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10 ejemplos fascinantes de evolución convergente
Los biólogos han notado durante mucho tiempo un fenómeno por el cual dos especies distintas, con poca o ninguna relación biológica entre sí, pueden desarrollar rasgos similares en respuesta a hábitats similares. Si bien esto puede ser difícil de cuantificar, comprender este fenómeno, conocido como "evolución convergente", puede demostrar la coherencia evolutiva entre las especies y ayudarnos a obtener una mejor comprensión de estos procesos en general.
10 ojos humanos y calamares
Es evidente por la evolución de nuestras respectivas formas, así como por la simple observación y el sentido común, que pocos organismos tienen hábitats tan dispares como los humanos y los calamares. Si bien nos hemos convertido en animales terrestres altamente eficientes, los calamares han evolucionado para prosperar bajo una presión extrema y a temperaturas muy frías. Es extraño, entonces, que nuestros ojos y calamares sean biológicamente casi idénticos.
Esto se debe a que los dos hemos evolucionado bastante de los mismos ajustes al mismo gen, conocido como Pax6, que es el capataz jefe de la construcción de los ojos. Ancestralmente, el gen habría dirigido la formación de una estructura simple del ojo, quizás solo una lo suficientemente sofisticada como para permitir que un organismo multicelular primitivo pueda distinguir la luz de la oscuridad; Dado que el gen existía antes de la diversificación de las especies, está presente en sus diversas formas mutadas en prácticamente todos los organismos. Es responsable de los ojos compuestos de los insectos, los ojos de águila, bueno, de las águilas, y también de los nuestros.
En lo que debe haber sido una ventaja evolutiva, los calamares y otros cefalópodos desarrollaron el mismo "ojo de cámara" que los humanos en circunstancias completamente diferentes. Este ejemplo de evolución convergente es de particular interés para los biólogos porque para encontrar ancestros comunes entre nuestras dos especies, tendríamos que remontarnos más de 500 millones de años, cuando solo existían versiones primitivas del gen Pax6.
9 molde de cal y molde de agua
En la superficie, estamos inclinados a percibir muy poca diferencia entre los diferentes tipos de molde. Pero resulta que no solo hay dos tipos distintos de moho de limo y moho de agua, sino que, de hecho, son dos tipos de organismos completamente diferentes.
La razón por la que son tan difíciles de diferenciar es por la convergencia. El moho en el que generalmente pensamos es el moho del limo, un organismo terrestre que mora en las superficies, como rocas, árboles o un sándwich de una semana. Consume microorganismos, en realidad cualquier sustancia biológica con la que entra en contacto. Una vez que las condiciones de alimentación se vuelven desfavorables, las células, que se reproducen a través de la división celular durante la etapa de alimentación, pueden unirse para formar una masa que puede moverse como un solo organismo y parece algo así como una babosa.
Los mohos de agua crecen en gran parte de las mismas superficies, y también se han adaptado para producir esta propiedad, pero son un grupo completamente diferente de organismos del moho de limo. Aunque no producen clorofila, se consideran heterocontes junto con varios tipos de algas productoras de clorofila. Y aunque ninguno de los dos tipos de moho está estrechamente relacionado con los hongos, se pensó que ambos eran hongos debido a sus similitudes.
8humanas y orejas de insecto
El oído humano evolucionó para dotarnos de un buen sentido de la audición, aumentando la capacidad de nuestros antepasados para rastrear presas y evitar a los depredadores. Si bien muchas especies tienen esas mismas necesidades, un tipo de insecto colombiano sufrió suficientes modificaciones genéticas a lo largo de su evolución para llegar a una estructura de oreja muy similar a la nuestra.
La construcción es muy diferente, mientras que la función es muy similar. En los seres humanos, los tres huesos más pequeños del cuerpo están ubicados en el oído y se activan por las vibraciones de la membrana timpánica (el tímpano) para activar un proceso que envía señales a través de la cóclea y luego baja el nervio auditivo hacia el cerebro.
Copiphora gorgonensis, un katydid de la selva tropical de la isla Gorgona, en realidad tiene sus aberturas auditivas en la parte delantera de sus piernas. También tiene tímpanos, que activan de manera similar una cutícula que actúa exactamente como lo hacen nuestros tres huesos pequeños, estimulando una cámara similar a la cóclea.
Por supuesto, esto significa que el pequeño katydid tiene una audición bastante grande, un logro evolutivo aún más impresionante que el nuestro, considerando que la versión de insecto de nuestra oreja es de 600 micrones, o 3/5 de un milímetro de ancho.
