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Evolución: una historia de cuernos y sexo.

21 agosto, 2012

En Biología Evolutiva, por Selección Sexual entendemos aquella presión evolutiva que ejercen los miembros de un sexo al elegir solo a miembros concretos del sexo opuesto como parejas reproductoras. Dicha elección puede ser activa, basándose en ciertos atributos presentes en las potenciales parejas. La elección también puede ser pasiva, siendo las potenciales parejas quienes se han ido eliminando unas a otras en base a distintos combates o rituales. De ese modo, los atributos elegidos activamente o aquellos que han permitido la victoria sobre las demás parejas potenciales serán los que se hereden y potencien de generación en generación, siendo cada vez más exagerados. Un atributo útil por activa y por pasiva es la cornamenta.

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La idea de la Selección Sexual como mecanismo para explicar las exageraciones de los miembros de un determinado sexo fue propuesta originalmente por el padre de lo que hoy es la Biología Evolutiva: el genial naturalista británico Charles Darwin. Él consideró que desde la perspectiva más radical de su Selección Natural, la supervivencia del más apto, atributos como la falsa cola del pavo real tenían muy poco sentido, ya que más que un apoyo para la supervivencia parecía un estorbo enorme. Pero este sinsentido desaparecía cuando se miraba a la Selección Natural desde otro ángulo (que hoy reconocemos como más importante): la lucha por la perpetuación. En ese sentido, considerando como factor clave el lograr más descendencia que nadie, una gran y falsa cola supone para el pavo real la mejor baza para lograr la mayor cantidad de hembras posibles. Pero mejor que sea el propio Darwin quien nos explique este panorama:

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Selección Sexual – Charles Darwin (1859)

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Esto me lleva a decir algunas palabras sobre lo que he llamado selección sexual. Esta forma de selección depende, no de una lucha por la existencia en relación con otros seres orgánicos o con condiciones externas, sino de una lucha entre los individuos de un sexo -generalmente, los machos- por la posesión del otro sexo. El resultado no es la muerte del competidor desafortunado, sino el que deja poca o ninguna descendencia. La selección sexual es, por lo tanto, menos rigurosa que la selección natural. Generalmente, los machos más vigorosos, los que están mejor adecuados a su situación en la naturaleza, dejarán más descendencia; pero en muchos casos la victoria depende no tanto del vigor natural como de la posesión de armas especiales limitadas al sexo masculino. Un ciervo sin cuernos, un gallo sin espolones, habrían de tener pocas probabilidades de dejar numerosa descendencia. La selección sexual, dejando siempre criar al vencedor, pudo, seguramente, dar valor indomable, longitud a los espolones, fuerza al ala para empujar la pata armada de espolón, casi del mismo modo que lo hace el brutal gallero mediante la cuidadosa selección de sus mejores gallos.

[…]

Entre las aves, la contienda es muchas veces de carácter más pacífico. Todos los que se han ocupado de este asunto creen que entre los machos de muchas especies existe la rivalidad más grande por atraer cantando a las hembras. El tordo rupestre de Guayana, las aves del paraíso y algunas otras se reúnen, y los machos, sucesivamente, despliegan con el más minucioso cuidado y exhiben de la mejor manera su esplendoroso plumaje; además ejecutan extraños movimientos ante las hembras, que, asistiendo como espectadores, escogen al fin el compañero más atractivo. Los que han prestado mucha atención a las aves cautivas saben perfectamente que éstas, con frecuencia, tienen preferencias y aversiones individuales; así, sir R. Heron ha descrito cómo un pavo real manchado era sumamente atractivo para todas sus pavas. No puedo entrar aquí en los detalles necesarios; pero si el hombre puede en corto tiempo dar hermosura y porte elegante a sus gallinas bantam conforme a su standard o tipo de belleza, no se ve ninguna razón legítima para dudar de que las aves hembras, eligiendo durante miles de generaciones los machos más hermosos y melodiosos según sus tipos de belleza, puedan producir un efecto señalado. Algunas leyes muy conocidas respecto al plumaje de las aves machos y hembras en comparación del plumaje de los polluelos pueden explicarse, en parte, mediante la acción de la selección sexual sobre variaciones que se presentan en diferentes edades y se transmiten sólo a los machos, o a los dos sexos, en las edades correspondientes; pero no tengo aquí espacio para entrar en este asunto.

