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  • Los ocho ojos de las arañas

    Los ocho ojos de las arañas

    Existen unas cuarenta y ocho mil especies de arañas que se distribuyen en prácticamente todos los ambientes terrestres del planeta, con la excepción de los de la Antártida. Con un sólo caso de una curiosa araña herbívora de Centroamérica, la inmensa mayoría de las especies de araña son depredadoras que se alimentan de insectos y otros artrópodos. Casi todas tienen cuatro pares de ojos, que varían mucho en tamaño y función, dependiendo de los hábitos de cada especie. Las arañas que cazan activamente a sus presas, por ejemplo, tienden a poseer grandes ojos capaces de formar imágenes estereoscópicas muy nítidas. En cambio, las especies que usan telarañas para capturar a sus presas generalmente tienen ojos más pequeños, algunos de los cuales sólo detectan movimientos de las luces y las sombras.

    Figura 1. Los cuatro pares de ojos de una araña saltarina: AM ojos anteriores medios; AL anteriores laterales; PM posteriores medios; PL posteriores laterales. La foto original es de J. J. Harrison, Wikimedia Commons.

    ¿Cómo es que las arañas llegaron a tener ocho ojos? La mitología de la tribu Winnebago de Nebraska lo explica en uno de los muchos relatos del origen del mundo que tiene este pueblo originario de la zona de los Grandes Lagos del norte de los Estados Unidos.

    LOS OJOS DE LA ARAÑA
    Una leyenda del pueblo Winnebago (Ho-Chunk)

    Una vez que el Creador del Mundo hubo terminado su obra, buscó a un guardián que pudiera vigilarla. Escogió primero a Tortuga, quien no resultó un buen vigía porque sus cortas patas no le permitían extender bien su cuerpo. El Creador buscó otro guardián. El elegido, Cuervo, tenía una gran visión pero resultó muy dicharachero y regañón, pues nunca callaba y se la pasaba reprendiendo a todos los demás. El Creador tuvo que buscar otro vigilante. El tercer elegido fue Oso, quien resultó un gran vigía porque podía levantarse sobre sus patas y ver muy lejos. Sin embargo, Oso tenía muy mal genio y peleaba con todos. El Creador decidió entonces nombrar a Araña como su nuevo vigía.

    Araña podía trepar en la vegetación, lo que le permitía ver muy lejos. Además, su voz era tan tenue que nadie más que el propio Creador podía escucharla. Al principio, Araña tenía solamente dos ojos, como todos los demás. Complacido con su trabajo, el Creador decidió otorgar a Araña otros seis ojos, para que pudiera divisar en todas las direcciones del mundo. Desde entonces, todas las arañas tienen ocho ojos.

    Basado en D. L. Smith (1997)

    LOS OJOS DE LA ARAÑA
    Una historia evolutiva

    Los dos grupos de artrópodos terrestres más ricos en especies (los insectos y las arañas) descienden de una línea evolutiva muy antigua que surgió en los mares del Cámbrico, hace más de quinientos millones de años. La evidencia fósil muestra que desde entonces algunos artrópodos ya habían desarrollado sistemas visuales con ojos muy complejos, como los de los trilobites y los de un depredador gigante conocido como Anomalocaris.

    Cuando los ancestros de los insectos y los de las arañas invadieron el ambiente terrestre (cada línea por su lado), se dieron cambios importantes en la anatomía y la función de los ojos, como adaptaciones al nuevo ambiente. Los insectos retuvieron el patrón general de un solo par de ojos, generalmente de gran tamaño y constituido por miles de componentes individuales (llamados facetas). A diferencia de estos «ojos compuestos» de los insectos, las arañas desarrollaron un mayor número de ojos, generalmente ocho, con muchas menos facetas. De hecho, en muchos casos las facetas de los ojos de los arácnidos se han fusionado en una sola lente, para constituir un «ojo simple».

