En la evolución de los animales sí importa el tamaño

Para probar si la regla de Cope se aplica a los animales marinos en su conjunto, Payne y un equipo recopilaron un conjunto de datos de más de 17.000 grupos o géneros de animales marinos que abarcan cinco grandes filos –artrópodos, braquiópodos, cordados, equinodermos y moluscos– y en los últimos 542 millones de años.

Científicos de Stanford han encontrado nuevo apoyo para la regla de Cope, una teoría que establece que los linajes de animales tienden a evolucionar hacia tamaños más grandes con el tiempo.

«Hemos sabido durante algún tiempo que los mayores organismos vivos hoy en día son más grandes que los mayores organismos que estaban vivos cuando se originó la vida o, incluso, cuando los animales evolucionaron por primera vez», afirma Jonathan Payne, un paleontólogo en la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente deStanford.

Sin embargo, no estaba claro si el tamaño medio de los animales ha ido cambiando con el tiempo y, en caso afirmativo, si eso refleja una tendencia, o direccionalidad, en la evolución del tamaño corporal. «No es algo que se puede saber sólo con estudiar los organismos vivos o la extrapolación de lo que se ve en escalas de tiempo cortas. Si lo haces, estarás absolutamente equivocado en la tasa y, posiblemente, también en la dirección», dice Payne.

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El estudio, publicado en la edición de este viernes de la revista ‘Science’, revela que en los últimos 542 millones de años, la media de tamaño de los animales marinos ha aumentado 150 veces. «Ésa es la diferencia de tamaño entre un erizo de mar que tiene unos 5 centímetros de largo frente a uno que mide 30 centímetros -pone como ejemplo Heim–. Esto puede no parecer mucho, pero representa un gran salto.»

La investigación también encontró que el aumento en el tamaño del cuerpo que se ha producido desde la aparición de los primeros animales en el registro fósil hace aproximadamente 550 millones de años, no se debe a que todos los linajes de animales estén en constante crecimiento, sino más bien a la diversificación de los grupos de organismos que ya eran más grandes que otros grupos tempranos en la historia de la evolución animal.

«Eso también es algo que no sabíamos antes –destaca Payne–. Por razones que no comprendemos por completo, las clases con un gran tamaño corporal parecen ser las que con el tiempo se han convertido en diferencialmente más diversas». La regla de Cope, llamada así por el paleontólogo estadounidense Edward Cope, fue formulada en el siglo XIX después de que los paleontólogos notaron que los tamaños del cuerpo de los mamíferos terrestres, como los caballos, aumentaron con el tiempo.

Los científicos han intentado probar este planteamiento en los demás grupos de animales, pero las conclusiones han sido mixtas. Por ejemplo, los corales y los dinosaurios parecen seguir la regla de Cope, pero los pájaros y los insectos no, por lo que algunos científicos se han preguntado si el patrón observado en los mamíferos terrestres es un fenómeno evolutivo real o simplemente una estadística resultante de la evolución al azar, no selectiva, también conocida como deriva neutral.

UNA DERIVA NEUTRAL

«Es posible que a medida que prosigue la evolución, realmente no hay preferencia por ser más grande o más pequeño», apunta Noel Heim, investigador postdoctoral en el laboratorio de Payne. «Lo que parece ser un aumento en el tamaño promedio del cuerpo puede deberse a la deriva neutral», plantea este investigador.

Para probar si la regla de Cope se aplica a los animales marinos en su conjunto, Payne y un equipo recopilaron un conjunto de datos de más de 17.000 grupos o géneros de animales marinos que abarcan cinco grandes filos –artrópodos, braquiópodos, cordados, equinodermos y moluscos– y en los últimos 542 millones de años.

«Nuestro estudio es la prueba más completa de la regal de Cope jamás realizada. Casi el 75 por ciento de todos los géneros marinos en el registro fósil y casi el 60 por ciento de todos los géneros de animales que han existido están incluidos en nuestra base de datos», destaca Heim.

LOS MÁS GRANDES TIENEN A DIVERSIFICARSE MÁS

Para compilar este vasto conjunto de datos, el equipo se basó en gran medida en el Tratado de Paleontología sobre Invertebrados, un conjunto de 50 volúmenes que incluyen información detallada sobre cada género animal de invertebrados con un registro fósil conocido por la ciencia. Mediante el uso de fotografías e ilustraciones detalladas de fósiles en el Tratado, el equipo fue capaz de calcular y analizar el tamaño corporal y el volumen de 17.208 géneros marinos.

Así, se hizo evidente un patrón: no todas las clases de grupos de especies relacionadas y géneros de animales mostraron una tendencia hacia un tamaño más grande, pero los que eran más grandes tienden a ser más diversos en el tiempo. El equipo sospecha que esto se debe a las ventajas asociadas a un tamaño más grande, como la capacidad de moverse más rápido, excavar más profundamente y de manera eficiente en los sedimentos, o capturar presas más grandes.

Para investigar qué podría conducir estas tendencias hacia tamaños más grandes del cuerpo, el equipo metió sus datos de medición en un modelo de ordenador diseñado para simular la evolución del tamaño corporal. A partir de las especies más pequeñas de cada filo, el modelo simula cómo sus tamaños corporales podrían cambiar a medida que evolucionaban en nuevas especies.Cuando se creó una nueva especie virtual, el modelo asigna a la nueva criatura un tamaño de cuerpo que podría ser más grande o más pequeño que su antecesor.

Los científicos emplearon múltiples simulaciones, cada una con diferentes supuestos. Por ejemplo, un escenario supone un modelo de deriva neutral de la evolución, en el que el tamaño del cuerpo fluctúa aleatoriamente sin afectar a la supervivencia de la especie, mientras otra asumió la selección natural, o la «evolución activa», del tamaño del cuerpo, en la que el que un mayor tamaño corporal confiere ciertas ventajas de supervivencia y, por lo tanto, más probabilidades de propagarse a través de las generaciones.

El equipo de científicos encontró que la simulación de deriva neutral no podía explicar las tendencias del tamaño corporal observadas en el registro fósil. «El grado de aumento tanto de la media y como el tamaño máximo del cuerpo simplemente no está bien explicado por la deriva neutral –dice Heim–. Parece que en realidad se necesita algún proceso evolutivo activo que promueva tamaños más grandes«.

Los investigadores de este trabajo consideran que la gran base de datos que recopilaron serán útiles para el estudio de otras cuestiones relacionadas con el tamaño del cuerpo, como si los organismos que viven cerca del ecuador son, en promedio, más grandes o más pequeños que los que viven en latitudes más altas.

Los hallazgos también podrían llevar a otros expertos a investigar si existe una tendencia en la evolución de otros rasgos. «El descubrimiento de que el tamaño del cuerpo a menudo evoluciona de una manera direccional hace que al menos valga la pena preguntarse si vamos a encontrar direccionalidad en otros rasgos si los medimos cuidadosamente y sistemáticamente«, concluye Payne.

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