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Sacado de: Darwin C. 1859. El Origen de las Especies, pag. 74-76 (completo; pulsar aquí)

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El mensaje de los cuernos

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La idea de la Selección Sexual quedó relegada en un segundo plano con la llegada de la Teoría Sintética, también llamada Síntesis Moderna, allá por la década de los ’40. La Síntesis Moderna aunaba el darwinismo de toda la vida con los últimos conocimientos en biología celular, genética, ecología y dinámica de poblaciones. Esta fue la época donde imperó la idea de la especiación alopátrica, el mecanismo evolutivo por el cuál se genera una nueva especie debido al aislamiento geográfico (para una explicación más detallada, pulsar aquí). Sería a finales de los años ’70 e inicios de los ’80 cuando resurgiría la idea de la Selección Sexual como mecanismo evolutivo capaz de acelerar la especiación, es decir, capaz de acelerar la ruptura y evolución de una especie determinada en dos o más especies distintas (ref. 13).

Una de las ideas más importantes que se añadieron al planteamiento original de la Selección Sexual fue la consideración de que había “algo” detrás de la Selección Sexual que sería el verdadero motivo de la selección por parte de las hembras. Y ese “algo” nos vendría a decir que las extravagancias que vemos no son otra cosa que un reflejo de las habilidades de supervivencia y de la excelente dote genética del portador de tales extravagancias (ref. 1).

Así los grandes ornamentos, los coloridos plumajes y las súper-estructuras corporales, entre otros caracteres sexuales secundarios, son dependientes de la condición corporal y el estado de salud de su portador. Porque tales rasgos no son gratis, requieren un desarrollo y un mantenimiento, ambos dependientes de forma directa de los recursos que puedan conseguirse. Pero además, tales recursos deben compartirse con el resto de funciones del organismo, sin olvidar la necesidad de acumular reservas energéticas para épocas de escasez. Por ello es muy posible que el mantenimiento de los caracteres sexuales secundarios se encuentre en un segundo plano, ya que no son fundamentales para la supervivencia; en consecuencia, serían los primeros en verse comprometidos cuando el animal lo empiece a pasar mal (ref. 1). Por ello el tener una buena cornamenta, por ejemplo, no solo dice que su portador es muy bueno sobreviviendo en el mundo, lo cual a su vez indicaría que es un tipo avispado que debe tener una excelente dote genética. Sino que además, aquel con una buena cornamenta puede decir que: “fíjate en mis cuernos y admírame, soy tan puñeteramente bueno que hasta me sobran energías y recursos para desarrollar las cornamentas más molonas de todo el bosque”.

Un macho molón de Trypoxylus dichotomus (antaño Allomyrina dichotoma), nativo de China, Corea, Japón y Taiwán. Los adultos se alimentan de cosas dulces (frutos y néctar), las larvas de madera y hojas en descomposición. Crédito: Natural-Japan

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Esta relación directa entre caracteres sexuales secundarios y estado nutricional del animal es lo que fue investigado en una reciente publicacion de la prestigiosa revista Science. La publicación está encabezada por el Dr. Douglas J. Emlen, profesor de la División de Ciencias Biológicas de la University of Montana (USA) y experto en la evolución de los grandes ornamentos de ciertas especies de escarabajos, que ha logrado varias portadas en distintas revistas científicas. En este trabajo el animal objeto de estudio fue el escarabajo rinoceronte japonés o «kabutomushi», cuyo nombre científico es Trypoxylus dichotomus.

