Uno de los principales procesos de evolución, la selección natural, se está desarrollando ante nuestros ojos. Durante el último medio siglo, han aparecido en la Tierra insectos que no temen a los pesticidas, ratones que no son sensibles al veneno y bacterias que son resistentes a los antibióticos. Quién y cómo se adapta a condiciones adversas.
Sobrevivientes del huracán
En el verano de 2017, un grupo de científicos de la Universidad de Harvard observó poblaciones de pequeños lagartos, Anolis scriptus, que vivían en las Islas Turcas y Caicos en las Indias Occidentales. Cuatro días después del final de la expedición, los huracanes Irma y María azotaron el archipiélago. Seis semanas después, los biólogos regresaron allí para recopilar los datos.
norte
Resultó que después del desastre natural, las lagartijas cambiaron notablemente: los dedos supervivientes eran en promedio más largos, las extremidades anteriores eran más grandes, el cuerpo era más corto y los huesos del muslo eran más pequeños. Los científicos han sugerido que estos signos ayudaron a los reptiles a sobrevivir al huracán, y ahora se afianzarán en las próximas generaciones de Anolis scriptus que viven en las islas.
Después de los huracanes Irma y & quot; María & quot; en 2017, la apariencia de los lagartos Anolis scriptus, que viven en las islas de las Indias Occidentales, ha cambiado - en los animales supervivientes, los dedos de las patas eran en promedio más largos, las extremidades anteriores eran más grandes, la longitud del cuerpo era más corta / Rian Castillo / Anolis scriptus femelle.
Evolución artificial
Video promocional:
Entonces, gracias a los elementos furiosos, los investigadores observaron por primera vez la selección natural en la naturaleza. Antes de esto, los procesos de adaptación de los organismos vivos a las cambiantes condiciones ambientales y la especiación se simulaban artificialmente en laboratorios.
La mayoría de las veces, las bacterias se convirtieron en objeto de estudio: se multiplican con bastante rapidez y su genoma es de tamaño pequeño, lo que permite un tiempo relativamente corto para estudiar los procesos que toman miles de años en organismos más complejos. El experimento más famoso, que comenzó en 1988 y continúa hasta el día de hoy, fue organizado por un grupo de científicos de la Universidad de Michigan, dirigido por el biólogo evolutivo Richard Lensky.
En febrero de 1988, los investigadores crearon doce poblaciones de una sola cepa de Escherichia coli (E. coli) y las colocaron en un ambiente artificial donde la glucosa era la única fuente de alimento. Además, el citrato estaba presente en la solución, pero E. coli no podía alimentarse de él.
Doce poblaciones de bacterias E. coli que han sido observadas por científicos durante 30 años. Foto: Brian Baer y Neerja Hajela.
Durante treinta años (más de 68 mil generaciones de Escherichia coli han cambiado), las bacterias de todas las poblaciones han crecido y han aprendido a absorber mejor los nutrientes, incluido el citrato. Las mutaciones que permitieron a E. coli adaptarse a su entorno fueron diferentes en todas las poblaciones, pero ocurrieron en los mismos genes: cada comunidad bacteriana trató de encontrar su propio camino en la evolución.
Dientes más fuertes, cabezas más grandes
A veces, los organismos complejos se adaptan a las condiciones ambientales no durante milenios, sino mucho más rápido. Por ejemplo, el lagarto de pared Podarcis sicula, que vive en una de las islas del mar Adriático, ha cambiado el tamaño, la forma de la cabeza y la estructura del tracto digestivo en solo 36 años, aunque genéticamente todavía son indistinguibles de sus parientes que viven en otros lugares.
En 1971, los investigadores transportaron cinco pares de adultos de Podarcis sicula desde la isla Pod Kopiste a la vecina Pod Markaru. Las condiciones en el nuevo lugar se parecían al hábitat habitual, pero prácticamente no había depredadores terrestres y, después de treinta años, los reptiles que se habían extendido por toda la isla eran aparentemente diferentes de sus congéneres en Pod Kopist.
norte
El lagarto de pared (Podarcis siculus), cuando se trasladó a la isla de Pod Markaru, cambió de apariencia: se hizo más grande, sus extremidades traseras se acortaron y una válvula ileocecal Kurt W. Becker / Lucertola campestre a caccia apareció en el tracto gastrointestinal.
Los lagartos colonos aumentaron de tamaño, comenzaron a correr más lentamente (sus extremidades traseras se acortaron), sus cabezas parecían más masivas y sus dientes eran más fuertes, porque en Pod Markaru tenían que alimentarse principalmente de plantas duras y fibrosas, y no de insectos, como antes. Debido a los cambios en la dieta de los animales, también ha aparecido una nueva estructura en el tracto gastrointestinal: la válvula ileocecal, que forma una especie de cámaras de fermentación en el intestino, en las que los microbios descomponen los trozos de alimento vegetal difíciles de digerir.
La vida en la isla te hace más inteligente
En general, los animales de las islas, por regla general, son más interesantes para los científicos que sus primos continentales; en las islas, la evolución es más rápida. Los animales grandes, una vez aislados, se vuelven más pequeños, los pequeños, por el contrario, se vuelven enormes, ya veces en muy poco tiempo.
La vida en las islas a veces ofrece ventajas inesperadas. Como descubrió un grupo internacional de científicos, después de analizar datos sobre el tamaño del cerebro de once mil quinientos pájaros pertenecientes a especies de 1931, el cerebro de los pájaros isleños es más grande que el de los parientes continentales, y esto es el resultado de la evolución.
El cuervo de Nueva Caledonia hace "moneda" para la máquina expendedora. Foto: Jelbert et al. / Informes científicos 2018.
Las condiciones de vida en las islas son menos predecibles, y si la situación empeora, es más difícil trasladarse a otro lugar que al continente. Por lo tanto, un cerebro grande capaz de un comportamiento adaptativo más complejo es una ventaja evolutiva. Estos hallazgos apoyan las observaciones del cuervo de Nueva Caledonia (Corvus moneduloides), que puede usar herramientas y recrearlas de la memoria, y el pinzón carpintero (Camarhynchus pallidus), que puede usar herramientas e incluso procesarlas.
Ratones que no se pueden envenenar
Las condiciones de vida desfavorables obligan a los animales continentales a evolucionar rápidamente. Esto sucedió con los ratones domésticos comunes. Desde la década de 1950, fueron envenenados con warfarina; ya en 1964 se encontraron algunos individuos resistentes a este pesticida, y en 2011 los científicos describieron una población de ratones domésticos (Mus musculus domesticus), en los que la warfarina no funciona en absoluto.
Una adaptación tan rápida (60-70 años no es nada para los estándares de evolución) se debió a la reproducción increíblemente rápida de estos roedores. Como señalan los investigadores alemanes, la resistencia al veneno es el resultado de una mutación en el gen vkorc1, que está presente en los genomas de todos los mamíferos y es responsable del trabajo de la vitamina K.
Los intentos constantes de una persona para destruir ciertas plagas y parásitos, por regla general, van de lado. Fue el deseo de vencer las infecciones mortales lo que llevó a la aparición de superbacterias resistentes a los antibióticos, y el deseo de proteger a las plantas de los insectos llevó a la propagación de animales resistentes a los pesticidas. Durante el último medio siglo, se han registrado más de dos casos y medio de adaptación de plagas de insectos a diversos venenos.
Alfiya Enikeeva
