Caracoles marinos que han pasado de poner huevos a dar a luz ayudan a ver las principales transiciones evolutivas
Los biólogos han descubierto que los cambios evolutivos significativos ocurren gradualmente y no en "monstruosos" y dramáticos pasos, respondiendo a la pregunta largamente debatida de cómo surgieron innovaciones revolucionarias como el vuelo, la visión y la procreación de crías vivas.
La evolución suele ser un proceso gradual, que se desarrolla en pequeños e incrementales pasos, pero que ocasionalmente produce nuevas y sorprendentes funciones, como las plumas que finalmente permitieron a los pájaros volar.
Hasta ahora, ha sido difícil entender cómo se han producido estos importantes cambios evolutivos, en parte porque muchos de ellos tuvieron lugar hace mucho tiempo y en parte porque es difícil imaginar etapas intermedias. Algunos han sugerido que ocurren en grandes pasos, cuando mutaciones de gran efecto dan lugar a "monstruos esperanzadores"; otros han argumentado que las innovaciones se construyen gradualmente y que la selección natural favorece los pasos intermedios.
Al obtener y estudiar secuencias del genoma completo de un grupo de caracoles marinos, que recientemente han pasado de poner huevos a nacer vivos, los científicos de la Universidad de Sheffield y sus colaboradores de la Universidad de Gotemburgo y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria ahora pueden resolver el debate al menos con un ejemplo.
El estudio utilizó una nueva metodología para descubrir si este nuevo cambio en el estilo de parto ocurrió rápida o gradualmente, hallazgos que luego podrían aplicarse para ayudar a explicar otros dramáticos cambios en la evolución.
Imagen: Caracoles adultos adaptados a diferentes hábitats. El caracol más grande está adaptado para defenderse contra los ataques de cangrejos, mientras que el caracol pequeño está adaptado para vivir en áreas con fuerte exposición a las olas. Crédito: Sophie Webster
Los científicos pudieron identificar 50 genes que están perfectamente asociados con el modo reproductivo, así como estimar el momento de su origen. Los resultados mostraron que se acumularon gradualmente y se extendieron en diferentes momentos del pasado. Esto demuestra que la innovación puede evolucionar progresivamente, en lugar de en un solo paso evolutivo.
"Es importante comprender el origen evolutivo de innovaciones clave porque pueden cambiar drásticamente el curso de la evolución, como cuando la producción de vida condujo a la diversificación de los mamíferos o las plumas ayudaron a las aves a desarrollar el vuelo. Sin embargo, hasta ahora ha habido pocas oportunidades de estudiarlos, principalmente porque la mayoría de los cambios evolutivos ocurrieron hace mucho tiempo", dice el profesor Roger Butlin, de la Facultad de Biociencias de la Universidad de Sheffield.
"Al descubrir y estudiar el reciente cambio evolutivo en la forma en que los caracoles marinos dan a luz, ahora podemos comprender estos importantes cambios y aplicar nuestros métodos a muchos otros cambios evolutivos".
Imagen: El parto animal ha permitido a los caracoles Littorina ocupar y adaptarse a una amplia gama de hábitats. Esto ha llevado a la evolución de muchos 'ecotipos' que varían en tamaño, forma y comportamiento. Crédito: Fredrik Pleijel
Y añadió: "Nuestros resultados cambiarán la forma en que los biólogos ven las principales transiciones evolutivas, desviando el enfoque de los grandes saltos en la evolución hacia la comprensión de los beneficios progresivos de los pequeños pasos evolutivos. También ayudarán a otros a analizar las bases genéticas e históricas de otros rasgos adaptativos, lo cual es importante cuando muchos organismos se ven obligados a adaptarse rápidamente a un mundo cambiante".
El equipo planea estudiar ahora las funciones de los genes que han identificado para comprender la serie de pasos evolutivos que llevaron al nacimiento de crías vivas. También esperan que sus métodos se apliquen a otros tipos de adaptación, incluidas cosas como la tolerancia térmica, que debe evolucionar para que algunas especies sobrevivan al cambio climático.
La investigación ha sido publicada en Science:
• The genetic basis of a recent transition to live-bearing in marine snails
• Evolutionary paths to new phenotypes
