La Ciencia y sus Demonios

Monarcha melanopsis, del sur de Nueva Guinea y el este de Australia. Crédito: Birdlife Australia

El estudio del cómo las especies evolucionan ha tenido tradicionalmente una de sus vertientes más importantes en la fauna y flora que se encuentran en las islas. Las especies que encontramos en dichos entornos proporcionan una gran cantidad de información, que los biólogos han utilizado para diseñar modelos que han sido aplicados incluso en ambientes no estrictamente insulares, modelos que además han arraigado fuerte en la Biología Evolutiva. Sin embargo, esto es Ciencia. El desarrollo de nuevas técnicas es inevitable; y el estudiar otra vez aquello ya investigado pero aplicando tales novedades tecnológicas también… Y luego pasa lo que pasa, que igual no todo era tan sencillo como pensábamos…

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Desde hace más de un siglo las islas representan para los biólogos un gran laboratorio natural donde analizar la evolución. Históricamente, la distribución y evolución de la fauna y flora insular han sido estudiadas mediante herramientas taxonómicas, es decir, aquellas que se basan en el examen de las diferencias y similitudes de los seres vivos para su clasificación en especies, géneros, familias, etc. Dichos estudios demuestran que la riqueza de especies tiende a disminuir conforme las islas se alejan cada vez más del continente.

Este dato ha sido tradicionalmente interpretado por los biólogos como prueba fehaciente de que la dispersión y posterior evolución de las especies que encontramos en las islas había seguido una ruta que comienza en el continente y acaba en las islas. Razonan que, dado que los continentes son mucho más inmensamente ricos en fauna y flora que las islas, será mucho más probable que una especie, por hache o por be, salga del continente y acabe en una isla, que a la inversa.

Ya más recientemente, el descubrimiento del DNA y el nacimiento de la Genética como ciencia, ha brindado a los biólogos nuevas herramientas para… prácticamente todo, incluyendo la investigación de la evolución de las especies. Y cómo no, la genética ha sido aplicada sobre los mismos estudios que los taxónomos previamente habían realizado sobre la naturaleza de las islas como laboratorios evolutivos.

Islas… islas everywhere… Micronesia, Melanesia y Polinesia. Crédito: Caos y Ciencia.

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¿Y cómo se hace tal cosa mediante la genética? Al igual que los taxónomos organizan los seres vivos en base a sus similitudes y diferencias, en cosas como el comportamiento o las características físicas; los genéticos hacen lo mismo pero comparando las similitudes y diferencias de los genes de distintas especies. Aplicado al caso de las islas, lo que los taxónomos esperan encontrar es que las diferencias que presenta una especie respecto a las demás, sea equivalente a la posición que ocupa su isla respecto las demás islas y el continente; los genéticos por su parte esperan que la distancia genética de una especie respecto a las demás, también sea equivalente a la posición de su isla respecto al resto de islas y el continente. Y se podría decir que dicha tesis ha sido comprobada bastantes veces.

Por ejemplo, el caso de las arañas del género Nephilengys de Madagascar, cuya genealogía aparece en el sentido de África → Madagascar → Mauricio, Reunión (islas localizadas al este de Madagascar y aún más lejos del continente africano) (ref. 1). O el caso de los saltamontes del género Arminda, endémicos de Las Canarias, su estudio a nivel genético revela un patrón del tipo: Lanzarote, Fuerteventura → Gran Canaria → Tenerife → La Palma, La Gomera, El Hierro, islas igualmente cada vez más alejadas del continente (ref. 2). O también la ranita Leptodactylus validus de Sudamérica, cuyas poblaciones son genéticamente más diferentes en el sentido de Guyana (continente) → Trinidad (isla) → Tobago, Granada, San Vicente (islas más alejadas de la costa que Trinidad) (ref. 3).

De izquierda a derecha. Nephilengys bornonica de Madagascar merendándose un grillo (crédito: wikipedia); Arminda burri, ortóptero endémico de Las Canarias (crédito: figuras de protección de Gran Canaria); Leptodactylus validus de Sudamérica (crédito: Information Bank of Leptodactylus frog).

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Pero claro… ¡estamos en Biología! Y si para algo están las “normas”, es para incumplirlas adrede y con alevosía. Los biólogos Christopher E. Filardi y Robert G. Moyle, del Departamento de Ornitología del American Museum of Natural History de New York, Estados Unidos, publicaron en el año 2005 en la prestigiosa Nature, un artículo que desmontaba una de estas famosas tesis.

