Fernando González Candelas - La evolución, de Darwin al genoma

Muchos de estos fósiles son etiquetados como eslabones perdidos, pero esta denominación es incorrecta desde un punto de vista evolutivo. No existen eslabones sino cadenas, y los seres vivos, a lo largo de la evolución, no muestran una discontinuidad entre unas especies y sus descendientes. La cadena, en realidad, es un hilo o un cordón continuo, y estas formas de transición representan porciones intermedias entre puntos extremos que tomamos como referencia. Todas las especies que precedieron a la nuestra propia hasta nuestro ancestro común con los otros primates, por ejemplo, deberían tener la misma consideración, sin que podamos decir que una es un eslabón perdido y otra, no.

¿Puede la selección natural producir estos cambios? Como hemos indicado, las pruebas a favor de la teoría de la evolución no se pueden limitar a demostrar que ha habido cambio y diversificación a partir de un ancestro común a todos los seres vivos, lo que constituiría la primera parte de la propuesta de Darwin, sino que deben demostrar que el agente de cambio, la selección natural, realmente produce los efectos necesarios para que se produzca la divergencia de unos organismos a partir de sus antecesores. Para ello, no nos podemos servir del recurso utilizado por Darwin ante la falta de pruebas directas y recurrir a los efectos de la selección artificial. Ya en su momento, el argumento era muy convincente y hoy nadie cuestiona su eficacia y resultados.

En la naturaleza actúa la selección, pero de un modo menos espectacular que la selección artificial. La cuestión, sin embargo, es si tiene capacidad de producir cambios que, si se mantuviesen durante un número suficiente de generaciones, al final provocarían la aparición de nuevas especies o, al menos, que las diferencias entre los individuos fuesen del mismo nivel o más que las que separan especies bien delimitadas. Tomemos un ejemplo que tiene una cierta proximidad con Darwin: una de las especies de pinzones que habitan las islas Galápagos.

En la actualidad, las noticias sobre el cambio climático hacen que estemos muy al tanto de algunos fenómenos como el conocido El Niño. Consiste en una elevación de la temperatura del agua de la superficie del océano Pacífico que provoca un cambio en el patrón de circulación de la corriente marina. Este cambio comporta variaciones en los patrones meteorológicos que afectan, prácticamente, la totalidad del planeta. Su nombre se debe a la época del año, cercana a la Navidad, en la que se detectan los primeros indicios del aumento de la temperatura en las aguas del extremo occidental del Pacífico. A los años con episodios de El Niño se les contraponen, sin que haya un patrón claro de alternancia o regularidad, los años de La Niña, en los que las alteraciones son de sentido opuesto: si El Niño se caracteriza por un calentamiento de la superficie oceánica, durante un año de fenómeno La Niña, como 2007, la superficie se enfría considerablemente. En las islas Galápagos, un año El Niño se caracteriza por una intensa sequía mientras que, en los años de La Niña, las precipitaciones son mucho más intensas de lo habitual.

En uno de los islotes del archipiélago, llamado Daphne Mayor, Peter y Rosemary Grant han estudiado la población de pinzones terrestres medianos (Geospiza fortis) durante más de treinta años. Cada temporada, este matrimonio ha censado, medido y tomado muestras de cada uno de los individuos que componen esta población. A los cinco años de empezar sus estudios, en 1977, se produjo una intensa sequía como consecuencia de un episodio El Niño, y la población de pinzones quedó diezmada. De hecho, a finales de ese año, apenas sobrevivía uno de cada diez individuos de los que componían la población a principios de éste. Gracias al detalle con el que estudiaban esa población, los Grant pudieron documentar uno de los mejores ejemplos de acción de la selección natural de los que disponemos.

La sequía afecta a los pinzones de manera indirecta pero muy intensa. Estos pájaros tienen, en esta isla, muy pocas alternativas como alimento. Suelen alimentarse de semillas de diferentes arbustos, pero prefieren las blandas y fáciles de romper que produce el Heliotropium a las más duras del Tribulus. Pero los heliotropos se ven muy afectados por las condiciones de sequía, y los años en los que se dan esas condiciones apenas producen semillas. Los arbustos de Tribulus aguantan mejor la sequía, pero producen muchas menos semillas que, además, son mucho más difíciles de romper.

