Una historia evolutiva de libro de texto es incorrecta

La versión estándar del cuento, la que se cuenta en los libros de texto y cientos de artículos científicos, es así. Hace millones de años, los murciélagos desarrollaron una especie de sonar, permitiéndoles percibir el mundo haciendo llamadas agudas y analizando los ecos de rebote. Esta habilidad, conocida como ecolocalización, les permitió detectar y eliminar insectos voladores, incluso en la oscuridad total. En respuesta, las polillas desarrollaron repetidamente orejas ultrasónicas que podían detectar el sonar de murciélago, dándoles tiempo para realizar maniobras evasivas. Comenzó una carrera armamentista evolutiva.

Los científicos han estado estudiando esta antigua batalla durante 50 años, pero han estado trabajando bajo un malentendido crítico durante todo ese tiempo. Un equipo de investigadores dirigido por Akito Kawahara de la Universidad de Florida ha demostrado que las orejas de las polillas casi siempre evolucionaron antes del sonar de murciélago. Llegaron primero, por al menos 28 millones de años. Su propósito original no está claro, pero detectar murciélagos no lo era. "Creo que va a ser una bomba para el campo", dice Kawahara.

"La mayoría de las presentaciones que he escrito en mis documentos son incorrectas", agrega Jesse Barber de la Universidad Estatal de Boise, quien ha estudiado murciélagos y polillas durante años, y participó en el nuevo estudio.

Aunque las polillas y las mariposas son familiares, populares y extraordinariamente exitosas, hay más de 160,000 especies, los detalles de su historia de origen han sido turbios. Los investigadores han tratado de descifrar esos detalles comparando las características físicas de las polillas vivas y fosilizadas. Pero es "extremadamente difícil estimar" qué tan rápido evolucionan tales características, dice Adriana Briscoe de la Universidad de California, Irvine, y este enfoque tiende a subestimar el momento de eventos evolutivos importantes, como el origen de los oídos.

Para obtener mejores respuestas, Kawahara y su equipo pasaron años viajando por los bosques nocturnos del mundo y atrayendo a las polillas con lámparas ultravioleta. Al comparar los genes de 186 especies, crearon un árbol genealógico que muestra cómo se relacionan los diferentes grupos y, de manera crucial, cuándo ocurrieron los principales hitos en su historia evolutiva.

Los parientes vivos más cercanos de las polillas y las mariposas son las moscas caddis , insectos que pasan sus larvas en el agua antes de cambiar de forma y salir al aire. Hace unos 300 millones de años, los insectos con un estilo de vida similar abandonaron el agua para alimentarse de las primeras plantas terrestres, como musgos, hepáticas y helechos. Las larvas vivían dentro de las plantas, devorándolas desde adentro y eventualmente emergiendo como adultos alados que volaban de hoja en hoja. Estas fueron las primeras polillas.

Estas criaturas probablemente no habrían engendrado una dinastía de 160,000 especies sin dos innovaciones importantes. Primero, hace unos 241 millones de años, las mordazas de los adultos se transformaron en una pajita enrollada: una trompa. Esto les permitió tomar el néctar de las plantas con flores, que en ese momento eran relativamente recién llegadas, solo comenzando su larga ascensión. En segundo lugar, algunas de las orugas dejaron de minar el interior de las plantas y comenzaron a festejar en la superficie, comiéndolas de afuera hacia adentro.

Con más espacio, crecieron cuerpos más grandes que medían en pulgadas en lugar de milímetros. Las orugas más grandes podrían caminar para encontrar hojas más nutritivas, otras plantas anfitrionas o lugares para pupar con seguridad. Las orugas más grandes producían adultos más grandes, que podían volar distancias más grandes en busca de alimento. Esto probablemente cimentó su relación con las plantas con flores. "Polinizaron las flores, las plantas se volvieron diversas y las polillas se volvieron diversas en sincronía", dice Kawahara. Su árbol genealógico muestra que los dos grupos irradian en sincronía: otra historia evolutiva clásica y una que, afortunadamente, "parece ser correcta", dice.

Volando alto en el poder de las flores, las polillas prosperaron, pero principalmente de noche. Pero hace unos 98 millones de años, algunos de ellos se activaron durante el día y dieron lugar a las mariposas, un grupo que Barber describe irónicamente como "un grupo diurno de polillas sin interés". Aquí nuevamente, los murciélagos han sido implicados. En 1999, Jayne Yack, de la Universidad de Carleton, propuso que los murciélagos ecolocadores eran una amenaza tal que algunas polillas escaparon huyendo de la noche por completo, cambiando a las horas del día. "La mariposa, en efecto, fue" inventada "por el murciélago", escribió.

