31 ene. 2012

Fenotipo extendido en aves



Partiendo de la base que los genes afectan al ambiente tanto como el ambiente a los genes, Ricahrd Dawkins acuñó la expresión "fenotipo extendido" (libro que aún deseo poder leer). La idea se refiere a que el alcance de los genes no tiene por qué limitarse al organismo que los alberga si es que los efectos ocurren en el medio. El ejemplo más evidente es el de las represas de los castores: la selección natural va eligiendo a los castores que hacen a las mejores represas, a través de los genes que permiten esa conducta. Ok, estamos de acuerdo en que no existe "un gen para hacer represas", pero sí un conjutno de genes que van moldeanod la conducta del castor para generar represas. Si la represa viene a ser un efecto de los genes que la causan (indirecto, pero todo el efecto de los genes es indirecto, ya que éstos sólo hacen proteínas), perfectamente podemos hablar de "fenotipo".

La idea del fenotipo extendido creo que es aplicable a la selección sexual. El caso que les traigo acá es el del Tilonorrinco, pequeño grupo de aves de Australia y Nueva Guinea. En la foto vemos al macho, de colores brillantes y la hembra, de colores más opacos. Sin embargo, normalmente la hembra no elige al macho en función del color de su pareja, sino de acuerdo al nido que es capaz de armar. El tilonorrinco es muy conocido por armar nidos de múltiples colores (con cierta predilección por el azul). Los machos arman nidos en función de sus gustos personales, haciendo "zonas de colores" y tratando de buscar objetos brillantes y destacados. Son unos verdaderos maestros de la arquitectura, y también buenos ladrones si es que ven en nidos rivales objetos que les gusten.

Se da una curiosidad en esta especie: los machos que mejor éxito tienen armando nidos tienden a tener colores menos brillantes y a diferenciarse menos de las hembras; en cambio, los que suelen armar nidos menos exitosos tienden a ser muy brillantes. Al parecer en esta especie estamos viendo una especie de "transición" o "cambio de gusto" desde colores brillantes a nidadas espectaculares. Desde la perspectiva del macho, debe ser una excelente noticia, ya que colores más opacos deben permitirle sobrevivir mejor en el ambiente. Sin embargo, no se hasta que punto sea una buena idea: hacer nidos más destacados podría atraer la atención de depredadores. Hacer que la atención recaiga en la nidada no creo que sea lo más inteligente que se pueda hacer, pero no soy el encargado de la selección natural como para arreglarlo. Y mal parece que no les va a estas aves...


Máquinas de seducción

Nuestras mentes han evolucionado no como máquinas de supervivencia sino como máquinas de seducción. La evolución es conducida no solo por pura selección natural para sobrevivir, sino por un no menos importante proceso que Darwin llamó selección sexual, a través de la elección de pareja (…). Muchas de nuestras habilidades de comunicación, el lenguaje, el arte, la música, el humor, han aparecido en la evolución como una especie de estrategia de marketing genético, para mostrar a nuestras potenciales parejas lo buenos que son nuestros genes, lo bien que funcionan nuestros cerebros, qué ingeniosos y encantadores somos; los cerebros que mejor se venden en ese mercado del emparejamiento dejan más copias de sus genes, nuestras mentes están ahí sobre todo para vender mejor nuestros genes (Geoffrey Miller, psicólogo evolucionista).

La selección sexual toma caminos azarosos en distintos organismos, muchas veces siguiendo desarrollos explosivos. En el caso de los humanos, el desarrollo explosivo se dio en el cerebro, permitiendo, o al menos facilitando, el gran desarrollo de nuestra cultura… Y todo para buscar pareja.

Eso puede ser una buena explicación del por qué muchas grandes obras tienen siempre una “musa inspiradora” (aunque escasean los “musos”).

Selección intrasexual vs elección de pareja

Para Darwin, la selección sexual tenía dos componentes principales: la competencia intrasexual y la elección de la pareja, con desarrollos muy distintos: los ornamentos (normalmente en machos), evolucionan a través de la selección sexual por la elección de parejas (que normalmente realizan las hembras), mientras que las “armas” tales como astas, cuernos, desarrollo exagerado de tamaños, etc., evolucionan a través de selección sexual por competencia intrasexual por el acceso al sexo opuesto (nuevamente, en general hembras). En palabras de Darwin, la selección sexual de un rasgo implica diferencias en el éxito reproductivo, causado por competencia por parejas, y relacionadas a la expresión del rasgo.