Los investigadores sospecharon una cadena de eventos: el crecimiento de sus grandes cuernos podría estar asociado a una hormona reguladora del crecimiento, que en este caso recibe el nombre de «insulina / factor del crecimiento similar a insulina» siendo habitualmente escrita como «insulina/IGF». Además, la secreción de dicha hormona está directamente asociada a una buena nutrición del bicho (ref. 5 y 6). Con esto sobre la mesa, decidieron llevar a cabo un sencillo experimento, la crianza del escarabajo en el laboratorio con las larvas bajo ideales condiciones de alimentación: una mezcla de 25% compost de hojas y de 75% serrín fermentado, todo ello procedenete de árboles caducifolios (ojito, de hacerlo en casa ni se os ocurra alimentarlas con hojas y madera descompuesta de coníferas). Por otro lado, también mantuvieron otras larvas que alimentaron con una dieta pobre, a base de 100% serrín fermentado que reponían de forma poco frecuente (ref. 6).

Con una temperatura de 25° C, después de 211 ± 7 días comiendo hojas y madera en descomposición, las larvas entraron en fase de pupación. En esta etapa las larvas se convierten en una pupa que reorganiza por completo el cuerpo del animal y se lleva a cabo el desarrollo de las alas, los órganos reproductores y las ornamentaciones sexuales, entre otros. En ese momento inyectaron en algunos animales bien alimentados una dosis de RNA preparado especialmente para impedir la síntesis de la hormona «insulina/IGF». Así lograron tres grupos de animales (ref. 6):

  • 1. Animales bien alimentados con «insulina/IGF» operativa durante la metamorfosis.
  • 2. Animales bien alimentados sin «insulina/IGF» operativa durante la metamorfosis.
  • 3. Animales mal alimentados con «insulina/IGF» operativa durante la metamorfosis.

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Los resultados fueron muy interesantes: los animales bien alimentados tuvieron un tamaño corporal hasta un 24% mayor que el de los animales mal alimentados, pero desarrollaron cuernos incluso un 58% más grandes. Lo que viene a decir que los animales más pequeños no solo tenían cuernos más reducidos, sino que los cuernos de los animales pequeños eran aún más reducidos de lo que correspondería a su tamaño. Por otro lado, cuando se compararon machos bien alimentados pero con diferente tratamiento de «insulina/IGF» durante la metamorfosis, se vió que los machos tratados fueron tan grandes como los que no tuvieron tratamiento (ya que estaban bien alimentados), pero desarrollaron cuernos notablemente más pequeños (ref. 6). Por lo que en principio tenemos un sugerente enlace entre una exitosa nutrición y buenos cuernos, así como entre una síntesis hormonal adecuada para el crecimiento y el desarrollo de buenos cuernos.

Machos de Trypoxylus dichotomus que han sido bien alimentados. Uno de ellos sin ningún tipo de tratamiento (Control) y otro que ha sido tratado para metamorfosearse sin «insulina/IGF» (ds lnR). Crédito: (ref. 6).

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Fabricando cuernos

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Pero el estudio de estos animales nos puede llevar aún más lejos. El Trypoxylus dichotomus es solo un miembro más de un amplísimo grupo de animales conocido por el nombre de coleópteros, ese grupo de insectos que la mayoría de la gente llama escarabajos. Cuenta una vieja leyenda que un dios llamado Yahvé le prometió a un tal Abraham que su descendencia sería tan grande que jamás podría ser contada, mayor que el número de estrellas del firmamento y que el número de granos de arena en el mar… Hoy podemos pensar que ese tal Abraham tuvo que ser un escarabajo.