A medida que avanzaba el año 1977, el alimento empezaba a escasear, y sólo aquellos pinzones lo bastante hábiles y fuertes para conseguir romper alguna de las escasas semillas de Tribulus consiguieron suficiente alimento para superar ese terrible año: nueve de cada diez no llegaron a hacerlo. La habilidad y fuerza mencionadas dependen, en buena medida, del tamaño del pico de cada ave. El pico actúa como un cascanueces y, cuanto mayor es su tamaño, el pinzón puede romper cáscaras de semillas más grandes y gruesas. Por lo tanto, en estas circunstancias es previsible que el tamaño del pico influya sobre la posibilidad de adquirir alimento y, dado el escenario que se presenta en los años de sequía, a mayor tamaño del pico, mayor será la probabilidad de sobrevivir.

Cuando, a principios de 1978, midieron los picos de los pinzones supervivientes, los Grant encontraron un cambio significativo en el tamaño promedio del pico cuando lo compararon con el de la población del año anterior (figura 5.2). De acuerdo con la previsión, el tamaño grande del pico facilitó la supervivencia de este grupo de individuos y, por consiguiente, tras la acción de la selección, la población, en su conjunto, tenía un pico más grande.

Aunque la acción de la selección natural fue significativa en este episodio de El Niño, el proceso no concluyó aquí, con la mayor supervivencia de los individuos de pico grande. Para que los cambios producidos por la acción de la selección tengan consecuencias evolutivas deben transmitirse a la descendencia. Eso sólo puede suceder si el carácter sobre el que actúa la selección, el tamaño del pico en este caso, tiene un componente hereditario. Si esto es cierto, el tamaño del pico de los hijos se parecerá al de sus padres: parejas con picos pequeños tendrán hijos con picos pequeños y las de pico grande tendrán descendientes con picos grandes. Por lo tanto, el tamaño medio del pico de los hijos de los supervivientes de la sequía de 1977 debe ser mayor, cuando lleguen a la edad adulta, que el tamaño del pico de los nacidos en la población antes del episodio de El Niño. Esto se pudo comprobar en 1979, cuando se midieron los individuos nacidos a lo largo de 1978. Efectivamente, en promedio, su pico era casi un 10% más grande que el de los nacidos en 1977, una prueba de que la acción de la selección durante una generación dejaba su huella en generaciones posteriores (figura 5.2).

Figura 5.2 Evolución del tamaño del pico de los pinzones terrestres medianos en la isla Daphne Mayor tras el episodio El Niño de 1977. En los gráficos superiores se muestra la distribución del carácter en 1976 y, en las inferiores, en 1978. Los gráficos de la izquierda corresponden a individuos adultos y los de la derecha, a los nacidos en los años respectivos.

El análisis de los cambios en el tamaño promedio del pico de los pinzones a lo largo de varios años nos muestra varios fenómenos interesantes y que permiten entender mejor cómo actúa la selección natural en poblaciones naturales. Debemos tener presente que los cambios que se observan se producen en una escala poblacional, no simplemente individual. En cada generación encontramos individuos con picos pequeños e individuos con picos grandes, además de valores intermedios. Lo que cambia es la frecuencia con la que aparece cada una de estas categorías en cada generación estudiada. Tras un episodio de sequía, aumenta la proporción de individuos que pertenecen a la categoría de picos grandes, lo que se traduce en un aumento de la media poblacional para este carácter, pero siguen existiendo individuos de pico pequeño. La selección no actúa habitualmente como un filtro estricto que, por ejemplo, elimina a todos los individuos que no superan cierto tamaño mínimo y permite la supervivencia de todos los que sí lo hacen. Su acción es menos determinista respecto al destino individual: cambia las probabilidades de supervivencia en función del carácter. Un individuo de pico pequeño puede encontrar unas cuantas semillas blandas que le permiten superar con éxito las condiciones adversas, sin necesidad de tener que afrontar la rotura de una cáscara para la que no está capacitado. Un individuo de pico grande puede encontrar sólo semillas demasiado grandes para romper o demasiado pequeñas para que le puedan proporcionar la energía suficiente para sobrevivir ese año, así que el tamaño no es garantía absoluta de éxito.