    Figura 2. Los insectos tienen un par de ojos compuestos de miles de facetas. En algunas especies los ojos son órganos muy complejos, con facetas y células fotosensibles especializadas en diferentes funciones. ©2020 Héctor T. Arita

    El ojo de algunos insectos contiene facetas especializadas, algunas de las cuales detectan movimiento, mientras que otras forman imágenes más detalladas y otras pueden diferenciar colores o incluso detectar luz ultravioleta. En las arañas, estas diferentes funciones se reparten entre los diferentes tipos de ojos.

    Las arañas saltarinas son especies que acechan y capturan sus presas activamente, sin usar telarañas. Para hacer eso necesitan una visión muy aguda que les permita detectar, perseguir y capturar sus presas. Esta función la cumple el par de ojos anteriores medios (AM, Figura 1), que son enormes y que forman imágenes muy nítidas de un área relativamente pequeña. Al mismo tiempo, las arañas saltarinas pueden ser presa de depredadores más grandes, por lo que requieren también una visión periférica que les permita detectar posibles peligros. Esta otra función la desempeña el par de ojos anteriores laterales (AL en la Figura 1), que son también muy grandes pero que están especializados en cubrir un área de visión mucho más amplia, aunque con menor nitidez.

    Como los ojos AL se proyectan hacia el frente, es posible que los otros cuatro ojos (los pares posteriores, PL y PM en la Figura 1) sirvan para detectar movimientos y sombras provenientes de atrás y de los lados. De esta manera, tal como en la leyenda del pueblo Winnebago, las arañas pueden cubrir con su campo de visión todas «las direcciones del mundo» desde donde se pudiera encontrar algún peligro.

    Otras arañas que persiguen activamente a sus presas tienen configuraciones y funciones de los ojos similares a las de las arañas saltarinas, aunque existen variaciones en cuanto cuales de los ojos cumplen cada función. En las arañas lince, por ejemplo, son los ojos posteriores laterales (PM) los que son más grandes, más proyectados al frente y que proveen las imágenes necesarias para detectar y perseguir las presas. El resto de los ojos son relativamente más pequeños y proyectados en otras direcciones y funcionan principalmente para detectar sombras y movimientos de posibles peligros.

    Figura 3. Una araña lince verde. El círculo marca el órgano especializado con los ocho ojos. © 2020 Héctor T. Arita

    Las arañas que capturan sus presas con telarañas tienen ojos mucho más pequeños y ninguno de ellos forma imágenes muy nítidas. En todos los casos, aún estos diminutos ojos se pueden relacionar con los cuatro tipos ilustrados en la Figura 1. La gran diversidad de sistemas de visión en las cerca de cuarenta y ocho mil especies de arañas representa variaciones en el mismo tema general: cuatro pares de ojos con diferentes grados de desarrollo y con diferentes posiciones.

    Figura 4. Los ojos de una araña lince en vista dorsal (izquierda) y frontal (derecha). Los acrónimos (AM, AL, PM, PL) son los de la figura 1 y muestran la homología (correspondencia evolutiva) entre los ojos de las arañas saltarinas y las arañas lince. ©2020 Héctor T. Arita

    La leyenda de los Winnebago se refiere al origen de los ocho ojos de la araña como una solución a un problema particular. La historia evolutiva del orden Araneae se refiere a las adaptaciones de esos ocho ojos a la multitud de diferentes necesidades de las miles y miles de especies de arañas.

    REFERENCIAS

    Morehouse, N. I., Buschbeck, E. K., Zurek, D. B., Steck, M., & Porter, M. L. (2017). Molecular evolution of spider vision: New opportunities, familiar players. The Biological Bulletin233(1): 21-38. Una revisión técnica de la evolución de los ojos y de la visión entre los arácnidos.

    Smith, D. L. (1997). Folklore of the Winnebago tribe. University of Oklahoma Press. Una compilación de leyendas del pueblo Winnebago, adaptadas y comentadas por un propio miembro del grupo.

    Spano, Lauren, Skye M. Long, and Elizabeth M. Jakob. (2012) «Secondary eyes mediate the response to looming objects in jumping spiders (Phidippus audax, Salticidae).» Biology Letters 8(6): 949-951. Estudio experimental que demuestra las diferentes funciones de los ojos de una especie de araña saltarina.

