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¡No me copies! (o qué tienen en común una botella de anís, una hormiga y un escarabajo).

8 junio, 2010

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Durante la evolución biológica, los organismos cambian de muy distintas maneras a lo largo del tiempo. Tradicionalmente tendemos a pensar que se van separando o, mejor dicho, van divergiendo cada vez más entre sí, y en líneas generales es correcto. Así encontramos órganos que tuvieron un origen común y que han divergido hasta parecerse poco, incluso en su función: el ala de un murciélago, la aleta de un delfín o la pata de un caballo parecen órganos completamente distintos, pero si estudiamos su anatomía interna, observamos que responden a la misma estructura.

Extremidades anteriores homólogas

Extremidades anteriores homólogas

Las estructuras como éstas que, a pesar de tener diferente aspecto y/o función, son similares anatómicamente por tener el mismo origen evolutivo se denominan homólogas y el fenómeno se llama divergencia adaptativa. A partir de la misma estructura, la adaptación a distintos medios y modos de vida ha utilizado el mismo órgano para resolver problemas diferentes.

Oro parece, plata no es…

Sin embargo, la adaptación produce en ocasiones el efecto contrario: dos órganos de origen evolutivo muy distinto pueden presentar la misma función e incluso un aspecto similar. En estos casos, hablamos de órganos análogos, y el fenómeno se conoce como convergencia adaptativa. El ala de las aves y el de las mariposas representan uno de los ejemplos más conocidos, pero existen muchísimos otros.

En el caso de la convergencia adaptativa, la presión selectiva ha llevado a modificar órganos de diferente naturaleza hacia una forma y función similares, con objeto de resolver un mismo problema por diferentes caminos.

No solo copian los japoneses

Podríamos pensar que los fenómenos de convergencia se reducen al campo de la biología evolutiva, pero no estaríamos totalmente en lo cierto. La cultura y la tecnología humana también producen instrumentos convergentes con otras formas biológicas, a veces por copia, a veces por coincidencia.

El mecanismo de una cámara fotográfica y  la del ojo humano, el diseño interno de los cables de acero y las fibras de colágeno en los tendones o el funcionamiento del velcro y las estructuras que emplean algunas semillas para su dispersión,  son solamente ejemplos de como nuestros aparatos también copian las soluciones de la naturaleza.

¿En qué se parece una botella de anís, una hormiga y un escarabajo?

La inspiración en diseños biológicos para resolver problemas humanos no es algo raro, e incluso tiene nombre: biomimética. Sin embargo, en ocasiones no se trata de una copia, sino una verdadera convergencia adaptativa en toda regla: ante el mismo problema, animales y cultura humana han desarrollado soluciones similares de forma independiente.

Uno de los casos más curiosos, en el que hemos trabajado personalmente, reune botellas de anís y adornos ceremoniales con órganos biológicos emisores de sonido. Se trata de un fenómeno de convergencia adaptativa en la producción de sonido o, mejor dicho, en la comunicación acústica de especies tan dispares como el ser humano, los escarabajos y las hormigas.

La botella de anís es un instrumento tradicional de Castilla y Extremadura, que se emplea desde principios del siglo XIX y se utiliza como acompañamiento en diversas canciones populares. La forma de tocar consiste en raspar la superficie rugosa de la botella con una llave o una cuchara metálicas. Instrumentos similares basados en el mecanismo de rascado de una superficie ranurada, tales  como el Guiro, los rascadores de hueso o simples conchas,  nos acompañan desde la prehistoria.

Sin embargo, otros animales inventaron el mismo tipo de instrumento unos cuantos millones de años antes que nosotros. Muchos insectos poseen mecanismos muy parecidos estructuralmente a los arriba descritos, con la diferencia de que no los han fabricado, sino que forman parte de la estructura de su cuerpo.

