La crisis de biodiversidad (Parte 1).

Introducción

El desequilibrio del que vamos a hablar, podría suponer a largo plazo un impacto mucho mayor para la humanidad que cualquiera de las crisis económicas que la humanidad ha conocido, porque éstas suelen superarse en algunas décadas. Se habla de ciclos cortos y quizás de ciclos más largos que podrían prolongarse por cuatro a seis décadas.

En cualquier caso, cuando se habla de las crisis de biodiversidad la escala de tiempo no tiene nada que ver. Las crisis de biodiversidad no se recuperan en muchos millones de años.

Esto es debido a la escasa velocidad de la evolución biológica. No estamos prestando la debida atención a la actual crisis de la biodiversidad porque en realidad estas son la consecuencia de la actividad humana buscando beneficios que como mucho llegan a un par de generaciones humanas. Estos plazos son muy cortos comparados con los plazos en los cuales ocurren los cambios en nuestra biosfera.

La consecuencia de una actividad humana que busca beneficios a “corto plazo”, se convierten en duras hipotecas sobre el futuro de las generaciones venideras.

Extinciones masivas

Cuándo hablamos de extinciones masivas de especies o de crisis de biodiversidad, en seguida pensamos en la extinción de los dinosaurios, pero esa no fue ni la única, ni la más importante. Solo fue la más reciente. Hagamos un repaso de las más importantes crisis de biodiversidad sufridas por nuestro planeta:

  1. Primera extinción: Ocurrió hace 435 millones de años. Se debió a una larguísima glaciación.  Casi desapareció toda la vida marina. Sobrevivieron algunos peces y murieron muchos invertebrados.
  2. Segunda extinción: Sucedió hace 367 millones de años. En aquella ocasión desaparecieron muchos peces y el 70% de los invertebrados.
  3. Tercera extinción: Fue la más dramática. Ocurrió hace 245 millones de años.  Desaparecieron nada menos que el 90% de todas las especies.  Los trilobites que eran invertebrados  que dominaron los fondos marinos, se extinguieron totalmente.
  4. Cuarta extinción: Aconteció hace 210 millones de años. Desaparecieron el 75% de los invertebrados marinos.
  5. Quinta extinción: Sucedió hace 65 millones de años. Desaparecieron los dinosaurios, los amonites y otras especies.  La temperatura bajó bruscamente y eso favoreció a los animales de sangre caliente (mamíferos y aves) que posteriormente dominaron el medio terrestre.
  6. Sexta extinción: Actualmente estaríamos padeciendo la sexta gran crisis de biodiversidad y en este caso el factor determinante sería el ser humano. En las anteriores se sabe que en el caso de los dinosaurios pudo deberse a la caída de un gran meteorito y  quizás en algunas de las anteriores también fuera la misma causa.

Factores que contribuyen a la biodiversidad

El número de especies en un ecosistema viene favorecido por la energía disponible en el mismo, por el área disponible para los organismos, y por la estabilidad del medio.

La biodiversidad en sí misma es un importantísimo factor de estabilidad para toda la biosfera, por ello podríamos entrar en un círculo vicioso de menos diversidad menos estabilidad, que favorecería la destrucción de numerosos ecosistemas. De hecho esto ya está sucediendo.

La biodiversida es un tesoro:

La perdida de la biodiversidad representa un empobrecimiento irreversible en términos de recursos genéticos altamente beneficiosos para el ser humano.

Desde el punto de vista económico baste decir que el 17% de la proteína consumida por el ser humano proviene de los peces. Esto conlleva una considerable creación de empleo. Se ha propuesto una moratoria para el atún rojo en el Mediterráneo, pero son muchas las especies piscícolas amenazadas por la sobreexplotación pesquera en todo el planeta. Según un estudio en la revista Nature, sobre la disminución de los peces, un 90% del total de los grandes ejemplares del océano han desaparecido.

En realidad, se están sobreexplotando todos los recursos naturales. Cuando se pierde una especie se pierde para siempre y cuando se pierde un ecosistema, muchas especies autóctonas desaparecen para siempre.

La biodiversidad también es una fuente de incalculable valor desde un punto de vista farmacológico. Muchas de las especies que contienen el secreto para la lucha contra las peores enfermedades que padece el ser humano están por descubrir, y sería una enorme pérdida que se extinguieran estas especies. Estamos condenando a la extinción a muchas especies que contienen la cura de estas enfermedades antes de que el hombre lo descubra. Cada especie es un laboratorio que a medida que se se va adaptando a su medio y a sus especies vecinas, va aprendiendo a sobrevivir. Entre estos aprendizajes evolutivos, las especies son expertos luchadores contra toda clase de enfermedades. Son potenciales aliados nuestros, con millones de años de experiencia, en la lucha contra todo tipo de males que también afectan a nuestra salud.

