Fósiles de ancestros de ballenas revelan el camino para convertirse en los mamíferos más grandes de la Tierra
Las ballenas comenzaron a hacerse grandes en una etapa temprana de su evolución y continuaron así durante millones de años.
El análisis de cientos de especies vivas y extintas revela que la diversidad de tamaño corporal entre ballenas y delfines es un fenómeno más complejo de lo que se pensaba.
Las ballenas fueron sorprendentemente consistentes en su viaje evolutivo desde la tierra hasta el mar.
Los modernos cetáceos (ballenas y delfines) tienen uno de los rangos de tamaño más grandes de cualquier grupo de animales vivos, desde tan solo 1,5 metros de largo hasta 30. Sin embargo, un nuevo estudio revela que esta diversidad llegó mucho más tarde de lo esperado en su evolución.
Al comparar la longitud del cuerpo de especies vivas y fósiles, el documento muestra que las tendencias evolutivas en el tamaño de los cetáceos se mantuvieron prácticamente iguales durante más de 20 millones de años después de que ingresaron al océano. Si bien durante este período existieron ballenas de todos los tamaños, todas evolucionaron hacia una longitud óptima de alrededor de 12,5 metros de largo, que es aproximadamente del tamaño de una ballena jorobada.
El Dr. Gustavo Burin, miembro de Leverhulme en el Museo de Historia Natural de Londres y coautor principal del nuevo estudio, dice: "Si bien los estudios anteriores han analizado la evolución del tamaño del cuerpo de los cetáceos, pocos habían combinado medidas de especies vivas y fósiles, y ninguno era completo en términos de especies incluidas".
"La inclusión de fósiles llena muchos vacíos en la evolución de estos animales, mostrando que los patrones de evolución en el tamaño del cuerpo son mucho menos obvios de lo esperado. Este es un hallazgo interesante que muestra las limitaciones de excluir especies extintas de los estudios de tendencias evolutivas".
Imagen: Variación de la longitud total de los cetáceos y el enfoque analítico utilizado en los análisis de este estudio
¿Por qué se hicieron tan grandes las ballenas?
Los primeros cetáceos eran animales del tamaño de una cabra que vivían en las orillas de lagos y ríos, pasando tiempo tanto dentro como fuera del agua. Con el tiempo, sus descendientes se adaptaron cada vez más a la vida en el agua, antes de abandonar la tierra por completo.
Las especies que regresan al agua después de vivir en tierra se conocen como secundariamente acuáticas y, además de los cetáceos, incluyen animales como pingüinos y cocodrilos. Estas especies se enfrentaron a un conjunto único de desafíos después de mudarse al agua, y crecer es una forma de resolver muchos de ellos.
El Dr. Travis Park, coautor principal del artículo, dice: "Muchos linajes que regresaron al agua tienden a aumentar de tamaño poco después de hacer esta transición, ya que a menudo es una ventaja. Por ejemplo, las especies pequeñas pierden calor rápidamente bajo el agua, por lo que crecer puede ayudar a mantener la temperatura corporal.
"Regresar al agua también podría liberar las restricciones evolutivas impuestas por fuerzas como la gravedad, lo que permitiría desarrollar cuerpos mucho más grandes. Es difícil decir cuál fue causa más importante, ya que el tamaño del cuerpo se decide por una serie de diferentes factores que actúan juntos.
Después de un cambio hacia la evolución de tamaños más grandes al principio de su evolución, este patrón se mantuvo constante durante millones de años. El tamaño óptimo de los cetáceos solo comenzó a disminuir hace unos 30 millones de años cuando los ancestros de los delfines modernos se adaptaron para convertirse en depredadores ágiles y de rápido movimiento.
Imagen: El tamaño óptimo de los cetáceos comenzó a disminuir a medida que los delfines se volvieron más maniobrables.
Los ancestros de los delfines de río, como el baiji, van aún más lejos, y su tamaño corporal óptimo se reduce a poco más de dos metros a medida que se adaptan a la vida en costas poco profundas y, finalmente, en agua dulce.
Sin embargo, las adaptaciones de tamaño más extremas solo tienen lugar en ramas individuales de la familia de los cetáceos mucho más cercanas al presente. Por ejemplo, el tamaño promedio del antepasado de las ballenas barbadas aumentó hasta en un 175%.
"Es posible que estas ballenas hayan podido crecer tanto debido a su estilo de alimentación", dice Travis. "La alimentación por embestida es más eficiente para animales más grandes, por lo que esto podría haber impulsado la adaptación a un mayor tamaño".
Solo la ballena minke, el miembro más pequeño del grupo, experimentó una disminución general de tamaño. Un reciente artículo sugiere que esto puede permitir que por la noche la especie apunte a cardúmenes de krill más pequeños y maniobrables, cuando otras ballenas no están tan activas.
Imagen: La ballena minke es la única ballena barbada que redujo tamaño óptimo.
¿Qué son los paisajes adaptativos?
Los investigadores observaron los cambios al visualizarlos como paisajes adaptativos, donde la evolución se ve como una serie de picos y valles. Las mejores características en un entorno dado se representan como picos, y cuanto más altos son, más ventajas proporcionan.
A medida que una especie evoluciona, se puede ver su curso de evolución a medida que sube la colina para adaptarse bien. Investigaciones anteriores sobre la evolución del tamaño corporal de las ballenas han encontrado picos en tamaños corporales muy grandes y muy pequeños, pero estos tendían a centrarse en especies vivas o fósiles, no en ambas al mismo tiempo.
Es importante observar estos paisajes durante un prolongado período porque los picos pueden moverse a medida que las diferentes características se vuelven más o menos importantes para la supervivencia.
Para obtener una visión más detallada de la evolución de los cetáceos, el equipo recopiló medidas de longitud corporal de 345 especies diferentes, incluidos 89 animales vivos y 256 linajes fósiles, en el conjunto de datos más grande de su tipo.
Imagen: Cambios evolutivos en la evolución de la longitud total de cetáceos vivos y extintos
"Los fósiles no suelen estar completos, por lo que no suelen incorporarse a estos conjuntos de datos", explica Gustavo. "Para dar cuenta de esto, utilizamos la relación entre el tamaño del cráneo y la longitud del cuerpo en animales vivos para estimar cuán grandes habrían sido las especies extintas".
"Nos aseguramos de que estas estimaciones fueran sólidas al probar la relación en animales modernos, lo que proporcionó resultados confiables que estaban cerca de sus valores reales".
El equipo encontró que cuando los cetáceos fósiles se incluyeron con las especies vivas, desaparecieron los picos de tamaño corporal. En cambio, encontraron que el paisaje adaptativo era mayormente plano, con pocos picos.
Compararon sus hallazgos con la superficie de un océano, que tiende a ser generalmente plana pero con grandes ondas ocasionales, como la disminución de los delfines, lo que provoca un cambio importante. Mientras tanto, las ondas en el océano solo afectan áreas pequeñas, lo que representa a los cetáceos que adoptan diferentes estrategias de vida.
En el futuro, el equipo quiere aplicar un enfoque similar a otros animales acuáticos secundarios, con las focas próximas a ser observadas. Con el tiempo, esperan ver cómo cambiaron estos grupos y cómo la competencia entre ellos podría haber afectado su evolución mutua.
La investigación se ha publicado en Current Biology: The dynamic adaptive landscape of cetacean body size