Después de Darwin, la selección sexual quedó en un periodo de "stand by". Pasó a ser sólo una anécdota en el árbol de conocimientos que se desarrollaba a partir de la selección natural, pese a ser una explicación sumamente importante en la explicación del desarrollo de rasgos no adaptativos en la supervivencia. Fue una publicación de Ronald Fisher en 1930 (aunque el resurgimiento de la idea de selección sexual se diera recién con la publicación de la segunda edición de su libro) quien tomando las ideas de Darwin, dio un nuevo impulso a la teoría de selección sexual. Fisher puso mayor énfasis en distinguir la competencia intrasexual y la elección de la pareja y puso particular interés en explicar la evolución de los caracteres sexuales secundarios, es decir aquellos rasgos no directamente asociados a la reproducción, que juegan un papel preponderante en la elección de las parejas y determinan el éxito reproductivo diferencial de los individuos.

Aunque muchas de las críticas de las teorías de Darwin han sido descartadas, algunas todavía persisten. En particular, no considera un aspecto importante de la selección sexual: no explicaba el origen de las preferencias de las hembras. Aunque nosotros no estamos cerca de responder desde el punto de vista del animal, podemos darle un enfoque humano a los fenómenos que vemos. En futuras entradas hablaré de las teorías que se manejan para explicar la elección de un rasgo.

Mandíbulas con patas





Esto de la ciencia en general y la biología en particular es algo curioso... Cuando se dice de un escarabajo como el Ciervo Volante (Lucanus cervus) que es "sin duda, el coleóptero (...) más hermoso, bello y representativo" uno esperaría que hubiesen toneladas de información al respecto. El hecho es que apenas se conoce algo de su forma de vida y considerando que es una especie amenazada por destrucción de hábitat, quizás nunca alcancemos a conocer mucho de él.

¿Qué es lo primero que a uno se le viene a la mente al ver esto? Exactamente! Un "Oh! Esas mandíbulas! De seguro evolucionó por selección sexual" (para el que no se entere, el macho es el de las mandíbulas desarrolladas). No soy quién para decirles lo contrario, pero quizás podríamos precisar un poco: hablamos de competencia intrasexual. La hembra acá no escoge nada, sino que se queda con el ganador. Ese tipo de Selección Sexual genera normlamente armas en los machos por los que pelear, mientras que cuando la hembra escoge más activamente a su macho, éstos suelen presentar rasgos ornamentos, colores y cosas así para llamar su atención.

A veces uno se encuentra con casos extremos, donde realmente parecieran ser mandíbulas con patas. Siempre encontré increíble siquiera que sean capaces de moverse algunos ciervos volantes. Al menos alimentarse debe ser un gran problema, esas mandíbulas yo las veo funcionales sólo para cortar en 2 a rivales potenciales. Pero en eso, podrían ser sin duda de los mejores insectos que hay... Al menos si utilizaran de esa forma las mandíbulas. Pero no es el caso.
 
Aunque las pregutnas que planteamos con teleo no las vamos a responder acá, sí puedo contarles un poco de la historia de esas mandíbulas. Como se podrá imaginar más de alguno, los machos pelean por las hembras. Suelen tener peleas mejores que las de lucha libre. ¿El premio? La hembra de la zona, que actúa como porrista viendo a los contendientes.

Son bastante territoriales y agresivos con los machos invasores, pero, aunque sigo pensando que esas mandíbulas pueden partir en 2 al rival, ya adelanté que no las usan así. Rara vez las peleas intraespecie de cualquier animal son hasta la muerte. Incluso rara vez se pelea "con las mejores armas", porque el objetivo no es hacer daño para matar al rival. Es sólo reafirmar superioridad. Uno podría pensar "pero si elimino al rival, tengo un enemigo menos del cual preocuparme". Sin embargo esa lógica obvia el hecho que el derrotado puede a su vez pelear, desgastar y ganarle a otro potencial rival mío, por lo que no es tan buena idea eliminarlo de inmediato. El mecanismo de lucha se basa en enredar mandíbulas y lograr levantar al rival. No estoy seguro si además es capaz de arrojar al rival sobre su cuerpo o lo estoy confundiendo con el escarabajo rinoceronte El que consigue eso, es el ganador de la pelea y se queda con la bella escarabajo. ¿El perdedor? Hace el papel más aventurero de la naturaleza: juega al amante, tratando de aparearse a escondidas con hembras. Probablemente ellas no estén muy felices al verse forzadas a aparearse con un macho perdedor pero... ¿Quién se atrevería a meterse con esas mandíbulas?


