Qué es la evolución rápida y cómo transformó en forma sorprendente a unos pequeños reptiles sudamericanos (y otros animales)

Especie de geco de Brasil, Gymnodactylus amarali Derechos de autor de la imagen Gilherme Santoro
Image caption La cabeza y la boca de esta especie de geco en Brasil, Gymnodactylus amarali, aumentaron en solamente 15 años.

La evolución no tiene por qué tardar millones de años.

Y uno de los ejemplos más extraordinarios de que la llamada "evolución rápida" es posible es el de un reptil sudamericano.

Una especie de geco en Brasil desarrolló una cabeza de mayor tamaño en apenas 15 años, según un nuevo estudio publicado en PNAAS, la revista de la Academia de Ciencias de Estados Unidos.

Y aunque se conocen otros ejemplos de evolución rápida, el caso del geco es excepcional, porque muestra el impacto de la actividad humana.

Para comer termitas

En 1996 una nueva represa inundó un área en el Cerrado, una región de sabana tropical en el este de Brasil.

La inundación creó cerca de 300 pequeñas islas en las partes más elevadas del terreno.

Muchas especies de lagartijas desaparecieron de estas islas, probablemente porque no había suficiente comida para sus requerimientos energéticos.

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Image caption La lagartija anolis verde, Anolis carolinensis, se adaptó a vivir en la copa de los árboles tras la llegada de una especie invasora a Florida.

Pero una especie de geco más pequeña, Gymnodactylus amarali, que se alimenta de insectos, siguió presente en algunas de ellas.

Las termitas más grandes, antes consumidas por los reptiles de más tamaño, estaban ahora disponibles para estos gecos.

Pero había un gran problema. Sus cabezas pequeñas, de sólo un centímetro de ancho, eran casi del mismo tamaño que las termitas.

Comerlas era un desafío para los gecos, similar, según descripciones en la prensa, al que representaría para un gato comer una ardilla.

Cabezas más grandes

Para determinar si los gecos efectivamente habían evolucionado, la investigadora brasileña Mariana Eloy de Amorim-una ecóloga evolutiva de la Universidad de Brasilia- y su colegas recolectaron en 2011 gecos en cinco islas.

Y luego los compararon con gecos de cinco sitios en torno al lago de la represa, una zona que no tenía hábitats aislados, como las islas.

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Image caption Las especies de gecos estudiadas viven en islas creadas por una represa en la Serra da Mesa, en el estado de Goiás, en Brasil.

Los investigadores midieron el tamaño de la cabeza de los gecos y luego de sacrificarlos abrieron sus estómagos para ver qué habían comido.

Los resultados fueron sorprendentes. A pesar de que sólo habían transcurrido 15 años desde la creación de las islas, los gecos tenían cabezas 4% más grandes que sus vecinos.

Un 4% puede no parecer un cambio significativo, pero con sus bocas mayores los gecos podían ahora consumir las termitas más grandes.

¿Por qué no tuvieron la misma ventaja evolutiva aquellos con todo el cuerpo más grande?

El motivo es que cuerpos mayores requieren más energía para mantenerse, así que esos individuos perderían la potencial ventaja de más alimento disponible al tener que consumir más comida, según explicó Hoole.

Una de las cosas más interesantes es que los gecos en las cinco islas estudiadas habían desarrollado cabezas más grandes, aunque estaban aislados unos de otros.

Para Hoole, "esto sugiere que aumentar el tamaño de la cabeza sin incrementar el tamaño del cuerpo es la forma más eficiente de aprovechar la oportunidad de una dieta más variada que la usual para esta especie".

Los pinzones de Darwin

Otros casos de evolución rápida, son los pinzones de las Islas Galápagos que Charles Darwin estudió para formular la teoría de la evolución por selección natural, según explicó Janet Hoole, profesora de biología de Keele University, en Inglaterra, en una columna para el sitio académico The Conversation.

