LOGAN, UTAH, EE.UU. – Un debate de larga data entre los científicos evolucionistas es más o menos así: ¿La evolución ocurre siguiendo un patrón predecible o depende de eventos fortuitos y contingentes? Es decir, si se pudiera retroceder el tiempo, como describió el célebre científico Stephen Jay Gould (1941-2002) en su famosa metáfora, “Reproduciendo la cinta de la vida”, la vida en la Tierra evolucionaría, una vez más, como algo similar a lo que lo sabemos ahora, ¿o se vería muy, muy diferente?
“Si lo formulas como una pregunta sobre esto o lo otro, es demasiado simplista”, dice el biólogo evolutivo Zachariah Gompert de la Universidad Estatal de Utah. “La respuesta no es ‘completamente aleatoria’ o ‘completamente determinista y predecible’. Y, sin embargo, al examinar escalas de tiempo cortas, podemos encontrar patrones evolutivos predecibles y repetibles”.
Gompert y sus colegas informan evidencia de una evolución repetible en poblaciones de insectos palo en la edición en línea del 24 de mayo de 2024 de la revista Science Advances de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia. Los autores colaboradores del artículo incluyen a Patrik Nosil, colaborador de Gompert desde hace mucho tiempo, y otros investigadores de la Universidad de Montpelier en Francia, la Universidad Federal de São Paulo en Brasil, la Universidad de Nevada, Reno y la Universidad de Notre Dame. La investigación cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias y el Consejo Europeo de Investigación.
El equipo examinó tres décadas de datos sobre la frecuencia de transformaciones crípticas de patrones de color en la especie de insecto palo Timema cristinae en diez poblaciones replicadas naturalmente en California. T. cristinae es polimórfico en cuanto al color y patrón de su cuerpo. Algunos insectos son verdes, lo que permite que el insecto sin alas que se alimenta de plantas se mezcle con los arbustos de lila de California (Ceanothus spinosus). Por el contrario, las formas con rayas verdes desaparecen frente a los arbustos de chamise (Adenostoma fasciculatum).
Esconderse entre las plantas es una de las defensas clave de T. christinae, ya que las aves hambrientas, como los arrendajos, son depredadores insaciables de los insectos palo.
“La depredación de las aves es un factor constante que da forma a los rasgos orgánicos de los insectos, incluida la coloración y las rayas versus las no rayas”, dice Gompert, profesor asociado en el Departamento de Biología y el Centro de Ecología de la USU. “Observamos fluctuaciones predecibles ‘hacia arriba y hacia abajo’ en la frecuencia de las rayas en todas las poblaciones, lo que representa una dinámica evolutiva repetible basada en la variación genética permanente”.
Dice que un experimento de campo demuestra que estas fluctuaciones implicaban una selección natural dependiente de la frecuencia negativa (NFDS), donde los patrones de colores crípticos son más beneficiosos cuando son raros que comunes. Es probable que esto se deba a que las aves desarrollan una “imagen de búsqueda” de presas muy abundantes.
“En escalas de tiempo cortas, la evolución que involucra variaciones existentes puede ser bastante predecible”, dice Gompert, quien recibió una subvención CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias en 2019 para respaldar su investigación. “Se puede contar con que algunos conductores estén siempre ahí, como por ejemplo los pájaros que se alimentan de insectos”.
Pero en escalas de tiempo más largas, la dinámica evolutiva se vuelve menos predecible.
“Las poblaciones podrían experimentar un evento fortuito, como una sequía severa o una inundación, que altere el status quo y, por lo tanto, los resultados predecibles”, dice Gompert.
A largo plazo, una nueva mutación en la especie podría introducir un rasgo raro, afirma. “Eso es lo más parecido al azar que se puede conseguir”.
“Las cosas raras se pierden fácilmente por casualidad, por lo que existe una gran probabilidad de que una nueva mutación desaparezca antes de ganar fuerza”, dice. “De hecho, otra especie de insecto palo Timema que también se alimenta de chamise nunca tuvo o perdió rápidamente las mutaciones que crean el rasgo críptico de la raya. Por lo tanto, la evolución de la raya no es un resultado repetible de la evolución a esta larga escala”.
Gompert señala que los estudios replicados y a largo plazo de poblaciones naturales, incluida la investigación sobre los famosos pinzones de Darwin, son raros.
“Debido a que la mayor parte de este trabajo está restringido a una o pocas poblaciones, es difícil hacer inferencias sobre la repetibilidad entre múltiples poblaciones evolutivas independientes”, dice. “Estos estudios son difíciles de implementar no sólo porque requieren un esfuerzo concertado, sino también porque no se puede apresurar el tiempo”.
Gompert, designado académico de alto rango por ScholarGPS, ha desarrollado, con colegas de la USU, una clase de laboratorio de introducción a la biología interactiva e intensiva en investigación para presentar a los estudiantes universitarios la investigación. Él y sus colegas también desarrollaron una presentación interactiva sobre la evolución para todas las edades, llamada “Las mariposas de Nabokov”, que se presentó en el programa de divulgación pública Science Unwrapped de la Facultad de Ciencias de la USU en 2022.
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2024-05-24 18:02:00
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