7Swimming en diversas especies acuáticas
Si bien puede parecer extraño examinar cómo diferentes formas de vida acuática evolucionaron la capacidad de nadar, tenga en cuenta que existe una diversidad increíblemente vasta de especies en los océanos del mundo. Una gran parte de estas especies no están relacionadas entre sí, ya que están separadas de sus últimos ancestros comunes por un período de tiempo tan largo como los humanos y los calamares. Esto proporciona otra gran oportunidad para estudiar el fenómeno de la convergencia.
Por ejemplo, un estudio reciente de la Universidad Northwestern examinó 22 animales diferentes, todos los cuales eran "nadadores de aleta mediana / pareada". Se observó que tres animales en particular, la sepia, el pez espada fantasma negro y el gusano plano de la alfombra persa, evolucionaron exactamente igual. Características y mecánica para optimizar la velocidad, una evidente ventaja evolutiva.
Las tres especies desarrollaron aletas alargadas que emplean los mismos movimientos oscilantes y ondulados, que son producidos por mecánicos idénticos, a pesar del último ancestro común entre los tres que aparecen antes del período Cámbrico. Además de proporcionar excelentes datos para el estudio de la convergencia, los investigadores son optimistas de que este rasgo podría imitarse en una nueva generación de vehículos subacuáticos maniobrables porque es así de eficiente.
6 pájaros y el discurso humano
Los avances en la secuenciación del ADN han llevado a los biólogos a creer que existe una razón genética para las similitudes en cómo las aves y los humanos producen el habla. No solo los pájaros que cantan, sino también los pájaros que hablan como loros pueden haber evolucionado varias veces en las cuerdas vocales.
Después de emprender una secuenciación gigantesca de los genomas de 48 especies de aves, los investigadores encontraron que los estallidos evolutivos en el desarrollo de las cuerdas vocales en las aves, tanto en el canto como en el habla, involucraron los mismos conjuntos de genes que influyeron en el desarrollo del habla humana. En el habla o "aprendizaje vocal" de las aves, alrededor de 50 grupos de genes mostraron saltos evolutivos similares a los de los genes humanos, que no tuvieron lugar en las aves que no hablan.
El neurocientífico de Duke, Erich Jarvis, cree que esto puede sugerir solo un número limitado de formas en que los circuitos del cerebro pueden evolucionar para apoyar el habla, una vez que un organismo se vuelve biológicamente capaz de hacerlo.
5 olores de diversas especies de flores y plantas
Hay varias especies de plantas que desarrollaron, independientemente una de la otra, un mecanismo único que logra el doble golpe de los insectos que engañan (las únicas cosas provocadas por el aroma del estiércol animal o la carroña en descomposición) para polinizarlas y evitarlas. todo lo demas.
Esta estrategia altamente efectiva, que alienta a las moscas y los escarabajos a poner huevos y polinizar inadvertidamente la planta mientras desalienta fuertemente cualquier otra cosa, ha evolucionado en al menos cinco especies diferentes de plantas y flores sin relación biológica entre sí. La estrategia es efectiva precisamente porque evoluciona muy raramente. Si más especies de plantas tuvieran esta característica, los polinizadores eventualmente aprenderían a evitar a estos falsos anunciantes.
Por esta razón, solo existen unos pocos cientos de "imitadores de olor" de los varios cientos de miles de especies de plantas conocidas. Curiosamente, varios de estos también resultan ser extremadamente grandes, incluida la flor más grande de una sola flor del planeta, Rafflesia arnoldii, una de las pocas especies que se ganó el apodo de "flor de corsé" por su aroma a azufre.
4 pulgares opcionales en pandas y primates
Varias especies de panda han evolucionado un dígito adicional, un "pulgar falso" que les ayuda a raspar las hojas del bambú que es su principal fuente de alimento. De hecho, cuando el conocido biólogo Stephen Jay Gould escribió un libro en apoyo de la evolución en 1980, lo llamó El pulgar del panda.
Aunque sirve para el mismo propósito, el pulgar del panda ni siquiera está técnicamente en la misma parte del cuerpo que los primates. Se adhiere más al área de la muñeca y parece haber aparecido simplemente donde tener un dígito opuesto extra sería útil en esa población en particular. Evidentemente, este rasgo no solo evolucionó por separado de los primates, sino que existe en múltiples especies de panda, que también lo desarrollaron de forma independiente. Aunque la función es la misma, las estructuras de estos dígitos en pandas gigantes y rojos, por ejemplo, son bastante diferentes.