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Image caption Una especie de pinzón de Darwin redujo el tamaño promedio de su pico en sólo 22 años

Una especie de pinzón de Darwin (nombre que incluye 15 especies) redujo el tamaño promedio de su pico en sólo 22 años, luego de que un competidor con un pico más grande colonizara su isla, de acuerdo a un estudio de 2006 de los investigadores Peter y Rosemary Grant.

El competidor comía las semillas más grandes con coberturas duras, y un pico grande sin poder competir era una desventaja, por lo que los pinzones con picos más chicos comenzaron a prosperar.

"Es un principio de la biología: si no necesitas una estructura particular entonces no vale la pena tenerla y es mejor ahorrar esa energía", señaló Hoole.

Corderos más pequeños

Otro caso de evolución rápida apuntado por Hoole es lo que sucedió con una especie de lagartija en Florida, anolis verde,Anolis carolinensis, con la llegada de otra especie mucho más grande, el anolis marrón cubano.

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Image caption En 25 años, el tamaño promedio de las ovejas en la isla Soay, en Escocia, disminuyó.

El anolis verde rápidamente se retiró a vivir en las copas de los árboles y en un período de 20 generaciones desarrolló patas más grandes y con mayor capacidad de adherirse a una superficie, características útiles para la vida en los árboles.

La evolución rápida también fue constatada en las ovejas de raza Soay. La raza es autóctona de la isla de Soay, en el archipiélago de San Kilda, en Escocia.

En un período de 25 años, el tamaño de las ovejas disminuyó.

Una de las posibles explicaciones es que los inviernos menos fríos debido al calentamiento global permitieron la supervivencia de corderos más pequeños, lo que bajó el tamaño promedio de toda la población.

Adaptados después de un invierno

Los tres casos ariiba mencionados, sin embargo, no han sido acompañados de estudios genéticos.

Y estos estudios son necesarios, según algunos investigadores, para constatar que se trata de evolución y no de un fenómeno llamado "plasticidad fenotípica", cambios en respuesta a alteraciones en el medio ambiente que no son acompañados de modificaciones genéticas.

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Image caption El anolis verde modificó su respuesta muscular y nerviosa al frío después de meses.

Pero un caso de evolución rápida comprobada por estudios genéticos fue publicado esta semana en la revista Science y otra vez los protagonistas son los anolis verdes, Anolis carolinensis.

En esta oportunidad, los anolis cambiaron su respuesta muscular y nerviosa al frío en apenas un período de meses.

Shane Campbell Staton, entonces estudiante de posgrado en Harvard, investigó durante varios años cinco poblaciones de Anolis carolinensis que vivían en diferentes latitudes.

Cuando el ambiente es muy frío estos animales pierden la coordinación necesaria para volver a enderezarse si uno los da vuelta.

Luego de un período de frío intenso en Texas en 2013-2014, los lagartos que sólo podían enderezarse a partir de los 11 grados centígrados de temperatura, lograron hacerlo a una temperatura considerablemente menor, de 6 grados.

Y el cambio se reflejaba a nivel genético.

Campbell-Staton, actualmente en la Universidad de Illinois en Urbana, y sus colegas constataron que el repertorio de genes activos en los hígados de los animales se asemejaba más al de especies que vivían más al norte, e incluían genes que influyen en el funcionamiento de los sistemas muscular y nervioso.

El peligro de la actividad humana

Janet Hoole señala que podríamos ver muchos más ejemplos de evolución rápida debido al cambio climático.

"Pero el nuevo estudio sobre gecos (en Brasil) muestra que la actividad humana también puede interferir con el proceso de evolución".

A medida que aumenta el impacto humano en ambiente naturales, ¿podrían darse más casos de evolución rápida?

Si bien el cambio en el tamaño de la cabeza y la boca de los gecos parece algo benigno, "debemos recordar que tuvo lugar debido a la extinción de otras cuatro especies tras las inundaciones causadas por la represa", advirtió Hoole.

"Es un recordatorio oportuno de que el cambio climático no es el único desafío para la biodiversidad y los procesos evolutivos".