Los escarabajos son el grupo animal más diverso del planeta. Cuentan con 360.000 – 400.000 especies descritas y siendo muy conservadores sus números superarán el millón de especies (ref. 2). De todos ellos esta vez nos interesan los escarabajos con cuernos, que incluyen al menos 120 familias de escarabajos y miles de especies, con modelos de cornamenta extraordinariamente diversos y dispares. De todas estas familias quizás la más importante es la llamada familia Scarabaeidae, con más de 30.000 especies y cuyos miembros comprenden a los escarabeidos, que incluyen animales muy conocidos como los escarabajos peloteros, el escarabajo rinoceronte, el escarabajo Goliat o el ciervo volante (ref. 5).

En los escarabeidos los cuernos han aparecido repetidas veces a lo largo de su evolución, generalmente localizados en la cabeza y en el primer segmento torácico (llamado pronoto), adoptando multitud de formas y disposiciones, incluso entre especies muy emparentadas. Así los cuernos difieren en su localización en el cuerpo del animal (cabeza o tórax, posición central o lateral); en sus formas (rectas, curvas o ramificadas); incluso varían a nivel individual, siendo en muchos casos un carácter exclusivo de los machos o de algunos machos; cuyo uso básico es el combate: empujar, pinchar, tumbar, apartar y embestir a los rivales. Por ello, habitualmente las hembras carecen de cornamenta. Gracias a toda esta diversidad los escarabeidos se han convertido en un grupo excepcional para estudiar la evolución de los carácteres sexuales secundarios y el papel de la Selección Sexual (ref. 5, 7 y 11).

Diversidad de la disposición de cuernos en varios miembros de la familia Scarabaeidae. 1) Dynastes hercules 2) Golofa porteri 3) Onthophagus rangifer 4) Enema pan 5) Proagoderus tersidorsis 6) Proagoderus lanista. Crédito: (ref. 5).

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Un rasgo destacable de la vida de estos animales es la etapa de pupa. Los escarabeidos, como todos los escarabajos y muchos otros insectos, son insectos de tipo holometábolo, lo que significa que poseen metamorfosis completa. Eso quiere decir que durante su vida pasan por una etapa de huevo, una etapa de larva que habitualmente parece un gusano, una etapa de pupa que es inmóvil y en la cuál es posible ver los esbozos del futuro adulto y finalmente, una etapa de adulto o imago que eclosiona de la pupa.

Poco antes de convertirse en pupa, los tejidos que darán lugar a antenas, patas, apéndices bucales y cuernos se desarrollarán mucho en la larva. Después, una vez convertida en pupa, el animal entra en la fase de remodelación puparia, donde son externamente visibles los futuros rasgos y apéndices del animal adulto: patas, antenas, alas e incluso los cuernos si se da el caso. Dichos apéndices aparecen visibles en la pupa como moldes o estuches, en cuyo interior se desarrollarán las mentadas estructuras del animal. Pero lo más llamativo de esta fase es que de vez en cuando aparecen cuernos en animales que nunca los tendrán. Otro rasgo interesante es que de forma sutil la pupa nos está informando de los procesos genéticos que están detrás de la formación de los cuernos (ref. 7 y 10).

Adulto (derecha) y pupa (izquierda) de Chalcosoma atlas, nativo del Sureste Asiático y especialmente, Indonesia. Nótese en la pupa todos los rasgos y apéndices del adulto, incluyendo cuernos. Crédito: biolib.cz & Rhinoceros

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Gracias al trabajo de los investigadores, se ha descubierto que sorprendentemente, el desarrollo de la cornamenta de estos coléopteros tiene muchos elementos en común con el desarrollo de otros apéndices como las patas. Los apéndices y cuernos de los insectos adultos se desarrollan a partir de los llamados discos imaginales, grupos de células localizados en puntos clave de la larva. Cuando el insecto está en fase de pupa, dichos discos se invaginan en el interior del cuerpo del animal formando una especie de bolsa, en cuyo interior tiene lugar el desarrollo del órgano (ref. 7 y 11).

