Jordi Bascompte Sacrets - Evolución y complejidad

EVOLUCIÓN

Y COMPLEJIDAD

Jordi Bascompte y Bartolo Luque

Director de la colección:

Fernando Sapiña

Coordinación:

Soledad Rubio

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© Del texto: Jordi Bascompte y Bartolo Luque, 2012

© De la presente edición:

Càtedra de Divulgació de la Ciència, 2012

www.valencia.edu/cdciencia cdciencia@uv.es

Publicacions de la Universitat de València, 2012

www.uv.es/publicacions publicacions@uv.es

Producción editorial: Maite Simón

Interior Diseño: Inmaculada Mesa Maquetación: Communico, C. B. Corrección: Communico, C. B. Cubierta Diseño original: Enric Solbes Grafismo: Celso Hernández de la Figuera

ISBN: 978-84-370-8940-9

ÍNDICE

Introducción: Los grillos están muy bien, pero hablemos de evolución

Teorías

La teoría de la evolución

Capítulo 1. La generación de complejidad

Relojeros ciegos

El ojo, una magnífica... chapuza

La ley de Dollo

Escuche

¿Se incrementa la complejidad de los organismos a lo largo de la evolución?

¿Se incrementa la complejidad por un mecanismo activo o pasivo?

Columnas vertebrales.

Tendencias evolutivas, direccionalidad y progreso

Caballos y foraminíferos

Progreso y oportunismo

La aparición de la célula eucariota

El origen de los metazoos

La evolución como proceso contingente

Capítulo 2. Restricciones de desarrollo

Funcionalismo

Ejemplo de funcionalismo: la radiación adaptativa en la extremidad de los tetrápodos

Estructuralismo en biología

La utilidad de los monstruos y el origen del orden.

Desarrollo embrionario y formación de patrón

La formación del patrón de pelaje en los mamíferos.

Formación de la extremidad en los tetrápodos

Hacia una biología estructuralista

Capítulo 3. Procesos evolutivos a múltiples escalas

Deriva genética

Micro y macroevolución: el tempo del cambio evolutivo

Trilobite: un ejemplo de cambio gradual

Moluscos: ejemplo de cambio abrupto

El desacoplamiento de la micro y la macroevolución

Selección de especies y tendencias evolutivas

La evolución como proceso a múltiples escalas

Heterocronías: alteraciones en el proceso de desarrollo como origen de novedad evolutiva

Capítulo 4. La Reina Roja y las extinciones: ¿sobreviven los más aptos o los más afortunados?

Extinciones

El modelo de la Reina Roja

Las extinciones en masa

¿Sobreviven los más aptos o los más afortunados?

La alternancia de regímenes macroevolutivos: hacia una visión jerárquica de la evolución

Las substituciones de unos grupos por otros

Deje los bivalvos y llévese los braquiópodos

Invasión

Contingencia y convergencia

Capítulo 5. Un mundo de relaciones enredadas

Redes de vida

Beneficio mutuo

They Rule: compañías, directivos e influencias de poder

La red Internet

Una mirada matemática

El talón de Aquiles

La red de la biodiversidad

Muñecas rusas

Convergencia y complementariedad

Dependencias débiles y asimétricas

Filogenias y ecología

Dinámica mutualista

Comprender para actuar

Epílogo: El juicio del mono

Bibliografía

Índice analítico

Introducción LOS GRILLOS ESTÁN MUY BIEN, PERO HABLEMOS DE EVOLUCIÓN

El grillo campestre (Grillus campestris) es el cantautor que más escuchan los españoles en verano. Su chirrido es inconfundible. En China y Japón los grillos son apreciados como insectos cantores y se encierran en cajas en las casas; algo parecido a lo que nosotros hacemos con ciertos pájaros. Además, en China son muy populares los combates de grillos. ¿Cuatro personas con las cabezas pegadas alrededor de un cuadrilátero en miniatura? La tecnología hace milagros: los combates se transmiten por pantallas gracias a cámaras con potentes zums.

Figura 1. Nuestro grillo patrio, el grillo campestre (Grillus campestris ).

Aunque los entomólogos no se ponen del todo de acuerdo, parece que se conocen más de 2.200 especies de grillos. Son insectos que pertenecen al orden de los Ortópteros, como los saltamontes y las langostas. La principal característica que define a este grupo es que sus extremidades posteriores están adaptadas para el salto. Son capaces de saltar hasta treinta veces su longitud. A pesar de que los grillos tienen alas, raramente las usan para volar, prefieren escapar mediante saltos. De hecho, el principal uso que dan a sus alas es el canto. Los grillos consiguen grillar gracias a sus alas, que tienen una nervadura en forma de dientes de sierra, con lo que, al frotarlas, producen ese característico «cric-cric».

Como mucha gente que vive en el campo sabe, los grillos incrementan la frecuencia de sus chirridos con la temperatura. Lo que no es tan conocido es que lo hacen de forma tan precisa, que se pueden utilizar como termómetros. Un caso que ha sido bien estudiado es la frecuencia del «cric» de un pequeño grillo americano, el Oecanthus fultoni . Si contamos el número de «crics» de un grillo de esa especie en 7 segundos y sumamos 5 nos dará la temperatura a la que se encuentra en grados centígrados. En el caso de nuestro grillo campestre, los números serán ligeramente diferentes, pero su chirrido es suficientemente lento y claro como para contarlo sin problemas. Es un experimento que cualquiera puede hacer durante sus vacaciones de verano en el campo.

¿Por qué los grillos funcionan como termómetros? En general, las reacciones químicas se producen más rápidamente a mayor temperatura. Fue el químico-físico suizo Svante Arrhenius quien, en 1889, dedujo la expresión matemática que relaciona la velocidad de reacción y la temperatura a la que se produce. Los grillos, como todos los organismos, son contenedores de una enorme cantidad de reacciones químicas que llamamos metabolismo. Como los grillos no autorregulan su temperatura corporal como los mamíferos, la velocidad de sus reacciones metabólicas depende de la temperatura ambiente. En cierta manera, el chirrido de los grillos es una demostración macroscópica de la ecuación de Arrhenius. En realidad la ecuación de Arrhenius es una relación exponencial entre la velocidad y la temperatura, pero para valores pequeños de temperatura se ajusta bien a una relación lineal.

Figura 2. Ejemplar de un pequeño grillo de la espece Oecanthusfultoni . La frecuencia del cric de este grillo en función de la temperatura ha sido bien estudiada. Si contamos los crics que emite durante 13 segundos y sumamos 40, obtendremos aproximadamente la temperatura en grados Fahrenheit a la que se encuentra el grillo.