Defendida por el célebre biólogo evolutivo, taxónomo y ornitólogo Erns Mayr (1904 – 2005), esta aludía a que un importante grupo de aves presente en las islas de la Melanesia, Micronesia y Polinesia (esa miríada de islitas localizadas desde el sureste asiático hasta la mitad del Océano Pacífico, pasando por Oceanía), no era otra cosa que conquistadores procedentes de Asia y Australia, los continentes más cercanos. Además, con tal marabunta de islas se esperaba que la conquista hubiera sucedido de forma paralela en diversas islas, de modo que muchas especies isleñas debían ser “hermanas” de las de los continentes australiano y asiático. Tales aves eran los “papamoscas monarca” ¡que no deben ser confundidos con nuestros papamoscas europeos! Los nuestros pertenecen a la familia Muscicapidae, los “monarca” pertenecen a la familia Monarchidae… son diferentes linajes de aves.

Las investigaciones de Mayr habían empleado la taxonomía tradicional. El trabajo de Filardi y Moyle estaba basado en el empleo de dos herramientas genéticas distintas: un gen presente en nuestras factorías energéticas, las mitocondrias, llamado «nicotinamida adenina dinucleótido deshidrogenasa» (ND2) y un elemento genético presente en la biblioteca celular, el núcleo, llamado «intron 2 de mioglobina». Tomaron ambos elementos de cada especie, a continuación, compararon todos los ND2 de todas las especies entre sí y también compararon todos los «intron 2 de mioglobina» de todas las especies entre sí; con el resultado obtenido ordenaron las especies según lo parecidos que eran entre sí sus elementos genéticos.

¿El resultado? Las distintas especies no habían surgido mediante una acreción paralela de distintos linajes desde el continente, sino que al parecer todas son fruto de un único linaje invasor. Pero había más: las especies provenientes de las islas más remotas (archipiélago de las Hawai y el este de la Polinesia) ¡eran las más antiguas!, no las más modernas como se esperaba (el fruto de la última y más reciente colonización)… mientras que las especies del continente australiano (Monarcha frater y Monarcha melanopsis) eran las más modernas y no las más antiguas (aquellas que debieron iniciar la invasión)… ¿Qué demonios estaba pasando?.

Evolución de los “papamoscas monarca” en el Pacífico. Crédito: Nature.

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Aparentemente, los ancestros de estas aves abandonarían el continente asiático en el Plioceno (~5.3 – 2.5 millones de años). De forma temprana alcanzaron las islas Hawai y el linaje de estas aves se escindió en dos grupos: uno conquistaría Micronesia y Melanesia, solo recientemente (hace menos de un millón de años) arribaría a Nueva Guinea y Australia; paralelamente el otro linaje invadiría Polinesia. De modo que la invasión comenzó desde el sureste asiático hacia las islas y de estas… al gran continente australiano, un panorama muy distinto al que se esperaba. De todas maneras los mismos autores argumentan la necesidad de comparar la evolución geográfica del sureste asiático y Oceanía con la evolución de sus habitantes, razón por la que también es necesario estudiar otras familias de aves. También aseveran que sus datos seguramente no están lo suficientemente completos como para elaborar un mapa definitivo, ya que tienen sospechas de notables tasas de extinción de aves en esta área del mundo…

Las islas son un laboratorio evolutivo, de eso los biólogos no tienen ninguna duda. Sin embargo, aún hoy siguen dando muchas sorpresas. Mas una cosa está clara… ¡hacen falta más estudios!

[continuará…]

REFERENCIA (principal):

• Filardi CE & Moyle RG. 2005. Single origin of a pan-Pacific bird group and upstream colonization of Australasia. Nature 438: 216-219. Artículo disponible gratuitamente aquí.

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• Evolución en islas: (1), (2), (3)

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BONUS TRACK. Hypothymis azurea, uno de los pajaritos del sureste asiático incluidos en el estudio.

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REFERENCIAS (complementarias).

• 1.- Kunter M & Agnarsson I. 2011. Biogeography and diversification of hermit spiders on Indian Ocean islands (Nephilidae: Nephilengys). Molecular Phylogenetics and Evolution 59 (2): 477-488.

• 2.- Hochkirch A & Görzig Y. 2009. Colonization and speciation on volcanic islands: phylogeography of the flightless grasshopper genus Arminda (Orthoptera, Acrididae) on the Canary Islands. Systematic Entomology 34 (1): 188-197.

• 3.- Camargo A et al. 2009. Phylogeography of the frog Leptodactylus validus (Amphibia: Anura): Patterns and timing of colonization events in the Lesser Antilles. Molecular Phylogenetics and Evolution 53 (2): 571-579.