Este proceso pone en marcha una amplia maquinaria genética, que ha resultado ser en buena parte común entre una pata y un cuerno. Conforme se desarrolla el disco imaginal y aumenta su tamaño, también se producen cambios en distintas zonas del disco, que dan lugar a regiones especializadas cuya meta es formar partes concretas de la extremidad o del cuerno a formar. De todos los elementos genéticos estudiados hay uno especialmente notable, es el llamado Distall-less y tiene importantes implicaciones evolutivas: solo tenemos que cambiar levemente el lugar donde se manifiesta este gen para desarrollar el cuerno de una forma o de otra. Es decir, no se necesitan grandes e importantes cambios genéticos, sino cambiar leve y sutilmente el lugar donde un gen se manifiesta para desarrollar de distintas formas una determinada estructura. Lo que hace que el cuerno tenga una plasticidad evolutiva enorme (ref. 7 y 11).

Desarrollo de una pata y del cuerno del pronoto en los insectos, desde la etapa embrionaria hasta la etapa adulta. Los mismos colores hacen referencia a los lugares donde se expresan genes comunes. La palabra instar hace referencia a la edad de la larva. Crédito: (ref. 11)

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El origen de los cuernos

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Visto así no solo no parece tan difícil conseguir tanta diversidad de cuernos, sino que incluso hace fácilmente entendible que en muchos casos puedan darse verdaderos atavismos: rasgos que aparecen en ciertos animales pero que en realidad son propios de los antepasados de dicho animal. Un atavismo por sí solo demuestra que hubo un tiempo que los antepasados de un grupo animal determinado tuvieron ese órgano funcional, véase los huesos de la pelvis que pueden verse en los sirenios (ver aquí). Pero un atavismo es doblemente demostrativo cuando este solo aparece brevemente durante la vida del animal antes de desaparecer para siempre, véase la mano tridáctila con dedos separados de los embriones de las aves (ver aquí).

Nuestros escarabajos, como ya hemos visto, cuando son pupas presentan humildes protuberancias en los lugares donde se formarán los futuros cuernos del animal. Pero no siempre todo es lo que parece. Por ejemplo, podemos estudiar a los miembros del género Onthophagus, un enorme género de escarabajos estercoleros que viven cavando galerías donde entierran pelotas formadas por boñigas. Cuentan con 2400 especies distribuidas a lo largo y ancho del mundo, con una disparidad de formas en su cornamenta realmente asombrosa. En todas las pupas estudiadas de este género aparece el preámbulo de un futuro cuerno central en el pronoto, es decir, en el primer segmento del tórax, el que es más próximo a la cabeza (ref. 4, 10 y 11).

Pero lo curioso vino conforme la pupa alcanzaba la maduración: dicho cuerno era reabsorbido hasta desaparecer. De ese modo, en muchos casos ese hipotético cuerno no estaba presente en los machos o hembras adultas (dependiendo de la especie), habiendo casos donde incluso había desaparecido en ambos sexos, como sucede con la especie Onthophagus taurus (ref. 10). Por lo tanto, esa protuberancia del pronoto que aparece en la etapa de pupa de Onthophagus taurus puede considerarse un excelente ejemplo de atavismo: nos dice que los antepasados de nuestros animales tuvieron que tener un cuerno ahí mismo.

También ha sido llevado a cabo otro experimento notable. A varias larvas de la especie Onthophagus binodis les fue amputado el disco imaginal (el grupo de células) encargado de formar el cuerno del pronoto. El resultado obvio parecía claro: saldrían pupas sin tal cuerno. Pero lo que en realidad sucedió fue algo no tan obvio: cuando las larvas se convirtieron en pupa, las larvas sin amputar no tuvieron ningún problema, pero el 80% de las larvas amputadas fueron incapaces de quitarse de encima la cápsula que forma la cabeza larvaria. Esas mismas larvas murieron pocos días después (ref. 10).