  • El bisabuelo del tatarabuelo de Dawkins

    Richard Dawkins. Foto: Shane Pope, Wikimedia Commons

    Richard Dawkins es una de las figuras más controvertidas en las ciencias biológicas y su intersección con las religiones. En biología evolutiva, Dawkins es conocido principalmente por su libro El gen egoísta (1976) en el que se propugna un papel preponderante de los genes, más que de los individuos, en los procesos evolutivos. Como consecuencia, según Dawkins, las relaciones entre los individuos estarían dictadas en gran medida por el grado de parentesco, y por ende la proporción de genes en común, entre ellos. Además de ser conocido por su labor en la comunicación y la comprensión de la ciencia, Dawkins es famoso por su extrema postura antirreligiosa, expresada claramente en su obra El espejismo de Dios (2006), en el que describe lo que él llama un delirio de la gente religiosa que se aferra a sus creencias a pesar de las múltiples facetas negativas de la religión que Dawkins se asegura de describir con profusión.

    Debido a estos antecedentes llamó mucho la atención del público una nota periodística publicada en la edición dominical de The Telegraph en la que se habla de un ancestro de Dawkins. Según la nota de Adam Lusher, Henry Dawkins, el bisabuelo del tatarabuelo de Richard Dawkins, amasó una considerable fortuna aprovechándose del tráfico de esclavos en Jamaica durante la primera mitad del siglo XVIII. Según se insinúa en el artículo, el Dawkins de nuestra época debería sentirse culpable por el origen de su riqueza heredada. 

    Según relata Dawkins en la página de la fundación que lleva su nombre, en algún momento de la entrevista Lusher le preguntó a Dawkins si pensaba que la selección darwiniana tenía mucho que ver con los genes. Al recibir una respuesta positiva, Lusher habría dicho «Bueno, algunas personas dirían que usted podría haber heredado un gen esclavista de Henry Dawkins.» La exasperada respuesta de Dawkins fue «Usted claramente necesita una clase de genética; Henry Dawkins fue el bisabuelo de mi tatarabuelo, de manera que solo uno de cada 128 de mis genes podría proceder de él.»

    Aquí Dawkins aplica la conocida fórmula de genética de poblaciones que muestra que con nuestros parientes más cercanos (nuestros padres o nuestros hermanos) compartimos aproximadamente la mitad de nuestros genes. Con cada uno de nuestros abuelos compartimos una cuarta parte de los genes, con los bisabuelos una octava parte, etc. Así, Dawkins comparte aproximadamente 1/128 de sus genes con Henry, su ancestro de séptima generación.

    Lo que no rebate Dawkins es la posibilidad de un supuesto «gen del esclavismo», un pedazo de información genética que haría a Dawkins, según la insinuación del periodista,  propenso a practicar la esclavitud. En cambio, Dawkins señaló que entre sus ancestros directos también se pueden encontrar religiosos anglicanos de los que claramente no habría heredado ningún gen de propensión a la religión.

    Para muchos biólogos evolucionistas, toda esta discusión sobre los genes del esclavismo o los genes de la religión sería absurda. Las facetas del comportamiento humano son tan complejas y dependen de tantos factores que es ocioso pensar que atributos particulares, y mucho menos las propensiones sociales, puedan estar determinadas por un gen en especial. Sin embargo, algunos practicantes de la llamada psicología evolutiva defienden la idea de que varios de nuestros comportamientos fundamentales están determinados directamente por genes, y que algunos de estos genes son copias de aquellos que fueron seleccionados desde la prehistoria. Pienso que ningún científico defendería en un debate académico la idea de un gen en particular que tuviera que ver con la propensión a dedicarse a la trata de esclavos, pero esa fue la línea de argumentación del propio Dawkins, al menos para defenderse de los ataques del periodista de The Telegraph.