Se ha pensado que el desarrollo por selección sexual es algo realtivamente reciente en estos organismos, ya que no está totalmente insertado el desarrollo mandibular en la población. Para nadie es una sorpresa que la interacción genes-ambientes es importante, pero al aprecer, larvas macho en ambientes con pocos nutrientes tienen un desarrollo mandibular basante pobre. Una pena por el macho, ya que no depende de su fitness o su propia naturaleza como para poder lucirse con la hembra y ganarle a machos rivales (como en muchos casos de "señales" en la selección sexual), sino que depende de la suerte de que los papás le escojan un buen lugar para que se alimente en sus estados larvales.

30 ene. 2012

El origen de todo



Para cualquier rasgo que exhiba un organismo, suele invocarse casi siempre a la selección natural como el mecanismo que lo ha favorecido. Sin embargo el mismo Darwin consideró que la selección natural no era suficiente como presión evolutiva para explicar lo que él consideró que eran rasgos exagerados.
Estos “rasgos exagerados” los asociamos normalmente con colores sumamente llamativos o rasgos morfológicos como largas y vistosas colas como la del Quetzal de la imagen. Pero también incluye conductas muy complejas y conspicuas: rituales, generación de sonidos, etc. Todo eso parecería ser perjudicial en la supervivencia de los individuos, ya que los hace más llamativos para posibles depredadores, además de tener que invertir muchos recursos para desarrollar esas características.

Darwin entonces desarrolló la teoría de selección sexual: plantea que es la responsable para el mantenimiento de esos rasgos en la población debido a que, a pesar de ser desventajosos respecto a la supervivencia de los individuos, confería ventajas a los individuos que los poseyeran a la hora de aparearse. Individuos con colores vistosos, colas largas y comportamientos llamativos eran capaces de obtener mayor número de cópulas y/o parejas, y dejar mayor descendencia en la próxima generación.

Al  parecer, el impulso (consciente o no) más grande que tienen los animales no es el de la propia supervivencia, sino el de la reproducción, aún a costa de la propia integridad. Conocidos son los casos de muchos insectos dodne el macho se termina ofreciendo como alimento para la hembra con tal de copular, pero también ocurre que en animales como los elefantes marinos, donde hay unos pocos machos dominantes que se aparean con todas las hembras, los machos subordinados se arriesgan a buscar cópula pese a las consecuencias. El énfasis que se le da(ba) a la evolución respecto a “la supervivencia de los más aptos” y que tan malinterpretado ha sido, podría haberse cambiado por un énfasis en “la supervivencia de los mejores amantes”. Quizás con ese enfoque la historia en muchos aspectos hubiera sido bien distinta…

Teleo, la mosca pedunculada

El símbolo de la selección sexual, que se usa como primer ejemplo, suele ser el pavo real, por razones evidentes (basta ver esto). Este blog se niega a caer en algo tan evidente, al menos en las primeras entradas. El símbolo del blog, hasta nuevo aviso, recaerá en la mosca ojos de tallo (Teleopsis breviscopium, Teleo para los amigos) que adorna la parte superior de esta página. El apodo de "ojos de tallo" creo que es evidente: los ojos están en el extremo de los pedúnculos que le salen de la cabeza.