Izquierda y en color, consecuencias de la ablación del disco imaginal del cuerno del pronoto de Onthophagus binodis, en consecuencia el animal amputado ha sido incapaz de desprenderse de la cabeza larvaria cuando se convirtió en pupa. A y B) animales normales; C y D) animales amputados. Derecha y en blanco y negro, pupas y adultos de Onthophagus taurus, la flecha discontinua indica el atavismo (la protuberancia de la cuál debiera surgir el cuerno del pronoto que nunca se formará). Crédito: (ref. 10).

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Así el género Onthophagus nos enseña un escenario acerca de cómo pudieron originarse los primeros cuernos (al menos en este grupo). Cuando son larvas, para estos animales es muy útil poseer cabezas duras y resistentes que alojen una poderosa musculatura, de ese modo tendrán mayor facilidad para machacar y macerar la materia en descomposición que forma parte de su dieta. Pero estas cabezas tienen un problema, son capsulas muy difíciles de quitar de encima cuando llega el momento de convertirse en pupa, por lo que pueden quedarse enganchadas haciendo fracasar la pupación y matando al animal. Pero existe una forma de superar dicho escollo: si se desarrollan protuberancias en el pronoto, el primer segmento torácico. Esta protuberancia puede servir de palanca para quitar la cabeza de la larva cuando esta realice el cambio de piel necesario para la transformación en pupa. Tampoco esta mal si la pupa está provista de otras protuberancias que podrían funcionar como estructuras de soporte (¿quizás de anclaje?) (ref. 7, 10 y 11).

Con todo ello se han desarrollado estructuras situadas en la misma posición que los cuernos que observamos hoy día en muchas especies, pero cuya función es distinta a la de combatir por las hembras. Ahora bien, estas estructuras ahora pueden ser modificadas con el objetivo de ser usadas, esta vez sí, como herramientas de cortejo, armas para la lucha y un carácter de interés para la Selección Sexual. Lo cuál sería muy fácil de conseguir ya que no hay que inventar genes nuevos (ya existen y muchos de ellos se utilizan para fabricar distintos apéndices). Y además bastarían ligeras modificaciones en el lugar de actuación del gen Distall-less para lograr distintos tipos de cuerno en tiempo record (ref. 7, 10 y 11).

Diversidad de cuernos en el género Onthophagus, una gran familia de escarabajos peloteros. Para saber quién es quién consultar la referencia. Crédito: (ref. 4).

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La evolución de los cuernos

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Esta plasticidad genética queda patente en especies como Onthophagus acuminatus, un escarabajo estercolero nativo de Panamá y Centroamérica que ha sido utilizado para experimentos de cría y selección artificial. En este breve y sencillo experimento lo que hicieron es criar durante siete generaciones a Onthophagus acuminatus, manteniendo a todos los individuos bajo las mismas condiciones ambientales. Pero impusieron un factor de selección: establecieron dos líneas de cría donde los elegidos eran los machos con los cuernos más pequeños; establecieron otras dos líneas de cría donde los elegidos eran los machos con los cuernos más grandes; y finalmente otras dos líneas de cría sin selección alguna. Los resultados obtenidos fueron muy interesantes. Como era de esperar, al final del experimento consiguieron escarabajos con cuernos pequeños y escarabajos con cuernos grandes, a pesar de haber crecido bajo las mismas condiciones ambientales. Pero lo más importante no fue eso, sino que lograron modificar el comportamiento que tiene el desarrollo del cuerno según el tamaño del animal, es decir, al término del experimento la relación que existe entre cuerno y tamaño corporal había cambiado… ¡en tan solo siete generaciones! (ref. 3).

