen los asombrosos dise?os de luz y color que utilizan para camuflarse de unas bacterias luminescentes simbi¨®ticas. Pero, tanto en este caso como en el de las legumbres, las bacterias simbi¨®ticas tienen tambi¨¦n una vida libre independiente, y son adquiridas por los hu¨¦spedes a lo largo de su vida, y no transmitidas de padres a hijos. No se pueden considerar nuevas especies, sino candidatos en transici¨®n.

¡°La interacci¨®n entre la teor¨ªa evolutiva y la investigaci¨®n gen¨®mica nos permitir¨¢ entender la evoluci¨®n de la complejidad organ¨ªsmica en un solo marco unificado¡±, concluyen Kiers y West. La simbiosis es un mecanismo de generaci¨®n de nuevas especies r¨¢pido, pero solo en las escalas de los ge¨®logos. Sus engranajes internos est¨¢n repletos de finos ajustes que siguen necesitando de la selecci¨®n natural darwiniana. No hay conflicto en el evolucionismo.