Resuelto el dilema de Darwin: Explican la explosión evolutiva del Cámbrico

El naturalista inglés Charles Darwin‎ consideraba que los rápidos cambios que experimentaron las especies durante la explosión cámbrica‎, hace unos 530 millones de años, contradecían las reglas de la evolución.

Sin embargo, un estudio publicado esta semana en la revista Current Biology demuestra que esta capacidad de innovación acelerada es compatible con su teoría de la selección natural‎.

El discurso darwiniano defendía la sucesión gradual de modificaciones, lo que descarta un posible ‘Big Bang evolutivo’. Entonces ¿por qué se conservan tan pocos registros fósiles anteriores al Cámbrico y, sin embargo, a partir de entonces surgió tal abundancia de especies? El inglés nunca pudo explicarlo.

“Él pensaba que sus hipótesis no podían aplicarse a esta enorme diversificación de las especies animales”, explica a SINC Michael Lee, uno de los autores del trabajo e investigador de la Universidad de Adelaida (Australia) y el Museo de Australia Meridional. Este rompecabezas representa lo que históricamente se conoce como ‘dilema de Darwin’.

Cambios a una velocidad quintuplicada

Con el fin de explicar esta contradicción aún vigente, algunos estudios han tratado de hallar nuevas pistas mediante el análisis de los pocos restos animales y vegetales conocidos previos al Cámbrico.

Así, en 2009, un grupo de investigadores británicos logró describir los depósitos de microorganismos pertenecientes al período Ediacárico‎ encontrados en una formación rocosa de Shropshire (Reino Unido).

Ahora, los hallazgos de este trabajo aportan una nueva solución a la disyuntiva que tanto quitaba el sueño al naturalista, pues confirman que “una evolución moderadamente acelerada y sostenida durante unas decenas de millones de años podría dar lugar a una explosión evolutiva”, sostiene Lee.

“Nuestros resultados demuestran que la rápida aparición de animales hace unos 530 millones de años es totalmente compatible con las ideas de Darwin”, añade.

Según los análisis de los investigadores, las modificaciones físicas acontecidas durante el Cámbrico fueron unas cuatro veces más rápidas que las actuales, mientras que las modificaciones genéticas las superaron 5,5 veces. Además, esta aceleración en la evolución genética y anatómica se produjo casi al mismo ritmo durante todo el periodo.

“Un incremento de cinco veces en la velocidad de evolución comprimiría los cambios equivalentes a 150 millones de años en tan solo los 30 millones que duró la explosión cámbrica”, añade el biólogo.

Estudiar el presente para conocer el pasado

A través del examen de registros fósiles y el uso de avanzados métodos de datación molecular, Lee y su equipo compararon las diferencias en el genoma y la morfología entre los artrópodos vivos de hoy en día y sus ancestros, para así deducir sus tasas evolutivas en el pasado.

“La mayoría de los restos que tenemos corresponden a partes duras”, afirma el investigador de la Universidad de Adelaida, “el cuerpo de artrópodos como cangrejos, insectos y escorpiones está contenido dentro de un exoesqueleto que fosiliza fácilmente y nos aporta un montón de información acerca del animal completo”.

Los análisis se basan en la estimación de las tasas de desarrollo de las modificaciones genéticas y morfológicas de los artrópodos de la época.

Los científicos eligieron este grupo, que incluye insectos, arácnidos y crustáceos, por haber sido “el filo dominante durante más de 500 millones de años.

Hoy en día representan el 80% del total de especies animales, así que los patrones encontrados podrían aplicarse a toda la fauna”, concluye el científico.

Especies innovadoras

“Hay muchos teorías para explicar la explosión cámbrica, y muchas de ellas podrían ser correctas. Posiblemente fuera el resultado de la interacción de diferentes causas”, expone Lee.

Según los investigadores, la gran rapidez de evolución podría ser originada por el desarrollo de nuevas adaptaciones competitivas aparecidas durante el Cámbrico, como la depredación, la visión y la natación activa. “Una de las hipótesis apunta a que estos avances ocasionaron el desarrollo masivo de nuevas ramas evolutivas”.

Este tipo de cambios se producen también durante la colonización de nuevos ambientes. “Cuando una línea evolutiva adquiere una nueva adaptación, se produce una explosión evolutiva para ocupar los nuevos nichos”, afirma el biólogo.

“Los murciélagos, por ejemplo, son una de los mamíferos que más rápidamente se han especializado y evolucionado, colonizando el inexplorado ambiente aéreo”. A pesar de la importancia de los hallazgos, la aplicación de los patrones descritos en el trabajo a otros grupos de animales requeriría la realización de nuevos estudios taxonómicos.

Referencia bibliográfica:

Michael S.Y. Lee, Julien Soubrier and Gregory D. Edgecombe. Rates of Phenotypic and Genomic Evolution during the Cambrian Explosion. Current Biology (2013). DOI: 10.1016/j.cub.2013.07.055.