Mejor aún es el caso de Onthophagus taurus, un estercolero nativo de la cuenca Mediterránea, pero que de forma accidental se coló en Norteamérica y que en el año 1960 fue introducido intencionalmente en el continente australiano para controlar las boñigas del ganado, donde ha logrado prosperar exitosamente. El estudio, realizado hace una década, se basó en la captura de ejemplares salvajes del este de Estados Unidos y del oeste de Australia, muchos animales se sacrificaron para su análisis mientras que otros se reservaron para su cría en cautividad bajo las mismas condiciones ambientales, con el objetivo de analizar la nueva generación. Tras el análisis de todos los ejemplares (tanto capturados como nacidos en cautividad), los resultados obtenidos fueron sorprendentes: apenas han bastado 40 años para que se modificara la relación que existe entre el desarrollo del cuerno y el tamaño corporal, de hecho el grado de cambio es tan grande que es equivalente al empleado para distinguir distintas especies de escarabajos estercoleros del género Onthophagus (ref. 8 y 9)..

Arriba, macho del estercolero Onthophagus taurus, nativo del área circunmediterránea, presente en Norteamérica e introducido en Australia para controlar boñigas. También presente en la Península Ibérica, créd.: photo.net. Abajo, comparación de las relaciones entre tamaño del cuerno y longitud corporal en ejemplares de Onthophagus taurus de Norteamérica (NC) y Australia (WA), créd.: (ref. 8)

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Distinta es la especie Onthophagus sagittarius, ya que nos enseña un cambio de papeles. Son escarabajos presentes en Australia y en el Sureste Asiático que viven cavando túneles y reuniendo boñigas frescas para sus larvas. En esta especie tanto las hembras como los machos disponen de cuernos, aunque de diferente forma y disposición. Hasta hace poco no se sabía porque las hembras disponían de tales estructuras… hasta que se estudiaron más de cerca. Son animales que viven del estiércol, las hembras tardan algunas horas en construir una pelota de este limitado recurso, que puede degradarse rápidamente en condiciones climáticas desfavorables. Por lo tanto, las boñigas y pelotas de estiércol están muy disputadas. Y se descubrió que las hembras pelearán por el estiércol si hace falta (ref. 12).

Se comprobó que las hembras tendrán menos dificultades cuanto mayor sea su tamaño. Una hembra muy grande tendrá un reinado casi indiscutible, mientras que una hembra pequeña se llevará todos los palos y lo tendrá muy difícil para conseguir boñigas si existe competencia por ellas. Relacionado con ello, las hembras con cuernos más grandes en proporción a su cuerpo llegan a producir mayor número de pelotas de estiércol, acumulan mayor cantidad de recursos y en definitiva, tienen mayor éxito reproductor; por lo que engendrarán hembras con mejores cuernos. En ese sentido, también se ha observado que las hembras combaten directamente contra otras hembras, tanto por las boñigas como por la posesión de los túneles que excavan para guarecer las pelotas que servirán de alimento para sus larvas (ref. 12). Esta vez, más que la Selección Sexual, es una guerra abierta por los recursos lo que promueve el desarrollo de cuernos en las hembras.

Macho y hembra de Onthophagus sagittarius del Sureste Asiático y Australia. Crédito: Estan Cabigas (salagubang)

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En el mundo científico a menudo se intenta el más difícil todavía. En otro estudio los científicos se propusieron descubrir cómo habían evolucionado los cuernos a lo largo de distintos linajes de estercoleros del género Onthophagus. Para ello se echó mano de la genética y se analizaron distintos genes, unos presentes en la mitocondria y otros en el núcleo celular. El primer resultado obtenido tenía un sentido evolutivo clarísimo: las distintas especies eran más próximas entre sí cuanto más cercanas eran en el espacio. Tal y como se esperaría en un escenario donde el establecimiento de un grupo de organismos en una zona del mundo, permite que sus descendientes colonicen esa zona del mundo y con el tiempo originen nuevas especies y linajes (ref. 4).

Filogenia (árbol genealógico) de distintas especies del género Onthophagus. El árbol se muestra en relación a la localización de cada especie en el mundo (cada color representa un continente). Crédito: (ref. 4).