El hombre, descubrió hace mucho las propiedades curativas de las plantas y aprendió a realizar extractos  vegetales que conservaban dichas propiedades curativas. Muchas especies animales, y vegetales tienen un enorme valor en medicina.

Estatua en homenaje a Alexander Fleming. Plaza de las Ventas

Los antibióticos son un ejemplo notable ya que se descubrieron por la observación de la inhibición del crecimiento bacteriano en un cultivo contaminado por hongos. El genoma de ese hongo contenía un secreto que marcó un antes y un después en la historia de la humanidad. Se ha avanzado mucho, pero el punto de partida estaba en un secreto contenido en el genoma de una especie aparentemente insignificante, el Penicilium, que vive en la basura.

http://www.abc.es/20081001/nacional-sociedad/descifrado-genoma-hongo-penicilina-20081001.html

En la plaza de toros de las Ventas, los madrileños tenemos una estatua que rinde homenaje al doctor Alexander Fleming por su contribución, al descubrimiento de la penicilina, que salvó millones de vidas.

Por citar algunos organismos valiosos, el ajolote (Ambystoma mexicanum), o también axolote es un anfibio de origen mexicano. Su estado es de Críticamente Amenazado. En la medicina tradicional mexicana se pueden encontrar jarabes de ajolote para tratar principalmente enfermedades respiratorias.

También, en la lucha contra el sida podríamos encontrar una importante clave en el genoma de algunos animales. Concretamente se ha visto que en ciertos lemures que están en peligro de extinción, su ADN contiene genes que le protegen del virus. Parece que el lentivirus ‘SIVgml’ tiene, como mínimo 75 millones de años. La evolución en Madagaskar donde viven estos lemures fue aislada de la de sus parientes africanos por los 400 kilómetros de separación entre la isla y el continente haciendo muy difícil el contagio del virus. Este continuó coevolucionando en los restantes primates. Una vez más se pone de manifiesto el inestimable valor de la biodiversidad. http://www.elmundo.es/elmundo/2008/12/01/ciencia/1228155432.html

Son muchos los venenos de origen animal que en dosis adecuadas se usan en medicina y lo mismo puede decirse de muchos alcaloides tóxicos de origen vegetal.

Debemos concienciarnos sobre el extraordinario valor de la biodiversidad.

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El origen de los vertebrados. (Divulgación)

Celacanto (Foto A.Castro ac. Finisterre - A Coruña)
Celacanto (Foto A.Castro ac. Finisterre - A Coruña)

En los inicios del estudio de la evolución biológica, Charles Darwin y Alfred Russel Wallace propusieron la selección natural como principal mecanismo de la evolución. Actualmente, la teoría de la evolución combina las propuestas de Darwin y Wallace con las leyes de Mendel y otros avances genéticos posteriores; por eso es llamada síntesis moderna, teoría sintética, o Neodarwinismo.

Con ella, todo empezó a tener un nuevo sentido en biología. Se abrieron un montón de puertas a la investigación y los nuevos descubrimientos se sucedían conformando un escenario perfectamente coherente. Los nuevos conocimientos en distintas ramas de la biología no hacían sino confirmar la teoría evolutiva y también guiar la investigación en direcciones enormemente fructíferas.

A pesar del impacto ideológico de una teoría que hacía ver que descendíamos del mono, los científicos más escépticos que buscaron desacreditar esas teorías fueron en su mayoría cautivados por las evidencias de sus propios trabajos de investigación.

La clasificación de los seres vivos adquirió un nuevo sentido. Se fue comprobando que cada animal provenía de algún antecesor menos evolucionado.

Dimetrodon
Dimetrodon

Se comprendió que todos los mamíferos provenían de algún antecesor común que resultó ser un reptil, el Dimetrodon. Se cree que su espectacular vela dorsal servía para regular su temperatura orientándose perpendicular al sol cuando necesitaba calentarse o poniéndose en paralelo a los rayos del sol, o buscando la sombra cuando ya no necesitaba calentarse más.

También se sabe que a su vez los reptiles provienen de un antecesor común que resultó ser un pez pulmonado, y a su vez estos provienen de unos peces Celacantos que se creían extinguidos desde el período Cretácico. Eso se pensó hasta que, en 1938, un ejemplar vivo fue capturado en la costa oriental de Sudáfrica. Otra especie que se localizó en Sulawesi (Indonesia) en 1998. Junto con los peces pulmonados, los Celacantos (foto de la cabecera) son los seres vivos más cercanos de los vertebrados terrestres y se consideran fósiles vivientes.