Foto: J.M.Hernández

Algunos escarabajos, como el Iberodorcadion de la izquierda, presentan una placa estriada en la región dorsal del tórax que rasca contra el borde engrosado del segmento anterior cuando el coleóptero mueve arriba abajo la cabeza y el tórax. La estructura de la placa, denominada pars stridens, hace las veces de “botella de anís”, emitiendo un sonido tan peculiar como éste:

Foto: J.P.Zaballos

Un órgano de este tipo, denominado órgano estridulador, lo podemos encontrar en otras familias de escarabajos, como los carábidos del género Typhlocharis (derecha), con la peculiaridad de que aparece en un lugar muy diferente: la cabeza.

Y aún podemos encontrar la misma estructura en un grupo tan alejado de los escarabajos como son las hormigas, y en una ubicación tan alejada de la cabeza como el abdomen. Messor barbarus, una especie de hormiga bastante común, presenta una placa estriada en la región dorsal del cuarto segmento abdominal, el cual rasca contra el borde engrosado del tercer segmento.

Como es de esperar, una estructura similar produce un sonido similar, y así suena nuestra hormiga:

Foto: E.Ruiz, M.D.Martínez & J.M.Hernández


Sin duda, se trata de un caso curioso de aparición de la misma estructura en tres lugares tan diferentes como la cabeza, el tórax y el abdomen, y que además nos muestra que los fenómenos de convergencia adaptativa no son nada raro en la naturaleza. De hecho, no es necesario ir a buscar grandes vertebrados con portentosas adaptaciones al vuelo o la natación en el océano. En el jardín de nuestra casa o en el parque más cercano podemos observar en cualquier momento la evolución en acción, de mano de animales que  si bien son más pequeños no por ello son menos interesantes.

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  1. 8 junio, 2010 de 8:45

    Uf, menos mal que estos animalitos no miden 1 metro de largo, porque antes de devorarnos nos podrían la cabeza como un bombo con este sonidito 😀

    Muy interesante el artículo, J.M.

  2. 8 junio, 2010 de 9:03

    Joer como mola 😀 Muy muy guapo y muy interesante. Quien diría que la cabezona de Messor barbarus también se monta conciertos por ahí, jeje.

    Otro caso de convergencia que es la leche es el de los mantíspidos y el de las verdaderas mantis 😛

  3. Rhay
    8 junio, 2010 de 10:23

    Claro, y luego alguno te vendrá diciendo que esos chirridos son “psicofonías”… En fin…

    Enhorabuena por el artículo, me ha dejado ojiplático, la verdad…

  4. 8 junio, 2010 de 11:16

    ¿Se podrían amaestrar y así tener un acompañamiento curioso para cantar villancicos? 😀

    Enhorabuena por el artículo, muy interesante y bien explicado.

  5. mikemarlowe
    8 junio, 2010 de 14:50

    Buenas:

    Muy curioso, sin duda. Enhorabuena por el artículo.

  6. 8 junio, 2010 de 18:00

    Me gustaría acotar que la teoría evolutiva que explica estos fenómenos también sirve para muchos otros que estudiamos en la psicología biológica. Tenemos el caso de que una misma estructura social se desarrolla en dos civilizaciones históricamente separadas y que una no pudo tener contacto con la otra.

    Los magufos encuentran la existencia de pirámides en México y Egipto como la prueba irrefutable de la visita de vida extraterrestre a nuestro planeta. Desde la psicología biológica, las razones son muy simples. Los procesos mentales son efecto de una necesidad adaptativa tanto como cualquier otra función biológica. Así como la respuesta creacionista a las extremidades homólogas es un “diseñador inteligente” que le aportó a cada especie lo que necesitaba, en psicología existen todavía aquellos que creen en “inconscientes colectivos” que explican los homeomorfismos entre culturas que nunca interactuaron en el mismo tiempo histórico.

    Saludos,
    C.M.

  7. Rhay
    8 junio, 2010 de 18:36

    Es que además, los magufos pro Atlántida se olvidan de que la pirámide es una figura universal, impresa en el subconsciente colectivo del ser humano, como el cuadrado, el triángulo, el círculo, o por poner otro poliedro, el cubo.

  8. KC
    8 junio, 2010 de 19:38

    Pues, con toda sinceridad arquitectónica, a mi me parecen más “extraterrestres” algunas catedrales que las pirámides, pero sí, tiene mucho sentido lo que comentáis.

    Saludos.

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