Recientemente, un equipo arqueológico español descubrió la evidencia más antigua conocida de pulgares opuestos en el registro fósil del panda rojo, en un carnívoro extinto que habita en los árboles, del tamaño de un gato de la jungla.
3Echolocation en murciélagos y delfines
A pesar de sus obvias diferencias biológicas, los murciélagos y los delfines se encuentran entre los pocos organismos del planeta que pueden utilizar la ecolocación, el proceso de enviar sonidos agudos y escuchar sus reflexiones para localizar objetos, como un radar natural.
Un equipo de investigación de la Universidad Queen Mary de Londres abordó este tema por primera vez en 2010, cuando encontraron mutaciones idénticas en una proteína que regula la sensibilidad auditiva en murciélagos y delfines. Luego, en 2013, se completó una secuencia completa de genes en cuatro especies de murciélagos (incluidas dos que no ecolocaban). Estos resultados se compararon con las secuencias de genes de una variedad de otros mamíferos, incluido el delfín nariz de botella. Se reveló que 200 conjuntos de genes habían sido mutados idénticamente en delfines y murciélagos. Curiosamente, aunque muchos de estos estaban relacionados con la audición, muchos no lo estaban y no tenían un vínculo claro con las capacidades de ecolocación.
Críticamente, las similitudes genéticas no se observaron en las especies de murciélagos que no utilizan la ecolocación. Si bien el equipo había pensado que tal vez se encontrarían 20 instancias de convergencia entre los genes, hallaron 10 veces más que eso. Además, muchos de los genes convergentes se asociaron no con la audición sino con la visión.
2 huellas digitales en humanos y koalas
Si bien es bien sabido que los gorilas y algunos otros primates comparten el rasgo de tener huellas dactilares con los humanos, lo que no se sabe es que al menos otra especie también lo hace. Increíblemente, es el lindo y tierno oso koala, el único marsupial con este rasgo.
La ventaja radica en la capacidad de comprensión, que, por supuesto, es un comportamiento que es común en los primates y está prácticamente ausente entre todas las demás especies. Las huellas dactilares de koala, a pesar de no tener elementos comunes evolutivos con las huellas dactilares de los primates, son casi idénticas a las de los humanos. Los primates y los antepasados marsupiales de los koalas se separaron en ramas separadas del árbol evolutivo hace más de 70 millones de años. Como ningún otro marsupial tiene huellas dactilares, es muy probable que los koalas lo hayan adquirido recientemente.
Sorprendentemente, al igual que el koala y las huellas dactilares humanas, hay casos documentados de huellas dactilares de koalas que confunden a los investigadores de la escena del crimen.
1 Inteligencia superior en aves y primates
Varias especies de aves, en particular los cuervos, se consideran entre los animales más inteligentes del planeta. Muestran un ingenio poco común en la naturaleza, y se ha visto que las aves que habitan en la ciudad se adaptan fácilmente a los comportamientos humanos, como esperar a que el tráfico se detenga antes de aventurarse en la calle.
En un metaanálisis de 2004, dos profesores de la Universidad de Cambridge observaron que, a pesar de tener estructuras cerebrales completamente diferentes, los cuervos y los primates usan un conjunto de herramientas mentales notablemente similar, ausente en casi todas las demás especies: anticipación y razonamiento natural, para resolver problemas. La mayoría de los primates y otros animales inteligentes (como los delfines) que comparten estas cualidades son sociales, como los cuervos, y tienen cerebros grandes, de nuevo como los cuervos, que tienen cerebros enormes para su tamaño, casi del mismo tamaño que el cerebro de un chimpancé.
Los cuervos también se encuentran entre los únicos animales que no son primates que hacen herramientas, como anzuelos para atrapar presas. Los cuervos de diferentes regiones construirán diferentes herramientas para el mismo propósito. Otro pájaro de cerebro grande, el matorral occidental, es capaz de recordar y aplicar el contexto a las interacciones sociales, como recordar al pájaro que robó su comida y no permitir que esa ave individual vea dónde se almacena su comida en el futuro.
El nombre real de Mike Floorwalker es Jason, y vive en el área de Parker, Colorado, con su esposa Stacey. Le gusta la música rock fuerte, cocinar y hacer listas.