Los vertebrados pertenecen a un grupo más amplio, los cordados, caracterizados por la presencia de una cuerda dorsal o notocordio, (ya hablaremos más adelante de ella) Su presencia característica de este gran grupo no siempre se conserva en la fase adulta. En los vertebrados solo aparece el notocordio durante la fase embrionaria.

Pikaia. (cefalocordado extinto similar al anfioxo)
Pikaia. (cefalocordado extinto similar al anfioxo)

Los cordados incluyen por una parte a los vertebrados superiores y a otros animales que veremos ahora.

Un grupo de cordados próximos a los vertebrados son los cefalocordados. Se llaman  así porque a diferencia con los urocordados (otro grupo de cordados que comentaremos luego) el notocordio llega hasta parte anterior del animal.

Branchiostoma lanceolatum (Anfioxo)
Branchiostoma lanceolatum (Anfioxo)

Un representante actual de cefalocordado es un pequeño animal semitransparente de no más de 8 centímetros llamado Anfioxo. Este durante un tiempo se consideró como el antecesor directo de los peces, pero ahora parece que el auténtico antecesor pudo ser un cefalocordado similar al él.

El Anfioxo por su forma y su natación recuerda a un pequeño pez. Vive en zonas costeras. Tiene de 2 a 7 Cmts de longitud. Cuerpo fusiforme. Su boca esta rodeada de pequeños tentáculos bucales (12 o 15 pares). Es un animal con musculatura metamérica (como los peces) con aspecto de pez traslúcido, y de estructura muy parecida a la exhiben los vertebrados en las fases primitivas de su desarrollo. A diferencia de ellos es un invertebrado y conserva el notocordio durante todo el ciclo vital.

Embriogenia vs. Filogenia

Hay una expresión que dice que “La ontogénesis recapitula la filogénesis”.

La ontogénesis es la forma en que un embrión evoluciona desde sus fases iniciales carentes de estructura hasta la fase adulta. La filogénesis es la forma en que un organismo primitivo ancestral va evolucionando de generación en generación hasta dar origen a los  representantes modernos.

Interpretada la expresión inicial al pie de la letra vendría a significar que durante nuestra etapa embrionaria los humanos pasamos por la fase de animal unicelular, fase de invertebrado, fase de pez, fase reptil, y fase mamífero, hasta culminar en nuestra definitiva forma humana. Esto es cierto solo en parte. No puede tomarse al pie de la letra pero las aproximaciones en las distintas fases son muy llamativas y no explicables por mero azar.

Nada de esto debe sorprendernos. Sabemos que las mutaciones que afectan a fases tempranas del desarrollo embrionario tienen consecuencias mucho más graves que aquellas que se manifiestan en las últimas etapas del desarrollo, así que la evolución lo que va haciendo es ir seleccionando genes que en las últimas etapas del desarrollo incorporan alguna modificación ventajosa desde el punto de vista evolutivo.

Con lo que hemos dicho anteriormente casi hemos llegado al origen de los vertebrados, pero falta la parte que más costó averiguar. Para desentrañar algunas de las incógnitas de nuestra historia evolutiva hubo que recurrir a distintas disciplinas científicas tales como paleobiología, anatomía comparada, embriología y genética. Hubo momentos en los cuales la ciencia estaba realmente indecisa respecto al posible origen de los cordados, y no sabíamos si veníamos de los anélidos (lombrices), de los arácnidos (arañas), o de los equinodermos (estrellas de mar).

Aunque parezca mentira venimos de uno de estos grupos que acabo de mencionar (¿sabrías decir cuál?).

Origen de los vertebrados
Origen de los vertebrados

Buscando el origen de los vertebrados.

Fue relativamente fácil el retroceder en la búsqueda de nuestros antecesores hasta llegar al Amphioxo. Estos invertebrados no tenían ni esqueleto ni concha ni ningún otro elemento duro, por lo cual no existe registro fósil correspondiente a estos animales que facilite seguirles la pista.

El libro de la historia de la vida en nuestro planeta está escrito sobre unas páginas que son los estratos geológicos. Desgraciadamente no está completo. Algunos animales desaparecieron sin apenas dejar rastro, y por ello se ha recurrido a la anatomía comparada para intentar completar la información que falta.

En la búsqueda de un antecesor de los vertebrados se pasó por la consideración de diversos candidatos.