    Parece ser que Dawkins fue también el que sacó a colación una implicación religiosa de la acusación de Lusher. Dawkins citó uno de los libros del Antiguo Testamento (Números 14:18) para dar un ejemplo de lo que él llama la moral torcida de los libros bíblicos. La referencia aparece también en el Éxodo 20:5-6, de donde la reproduzco en la versión de Nácar y Colunga:

    […] yo soy Yavé, tu Dios, un Dios celoso, que castiga en los hijos las iniquidades de los padres hasta la tercera y cuarta generación de los que me odian, y hago misericordia hasta mil generaciones de los que me aman y guardan mis mandamientos.

    Sello conmemorativo de la abolición de la esclavitud en Jamaica

    ¿Es Richard Dawkins responsable de las acciones de un ancestro de séptima generación? ¿O en general somos nosotros responsables por las acciones de nuestros abuelos o padres? Supongo que ningún abogado serio entablaría un juicio en contra del Dawkins de nuestra era por posibles crímenes de su ancestro cometidos hace 300 años, sobre todo considerando que tales acciones no eran consideradas inmorales ni ilegales en ese tiempo. Empero, el reportero parece sugerir que algunos pobladores de Jamaica merecerían algún tipo de retribución por el trato denigrante que sus antepasados pudieran haber sufrido a manos del Dawkins del siglo XVIII.

    Una discusión más profunda de la responsabilidad que podemos tener por las acciones de nuestros parientes o ancestros tiene ramificaciones importantes para los cristianos. A final de cuentas, la manera en la que las diferentes escuelas filosóficas del cristianismo interpretan el pecado original tiene que ver con esa posible heredabilidad de las responsabilidades y las culpas. Según Agustín de Hipona (San Agustín), todos los seres humanos debemos responder por la caída en tentación de Adán y Eva y somos tan culpables de su desacato como ellos mismos. Varias de las sectas cristianas más conservadoras reconocen como cierta la interpretación de San Agustín. La Iglesia Católica ofrece una visión diferente en la que el pecado original es más bien un «estado» (un estado de pecado) y no tanto una acción que merezca castigo o genere responsabilidad a perpetuidad a todos los descendientes de Adán y Eva.

    Por supuesto, para los seculares todo el debate cristiano acerca del pecado original es tan bizantino e irrelevante como la discusión bizantina primordial sobre el sexo de los ángeles. Lo interesante del caso de Henry Dawkins es el uso de supuestos argumentos genéticos del reportero para provocar a Dawkins y la utilización de argumentos religiosos de Dawkins para defenderse de Lusher. Usados fuera de contexto, los dos tipos de argumentos pueden convertirse en peligrosas falacias.

    [Nota]
    Henry Dawkins es tanto el bisabuelo del tatarabuelo de Richard Dawkins como el tatarabuelo de su bisabuelo, es decir, el ancestro de séptima generación del Dawkins actual. No parece haber en español una palabra para describir esa relación; rebisabuelo, transbisabuelo y tresabuelo son sinónimos de tatarabuelo (según María Moliner). El padre del tatarabuelo podría ser el transtatarabuelo, de manera que Henry podría ser descrito como el trans-trans-transtatarabuelo o trans-tatara-tatarabuelo de Richard.
    Por cierto, contrariamente a lo que piensan algunos, un chozno no es el padre de un tatarabuelo, sino el hijo de un tataranieto (ver el diccionario de la Real Academia Española de la Lengua).

    [Nota, 2 de abril 2019]
    Los genealogistas emplean una nomenclatura para los ancestros basada en el número de generación. Así, los abuelos son «primeros abuelos», los bisabuelos son «segundos abuelos», los tatarabuelos son «terceros abuelos» y los trastatarabuelos «cuartos abuelos» o «cuadriabuelos».

    Los siguientes ancestros son llamados pentabuelos, hexabuelos, heptabuelos, octabuelos, eneabuelos y decabuelos. De esta manera, el bisabuelo del tatarabuelo de Dawkins (el ancestro de séptima generación) sería su sexto abuelo o hexabuelo.

     

  • Un cronopio en el Cretácico

    Si todavía los cronopios (esos verdes, erizados, húmedos objetos) anduvieran por las calles, se podría evitarlos con un saludo: —Buenas salenas cronopios cronopios.