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Más complicado era el panorama cuando en lugar de la situación geográfica de la especie, se estudió la presencia o ausencia de cuernos, así como las características y tipos de cuernos en caso de estar presentes, que tenía cada especie en relación a otras especies de su linaje y de otros linajes. En general, el estudio de 48 especies del género Onthophagus mostró que al menos en 15 ocasiones habían adquirido nuevos tipos de cuernos y una vez habían ganado un tipo ancestral de cuerno. Además de que en 25 ocasiones se habían ganado y perdido cuernos, teniendo en cuenta la presencia o ausencia de cornamenta en relación al sexo. También ha ocurrido la pérdida de la cornamenta en al menos tres ocasiones (ref. 4).

De forma general, los Onthophagus cavan túneles y galerías donde guardan y mantienen fresco el estiércol que forma parte su dieta; por lo que son estas especies excavadoras quienes presentan machos con cuernos más exagerados, cuya meta es bloquear el acceso a los machos competidores y expulsarlos. Pero más allá de esta función primaria, el por qué presentan tal diversidad de cornamentas es difícil de explicar. Para ello se han propuestos diversas explicaciones: 1) el cuerno es independiente del tipo del hábitat por lo que varía de forma aleatoria con el tiempo (deriva genética, cuellos de botella, efecto fundador); 2) el cuerno varía en función de la estructura física y ambiental del hábitat ya que habría cuernos que funcionan en unos entornos mejor que en otros; 3) el cuerno es dependiente de los recursos nutricionales disponibles y de la competencia con otros miembros de su misma especie (ref. 4).

Filogenia (árbol genealógico) de distintas especies del género Onthophagus. La imagen es pequeña (pulsar aquí para ampliar). Crédito: (ref. 4).

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Y aquí lo dejamos. Hemos dado un repaso a aquella idea original del naturalista Charles Darwin que bautizó como Selección Sexual, la cual es capaz de promover rasgos exagerados con la única meta de conseguir pareja o de ser seleccionado por alguien del sexo opuesto como pareja. Y también hemos visto que en temas sexuales los cuernos dan que hablar. Los escarabajos disponen de ellos con múltiples formas y tipos, a veces en disposiciones relativamente complejas. Pero gracias a la investigación científica sabemos que los cuernos de estos insectos son estructuras que pudieron originarse con otra función, que tienen mucha plasticidad genética para cambiar y que además evolucionan rápida y fácilmente. En definitiva, que en este mundo la evolución puede actuar con más desenvoltura de la que originalmente pueda pensarse. Aún así no está muy claro el por qué tanta disparidad en la forma y tipo de cuernos. Por lo tanto… ¡son requeridos más estudios!

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Entradas relacionadas:

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BONUS TRACK.

Bueno, esta vez no son cuernos, sino unas mandíbulas hiperdesarrolladas para el combate. Se trata del ciervo volante, de nombre científico Lucanus cervus, una especie distribuída en los bosques de Europa y presente en la mitad septentrional de la Península Ibérica. Es una de las preciosas joyitas que debemos preservar.

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Referencias:


  1. 21 agosto, 2012 en 8:13

    “Y también hemos visto que en temas sexuales los cuernos dan que hablar.”

    No habia mas que preguntar a la portera…

  2. Nelson
    22 agosto, 2012 en 21:14

    Entre Charles Darwin y Charles Atlas…………….

  3. Herbert West
    23 agosto, 2012 en 10:00

    Genial.

    Además me encantan los artículos para leer en varias sesiones.

    De verdad.

  4. Jano
    15 agosto, 2013 en 20:55

    Increíble su página! Me encantó la forma de presentar esta historia. Una sugerencia muy encarecida: no demeriten su trabajo presentándolo con mala ortografía. ‘La Ciencia y sus Demonios’ debe ser ‘La ciencia y sus demonios’ (ni aún en títulos se deben usar mayúsculas para sustantivos comunes), la mayúscula sacralizadora es una terrible costumbre (En Biología Evolutiva… por Selección Sexual, etc.), y otros pecadillos entre el texto.

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