Miles de moscas de la fruta aclaran un debate biológico de cien años

A veces, estas relaciones son tan fuertes que se consideran que son leyes de la naturaleza, hasta el punto de que las generaciones de biólogos en los últimos 100 años se han preguntado si estas relaciones pueden ser modificadas por selección natural.

En todo el mundo natural, la forma, la fisiología y el comportamiento están estrechamente relacionados con el tamaño de los organismos.

Estas relaciones se encuentran tanto dentro de cada especie como entre especies, y con frecuencia permanecen sin cambios en las especies separadas por millones de años. Por ejemplo, los corazones de las especies pequeñas laten mucho más rápido que los de especies de gran tamaño, y las astas de las pequeñas especies de ciervos son más pequeñas, en relación con el tamaño del cuerpo, en comparación con las cornamentas de especies grandes.

A veces, estas relaciones son tan fuertes que se consideran que son leyes de la naturaleza, hasta el punto de que las generaciones de biólogos en los últimos 100 años se han preguntado si estas relaciones pueden ser modificadas por selección natural.

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En un artículo publicado esta semana en Proceedings, investigadores del Norwegian University of Science and Technology concluyen que la respuesta a esta pregunta es sí (en principio), pero no (en la práctica).

«Nuestros resultados sugieren que estos rasgos pueden evolucionar, pero cambiar estas relaciones crea efectos secundarios perjudiciales para el organismo. Por lo tanto, la evolución por selección natural se verá fuertemente restringida, por lo menos en escalas de tiempo más cortas que un millón de años», dijeron los investigadores.

Los investigadores utilizaron 58,046 moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) en un experimento en el que las moscas fueron criadas deliberadamente para relacionar la forma y el tamaño del ala, algo que normalmente no se ve en la naturaleza.

«En sólo 26 generaciones, hemos conseguido crear relaciones entre la forma y el tamaño de las alas de la mosca que eran más extremas que las que resultan de más de 50 millones de años de evolución«, dice Geir H. Bolstad, autor principal del artículo.

Sin embargo, cuando los investigadores detuvieron sus esfuerzos de reproducción artificial y dejaron que la naturaleza siguiera su curso, la relación entre forma y tamaño volvió a la normalidad en tan sólo 15 generaciones.

En otras palabras, muchas generaciones de selección artificial se invirtieron relativamente rápido cuando la selección natural en sí decidía qué características eran las mejores para las moscas. Para entender por qué esto es así se requiere una explicación más detallada.

En las moscas, pequeñas alas son normalmente más redondas que las grandes alas. Esta relación entre la redondez y tamaño es muy consistente, y se ha mantenido más o menos a lo largo de más de 50 millones de años de evolución.

Pero mediante la cría artificial, el equipo de investigación logró cambiar esta relación en sólo 26 generaciones. «Nos las arreglamos para criar selectivamente moscas para que grandes alas fuesen más redondas que pequeñas alas, pero también lo contrario, de manera que las pequeñas alas eran incluso más redondas y las grandes alas aún más alargadas de lo esperado en comparación con la población normal», dijo Bolstad.

Esto significa que las proporciones entre los diversos rasgos cambian sistemáticamente de diferentes maneras, como si no hubiera dedos más largos en las manos más pequeñas que en las grandes manos.

Pero cuando los investigadores detuvieron sus esfuerzos de reproducción artificial, la relación entre el tamaño y la redondez de las alas de las moscas volvió a la normalidad en tan sólo 15 generaciones.

Lo más sorprendente, en las moscas donde los investigadores en gran medida habían modificado la forma del ala a través de la selección artificial, pero sin afectar a la relación entre la forma y el tamaño del ala, no había tal retorno al punto de partida.

En la naturaleza, la forma y el tamaño de un ala son importantes para la aerodinámica. En un laboratorio, sin embargo, la aerodinámica no es crítica para la supervivencia de una mosca.

«La razón por la que la relación entre el tamaño y la redondez volvió al punto de partida es probablemente porque se seleccionaron genes que también afectaron negativamente a otras características«, dijo Bolstad.

La selección natural corrige así los cambios que los investigadores habían creado a través de la cría artificial. Al cabo de sólo relativamente pocas generaciones para hacer estas correcciones debido a que las características negativas que resultaron de la cría artificial ponen a las moscas en desventaja en la competencia para reproducirse.

Esto es consistente con una teoría biológica fundamental: que los procesos de desarrollo básicos en un organismo están relacionados con muchas otras propiedades, debido a que los mismos genes afectan a un número de propiedades.

Relaciones alométricas, tales como la relación entre el tamaño del ala y la forma en las moscas, se consideran que son el resultado de tal desarrollo fundamental.

El experimento no proporciona la respuesta definitiva a la pregunta de qué limita la evolución, según los investigadores, ya que estudiaron sólo un rasgo de un organismo, y más investigación debe llevarse a cabo para determinar si los hallazgos se pueden aplicar de manera más general.

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