Ante cualquier rasgo tan exótico como ese, lo primero que se dice es “Oh! Evolucionó por selección sexual”. Tristemente, también suele ser lo último. El tema normalmente muere ahí. Si se es generoso, se precisa con un “las hembras eligen a machos con ojos pedunculados cada vez más notorios”. Después de todo, cuando un macho y una hembra presentan un mismo rasgo pero con niveles de desarrollo tan distintos (ver aquí), la selección sexual es siempre la mejor explicación. Creo que dejar el tema en eso es tan básico como argumentar la existencia de un animal diciendo “está por selección natural” y que ahí quede todo. Aunque la respuesta es correcta, uno se pierde toda la historia del organismo. Teleo será mi introducción para algunas dudas que podríamos generalizar en otros organismos y así seguirle la pista histórica a los rasgos.

Para empezar… ¿Deciden las hembras conscientemente el rasgo de su interés? Estamos a veces más dispuestos a aceptar cierto grado de consciencia en mamíferos y aves que en insectos como las moscas, pero no podemos obviar que todos pueden ser muy selectivos con sus parejas en función del rasgo que les interesa, discriminando sin problemas (al menos mientras los machos no sean agresivos) entre uno y otro. Sea cual sea la respuesta, también podemos preguntarnos ¿Por qué ese rasgo? ¿Por qué nuestra querida Teleopsis hembra decidió joderle la vida al macho con unos pedúnculos tan largos que dificultan la percepción de distancia y profundidad? Una respuesta típica a eso es del tipo “muestra que el portador de esos pedúnculos tiene buenos genes, ya que a pesar de la desventaja de visión, sigue vivo”. Pero eso me lleva a mi pregunta anterior: ¿por qué ese rasgo y no otro? Cualquier otro rasgo en versión exagerada puede ser un lastre que diga “tengo buenos genes”.

Pudiendo aburrirlos a preguntas, tristemente les deberé las respuestas. Mucho de lo planteado tiene que ver con la cognición animal y todavía no estamos en condiciones de responder. Pero sí podemos hacer aproximaciones y teorizar respecto a todo eso. Pero para enterarse, tendrán que leer futuras entradas, donde me comprometo a exponer las teorías que se manejan hoy en día.

Respecto a Teleo, les puedo comentar que los machos, al salir de la pupa, inspiran aire a través de la cavidad oral y la bombean a través de conductos de la cabeza hasta los extremos de los pedúnculos, alargándolos mientras estén blandos y transparentes. En periodo reproductivo, los machos suelen congregarse y hacer competencia de “quién tiene los ojos más separados”, midiéndoselos entre ellos. Los ganadores son los afortunados con las hembras.

Por un momento pensé que el desarrollo de los ojos pedunculados iba en función de la capacidad respiratoria de la mosca, una señal de buena aireación y todo lo que puede implicar para un elevado metabolismo… Hasta que recordé que las moscas respiran por espiráculos principalmente, no por la boca. Por lo tanto, mi hipótesis personal es que los machos hacen un tongo con esto, buscan engañar a la hembra con señales falsas que demuestran una aptitud que no necesariamente tienen.

29 ene. 2012

Bienvenidos!

Inspirado por páginas de gran calibre como Bio-tay y Memecio, entre otros, decidí crear un espacio particular para hablar de biología. Pero no cualquier tema: quisiera hacer algo de justicia a un tema apasionante, bello e interesante pero que rara vez tiene más que un pequeño apartado para ser mencionado brevemente: la Selección Sexual y sus implicaciones (y tangencialmente, temas de reproducción y cosas afines).

Soy de la idea que la selección sexual es más que un simple pie de página o hermano pobre de la selección natural: es un motor evolutivo sumamente potente, reflejado en el hecho que los organismos “prefieren” arriesgarse a perder la vida buscando compañer@ antes que tener una vida tranquila sin pareja (parece tema de película romántica barata). Aunque el impulso de la búsqueda de pareja se puede entender, hay algunas cosas que siempre me llamaron la atención. Una de esas cosas es el esfuerzo desigual y creatividad que tienen los organismos para conseguir pareja (perdón por la antropormofización): hay unos que centran sus esfuerzos en conductas de cortejo, otros en armas para pelear contra competidores potenciales, otros en estructuras y colores muy notorios, etc.

En este blog pretendo poner en relieve todo eso, sus implicancias y consecuencias y también complementar con otras cosas que ayuden al lector a meterse en este fascinante mundo. ¡Ojalá logre interesar tanto a los lectores en el tema como me intereso yo!