¿O fue? La evolución de los murciélagos está llena de sus propias controversias, pero varios estudios, que representan tanto los fósiles como la evidencia genética, coinciden aproximadamente en que los murciélagos surgieron hace 55 millones a 65 millones de años, y desarrollaron la sonda hace unos 50 millones de años. Y el nuevo estudio de Kawahara, en el que participó Yack, muestra que las mariposas emergieron mucho antes que eso.

Kawahara cree que el origen de las mariposas está vinculado a las plantas y a las abejas. Las abejas evolucionaron poco antes que las mariposas, hace 100 millones a 125 millones de años. Su apariencia podría haber impulsado la evolución de los colores brillantes y la floración diurna en las flores, rasgos que las polillas llegaron a explotar. ¿Entonces las abejas inventaron mariposas? "Creo que sí", dice Kawahara. “Creo que las abejas son una parte muy importante de la historia. Tuvieron una interacción muy estrecha con las plantas con flores, y las mariposas saltaron sobre eso y se beneficiaron de ello. No tiene nada que ver con los murciélagos ".

Tampoco las orejas. El nuevo árbol genealógico de Kawahara muestra que las polillas desarrollaron órganos auditivos en nueve ocasiones distintas. La mayoría de estos eventos ocurrieron hace 78 millones a 92 millones de años, mucho antes de que los murciélagos desarrollaran el sonar hace 50 millones de años. Como siempre, hay excepciones: algunos grupos, incluidas las polillas de halcón y las mariposas hedílidas nocturnas, desarrollaron orejas más tarde ( en sus bocas y alas, respectivamente) y pueden haberlo hecho en respuesta al sonar de murciélagos. Pero la gran mayoría de las polillas espigadas, alrededor del 96 por ciento de ellas, según la estimación de Kawahara, no lo hicieron.

"Es desconcertante", dice Yack. “Todos esos oídos, hasta donde sabemos, están sintonizados para el ultrasonido y, por lo tanto, probablemente respondan a los murciélagos. Entonces, si eran sensibles a los ultrasonidos antes de los murciélagos, ¿qué estaban escuchando? ”Se pueden encontrar pistas en lugares libres de murciélagos como el Ártico o varias islas. Allí, los oídos de las polillas generalmente están sintonizados a frecuencias más bajas que cubren sonidos naturales como el susurro de los depredadores o el aleteo de las alas. "Parece probable que los oídos evolucionaron por esa razón: para examinar el mundo", dice Barber.

Cuando los murciélagos ecolocalizadores llegaron a ese mundo, las polillas transformaron sus oídos existentes en detectores de sonar especializados, al cambiar su rango hacia frecuencias más altas. Algunos crecieron en tamaño, volviéndose demasiado grandes para que los murciélagos pequeños los abordaran. Otros, como las polillas del tigre , desarrollaron la capacidad de producir sus propios clics ultrasónicos para atascar el sonar de los murciélagos. Sin embargo, otros, como las impresionantes polillas lunares , extendieron sus alas en colas elaboradas que desconciertan el sonar del murciélago: las colas giran cuando las polillas vuelan, produciendo ecos ilusorios que confunden a los murciélagos atacantes. En palabras de Donald Griffin, quien descubrió por primera vez la ecolocalización de los murciélagos, el duelo entre murciélagos y polillas sigue siendo un " pozo mágico " de "descubrimientos sorprendentes y significativos". Y quizás lo más sorprendente es que la historia estándar de oídos y sonar no es no es cierto

Si las polillas con orejas decentes ya existían cuando los murciélagos salieron al aire por primera vez, ¿es posible que los murciélagos hayan evolucionado la ecolocalización para capturar mejor a las presas que ya podrían escucharlos venir? El sonar de murciélago no impulsó la evolución de las orejas de la polilla, pero ¿podría haber sido al revés? "No estamos seguros, y los murciélagos se alimentan de muchos insectos", dice Kawahara. "Pero comen mucho las polillas , así que hay una buena posibilidad de que eso sea cierto".

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Ed Yong es escritor de The Atlantic , donde cubre ciencia.

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