    Julio Cortázar, Historias de cronopios y de famas

    El pasado 2 de noviembre comenzaron a circular noticias acerca del hallazgo de una «ardilla de dientes de sable» que había habitado lo que ahora es la Patagonia hace más de 93 millones de años.  La mayoría de las notas periodísticas mencionaban la semejanza entre este animal y Scrat, el personaje de la película La Era de Hielo.  En un reportaje en Science Now,  el portal electrónico de noticias de la revista Science, incluso se recalcó que, al igual que Scrat, la criatura recién descubierta habría tenido problemas para encontrar bellotas en el período Cretácico.

    Cronopio dentiacutus. Jorge González, Nature

    Parece ser que todas estas alusiones a Scrat surgen de un comentario que, de pasada, hizo Guillermo Rougier, el autor principal del artículo en Nature en donde se reporta el hallazgo de los fósiles.  Rougier, paleontólogo argentino de la Universidad de Louisville en Kentucky, simplemente recalcó el parecido que debió haber tenido el animal que descubrió con el personaje de la película.  Ambos tienen grandes ojos, una mandíbula larga y estrecha, y unos dientes anteriores alargados y curvos.  El problema fue que muchas de las notas periodísticas tomaron esta comparación en forma literal y reportaron el descubrimiento de una ardilla dientes de sable de casi 100 millones de años de antigüedad.  Al hacerlo, no sólo proporcionaron información incorrecta, sino que desviaron la atención de los aspectos realmente relevantes del descubrimiento.

    Para empezar, Cronopio dentiacutus, nombre oficial del animal descubierto por Rougier y sus colaboradores, no fue una ardilla.  Cronopio forma parte de un grupo extinto de mamíferos llamados driolestoideos, que estuvieron emparentados con los ancestros de los marsupiales y los placentados modernos, pero que no se encuentran en la misma línea evolutiva.  Los roedores surgieron apenas al final del Cretácico (hace 65 millones de años) y las primeras ardillas se encuentran en estratos del Eoceno (hace menos de 56 millones de años).  Los «dientes de sable» de este fósil son los caninos, que de hecho le dan el nombre específico dentiacutus a Cronopio (dentiacutus significa «dientes aguzados»).  Cronopio y el resto de los mamíferos del Cretácico eran insectívoros; los largos y afilados caninos de esta especie son estructuras muy especializadas, pero no está muy claro cuál pueda haber sido su función.

    La verdadera importancia científica del descubrimiento de Cronopio es que se trata apenas del segundo mamífero del que se han encontrado cráneos más o menos completos en estratos sudamericanos del Mesozoico (la «era de los dinosaurios», que incluye el Triásico, el Jurásico y el Cretácico).  El resto de las especies de esta era se conocen a través de dientes y fragmentos de otros huesos.  Durante gran parte del Mesozoico Sudamérica estuvo conectada a la Antártida, Australia y África, formando el continente de Gondwana.  Cronopio, un animal de apenas unos 20 cm de largo, vivió en un ambiente semitropical en el que los animales más visibles eran los dinosaurios.

    Los caninos de Cronopio y otras características especializadas de su cráneo, indican que los driolestoideos deben haber sido muy diversos en Sudamérica durante el Cretácico.  En contraste, en localidades del norte del planeta se ha encontrado mayor diversidad de placentados y marsupiales que de driolestoideos.  El hallazgo de Cronopio proporciona información nueva sobre la evolución temprana de los mamíferos.

    Otro punto importante ignorado por la gran mayoría de las notas es que el nombre genérico Cronopio es un homenaje a Julio Cortázar, de quien Rougier es un admirador.  Los cronopios en la literatura de Cortázar son unos seres nunca bien descritos pero que se caracterizan por ser poco convencionales y estar siempre al margen de las reglas.  Dadas las extrañas características del cronopio del Cretácico, el nombre elegido por Rougier y sus colegas es sin duda muy adecuado.  Francamente, la comparación con los cronopios de Cortázar habla mucho más sobre este mamífero ancestral que una alusión a la caricatura de una ardilla pleistocénica como Scrat.

    Julio Cortázar (1914 – 1984)