Convergencia o parentesco

Entender correctamente eso que hemos dado en llamar naturaleza no es una tarea sencilla. De hecho, son innumerables los mitos y las supersticiones que se basan en interpretaciones erróneas de la realidad. Ya les pasaba a nuestros antepasados y eso que vivían en estrecho contacto con ella. Por ejemplo, las sutiles –pero trascendentes– diferencias entre parentesco y convergencia evolutiva han sido una fuente constante de confusión.

Un factor de complejidad que explica por qué caemos en semejantes errores es el hecho de que el parecido entre especies puede deberse, bien a una relación real de parentesco evolutivo (homología), o bien a que, sin estar cercanamente relacionadas, han dado con una misma solución tras verse sometidas a similares presiones ambientales (analogía). Un caso paradigmático es el de los vencejos y los hirundínidos (aviones y golondrinas). Ambos se alimentan de plancton aéreo en los cielos de nuestros pueblos y ciudades, además de reproducirse al abrigo de tejados y aleros. Sin embargo, su parecido nada tiene que ver con un cercano parentesco. Los vencejos son un viejo grupo de aves no paseriformes que existe como tal desde hace unos 25 millones de años (1), mientras que aviones y golondrinas son hijos de una reciente radiación en el Pleistoceno, iniciada hace unos 2 millones de años. Así pues, entre ambos grupos media una ventana temporal de un orden de magnitud: de las unidades, a las decenas de millones de años.

Otro caso singular, esta vez entre los vegetales, es el de la familia de las Euforbiáceas. Cualquier lector no avezado que observara la planta que aparece en la primera fotografía pensaría que es un cactus. Pero si digo que la foto está tomada en Kenia y que se trata de una especie nativa de esa zona del África tropical, ya debería bastar para descartar semejante posibilidad. De hecho, las Cactáceas son una familia del Nuevo Mundo, originaria de los desiertos de América del norte. En la foto aparece una Euphorbia candelabrum, especie que, como muchas otras lechetreznas, ha convergido al fenotipo de los cactus por vivir en medios muy parecidos: las cálidas sabanas de África oriental en este caso. Es lo mismo que ocurre con muchas otras plantas de esta misma familia que habitan en las islas Canarias (cardones y tabaibas), así como en la cercana costa africana. Un síndrome adaptativo típico de tales plantas es adoptar un porte arbustivo o arbóreo al crecer en medios pobres en árboles. Incluso en las islas Baleares tenemos a Euphorbia dendroides, una lechetrezna de buen porte que pierde las hojas con el calor estival.

Euphorbia candelabrum es una planta de África oriental con porte de cactus. Esta especie ha convergido evolutivamente hasta adoptar el aspecto morfológico de las cactáceas de América debido a que comparten un entorno con parecidas presiones ambientales

Parecidos engañosos

Durante mucho tiempo me he preguntado si el parecido entre las rapaces y las aves marinas del grupo de los petreles podría ser una cuestión de parentesco. Las pardelas, por ejemplo, son depredadores apicales marinos que pescan calamares y peces clupeidos (sardinas y boquerones) con sus picos acabados en un buen gancho. Además, ponen un solo huevo y son aves planeadoras, de lento desarrollo. En fin, que coinciden en numerosos rasgos con las grandes rapaces. Quizá el ancestro terrestre de los petreles que conquistó el mar fuese una rapaz. Pero no. Los petreles proceden de algún ave acuática de patas palmeadas, habitante del litoral, que acabó dando el salto al medio marino en el Oligoceno (paíños, albatros) o en el Mioceno (pardelas, fulmares). Así pues, el parecido entre ambos grupos de aves es pura convergencia evolutiva debido al papel que cumplen como depredadores apicales en sus respectivos medios (1).

También es convergencia adaptativa el lejano parecido de las aves con los pterodáctilos del Mesozoico, unos reptiles voladores que no eran dinosaurios. En realidad, las aves derivan de un grupo auténtico de dinosaurios conocido como Saurisquios. Es curioso que no procedan de los dinosaurios Ornitisquios, o con cadera de ave. El vuelo ha sido una característica adquirida muchas veces a lo largo de la historia de la vida, tanto por los insectos (las libélulas gigantes del Carbonífero ya volaban hace 350 millones de años), como por peces, reptiles, aves y murciélagos. Que se sepa, nunca ha habido anfibios voladores, a los sumo planeadores, quizá como resultado de su total dependencia del medio acuático. Así pues, todas estas reinvenciones del vuelo son convergencias y no caracteres compartidos entre grupos tan dispares.