1) Anélidos: Estos gusanos tuvieron muchos partidarios que los consideraron como antecesores de los vertebrados. Tenían simetría bilateral, son animales segmentados y la segmentación es algo que se da en nuestra columna vertebral. Tienen masa encefálica frontal y un tubo nervioso longitudinal. Pese a ello en la actualidad están descartados y estas coincidencias se explican como un fenómeno de convergencia evolutiva. Algunas de las diferencias con los vertebrados parecen difíciles de salvar, como por ejemplo el cordón nervioso es ventral en lugar de dorsal. Se podría argumentar que en algún momento se dio la vuelta panza arriba pero analizando la posición de otros órganos esto no parece probable porque resultaría que unos órganos se dieron la vuelta y otros no. Por mencionar solo algunas cosas, las posiciones de la boca, el ano, y el sentido de la circulación sanguínea son un serio problema a esta tesis. Además ocurre que la segmentación en anélidos a diferencia de los vertebrados es completa desde la piel hasta el revestimiento intestinal. Demasiadas cosas no cuadran.

2) Arácnidos: Simplemente decir que también se consideró esa posibilidad, pero se vio similares problemas que en caso de los anélidos.

3) Equinodermos: A este grupo pertenecen por ejemplo las estrellas de mar, los pepinos de mar, los lirios de mar, y los erizos de mar. Todos ellos tienen simetría radial.

No parecía lógico a simple vista que fuera posible que el origen de los vertebrados tuviera algo que ver con organismos con simetría radial. Ideas preconcebidas nos conducían insistentemente a buscar como antecesor a un organismo con simetría bilateral y capaz de nadar. Esta idea se demostró errónea y sin embargo actualmente es considerada la hipótesis correcta con un altísimo grado de certeza. Entre otras cosas ahora podemos hacer comparaciones de secuencias de ADN que confirman la relación de parentesco de los distintos grupos de animales, cosa que hace unos años no era posible.

Ascidias.
Ascidias.

Faltaba por encontrar eslabón perdido que conectara los equinodermos con los vertebrados que a simple vista son muy diferentes. El eslabón perdido lo teníamos delante de las narices. No se trataba de un fósil, ni de un organismo extraño desconocido.

El grupo de animales que nos conecta con los equinodermos está constituido por lo que se conocen vulgarmente como Ascidias. (Urocordados). Se trata de un pequeño animal parecido a una esponja que vive fijo al sustrato.

Hay que recordar que si bien la mayoría de los equinodermos modernos son organismos bentónicos libres, (que viven en el fondo pero se desplazan libremente por él), los fósiles antiguos de equinodermos se corresponden con formas sésiles, (es decir, vivían fijos al sustrato) y como representantes modernos de estas formas sésiles han llegado hasta nuestros días los crinoideos. (lirios de mar), y las ascidias.

Las ascidias son animales marinos con una forma adulta sésil, con el cuerpo cubierto por una túnica (capa de tunicina, un polisacárido muy parecido a la celulosa) y apariencia de planta. Poseen igualmente una forma larvaria capaz de nadar libremente y que presentan notocordio y un cordón nervioso.

En realidad descendemos de la fase larvaria de los tunicados.

Los tunicados se alimentaban por filtración y la presencia de un notocordio en la fase larvaria les confirió seguramente en su momento una configuración hidrodinámica superior a la de cualquier otro invertebrado de aquella época. El notocordio en estas larvas se sitúa solo en la parte caudal.

Las larvas de los tunicados se alimentaban igualmente por filtración y pueden desplazarse a cualquier parte. El cordón nervioso se ensancha en la parte frontal en forma de vesícula cerebral, relacionada con el ojo impar y un estatocisto u órgano del equilibrio.

Según todos los indicios surgió una variedad donde la forma adulta sésil de la ascidia desapareció, y la forma larvaria prevaleció durante toda la vida y se especializó en formas cada vez más eficientes en la natación permitiendo así una mayor velocidad de propagación de estas especies por todo el planeta. A este fenómeno poco corriente de retroceso a la forma larvaria se le denomina neotenia.

En términos evolutivos parecería que se trata de un salto atrás en la evolución de estos organismos para continuar evolucionando por un camino diferente.

Las ventajas adaptativas que ofrece el notocordio

El notocordio al tener una cierta rigidez pero ser a la vez flexible, permite vencer la resistencia del agua durante la natación en condiciones hidrodinámicas muy favorables. Su función es similar a la de la columna vertebral de los peces.

La casualidad quiso que esta característica apareciera por vez primera en nuestro planeta en una forma larvaria de un animal bentónico (que vivía fijo al sustrato), pero su extraordinario valor adaptativo hizo que el resto del desarrollo del animal hasta la etapa adulta fuera suprimido de la evolución posterior, cosa que muy rara vez ocurre y que motivo el despiste en la búsqueda de este antecesor de los vertebrados.

 

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