No ocurre lo mismo, claro está, en cuanto al parecido entre las ballenas y los mamíferos terrestres. Los grandes cetáceos provienen de formas terrestres similares a los hipopótamos que ya eran parcialmente acuáticas en tierra firme, un poco como en el caso de las aves marinas. Pero sí es convergencia el parecido de los cetáceos con los peces. Ambos son vertebrados pero no están cercanamente emparentados. Bajo la apariencia externa de las aletas de un delfín, parecidas a las de los peces, se esconden cinco dedos de mamífero. También es convergencia el parecido morfológico de los cetáceos con los extintos reptiles marinos del Mesozoico, como los ictiosaurios. A estos casos de convergencia con grupos que no son contemporáneos se les denomina “relevo evolutivo”, porque uno acaba ocupando el nicho ecológico abandonado por el otro y convergen hacia los mismos planes corporales por selección natural.

Ejemplo metafórico de aparente analogía que probablemente sea una homología. A la izquierda, decoración de una ermita del siglo XVI en Mallorca. A la derecha, recurso decorativo similar en Lamu, junto a la frontera de Kenia con Somalia. La relación de parentesco podría plantearse por el hecho de que ambas zonas fueron históricamente islamizadas y compartieron, por tanto, un ancestro común.

Cambios dentro de un orden

También resulta curioso que soluciones evolutivas equivalentes se hayan dado a ambos lados del Atlántico. Los armadillos americanos y los pangolines africanos serían un buen ejemplo de ello. Tiene su lógica. La naturaleza no puede inventar cualquier cosa (2). Hay límites biofísicos que no pueden rebasarse y aspectos del desarrollo que dan más juego que otros. Fabricar un animal en versión grande o en versión pequeña puede conseguirse con una simple modificación del metabolismo, alterando la actividad de la hormona del crecimiento. Un cambio bien sencillo que puede dar resultados espectaculares, como queda patente en dos razas de perros como el Chihuahua y el San Bernardo. Además, los papeles a representar en los ecosistemas (los nichos ecológicos) no son muchos ni muy distintos en los diferentes biomas. Hay un hueco para los carroñeros y es fácil que todos ellos acaben desarrollando un buen olfato. No es sorprendentemente el caso de los buitres, que encuentran las carroñas gracias al comportamiento llamativo de los córvidos, pero sí el de muchos mamíferos necrófagos.

Algo similar explica también el que grandes grupos de mamíferos, como marsupiales y placentarios, hayan encontrado parecidas soluciones evolutivas ante problemas ecológicos similares, aunque en distintos momentos de la historia. Un buen ejemplo es el de los lobos placentarios y los tilacinos o lobos marsupiales, de cuya extinción nos habló con tanto acierto Pedro Galán en el número 328 de Quercus (3). Otros dos grupos también lejanos filogenéticamente son los miriápodos diplópodos y los crustáceos isópodos, aunque compartan la estrategia defensiva de adoptar forma de bola (conglobación).

Sorpresas de la genética

De todos modos no es fácil desentrañar si los parecidos son cuestión de parentesco o de convergencia. Hace falta conocer la filogenia de los distintos grupos para analizar su distancia genética y esto sólo ha sido posible hace unas pocas décadas. Anteriormente sólo las pruebas de tipo anatómico podían resultar de ayuda, como analizar comparativamente el interior de las aletas de los cetáceos y los peces. Pero estas pruebas anatómicas por sí mismas, sin apoyo de la genética, pueden resultar engañosas. Durante años se ha puesto como ejemplo de convergencia los diferentes ojos de los animales, pero hoy sabemos que unos mismos genes conservados en estirpes muy poco emparentadas, como el gen Pax-6, activan en todos ellos la formación de un ojo durante el desarrollo, con lo cual no son eventos evolutivos realmente independientes, a pesar de las enormes distancias temporales que existen entre, por ejemplo, un cefalópodo y un vertebrado terrestre. En otras palabras, si insertamos el gen Pax-6 de un vertebrado en el genoma de un embrión de calamar inducirá la formación de ojos de calamar, por muy increíble que pueda parecer.

Sin embargo, quizá uno de los casos más curiosos de convergencia es el que se da en la coincidente pérdida de algunas estructuras, como ocurre con los propios ojos o con el color corporal en las formas de vida cavernícola; un entorno éste (escaso de luz, alimento y depredadores) donde la propia economía de la naturaleza lleva a una evolución regresiva, es decir, a la pérdida de estructuras preexistentes, con el fin de maximizar los recursos dedicados a la supervivencia y la reproducción.

Bibliografía

(1) Ericson, P.G.P. y otros autores (2006). Diversification of Neoaves: integration of molecular sequence data and fossils. Biology Letters, 22: 543-547.

(2) Martínez-Abraín, A. (2008). No todo es posible. Quercus, 266: 6-7.

(3) Galán. P. (2013). La lección del lobo marsupial. Quercus, 328: 46-54).