Si pudiéramos rebobinar el reloj evolutivo, ¿se desarrollaría la vida en la Tierra de manera similar a como es actualmente o terminaríamos con un escenario completamente diferente? Es una antigua pregunta que se remonta a la propia existencia de la vida en la Tierra y que ha desconcertado a los científicos evolucionistas durante siglos.
¿La evolución es predecible o aleatoria? Esto dice la ciencia
¿Predecible o aleatoria?
¿Existe un modelo que dicta cómo evolucionan las especies, o es un proceso caótico y aleatorio influenciado por una miríada de factores? «Si lo formulas como una pregunta sobre esto o lo otro, es demasiado simplista», dice el biólogo evolutivo Zachariah Gompert de la Universidad Estatal de Utah. «La respuesta no es ‘completamente aleatoria’ o ‘completamente determinista y predecible’. Y, sin embargo, al examinar escalas de tiempo cortas, podemos encontrar patrones evolutivos predecibles y repetibles».
La respuesta a si la evolución es predecible o aleatoria se desarrolla en una reciente investigación publicada en la revista Science Advances que expone que la conclusión es: “ambas”. Unas veces se comporta con un patrón predecible y, en otras ocasiones, es totalmente aleatoria.
Los autores, entre los que se encuentra Patrik Nosil, colaborador de Gompert desde hace mucho, y otros investigadores de la Universidad de Montpelier en Francia, la Universidad Federal de São Paulo en Brasil, la Universidad de Nevada, Reno y la Universidad de Notre Dame, creen que definir el proceso de la evolución no es una cuestión simple. «La respuesta no es ‘completamente aleatoria’ ni ‘completamente determinista y predecible'».
Para llegar a esta conclusión, los expertos examinaron tres décadas de datos sobre la frecuencia de transformaciones crípticas de patrones de color en la especie de insecto palo Timema cristinae, unos auténticos maestros del camuflaje que consiguen pasar desapercibidos en su entorno para evitar ser víctimas de los depredadores (pájaros, normalmente). Algunos insectos son verdes. Y, según los expertos, son los depredadores los que van impulsando la evolución para evitar como aperitivo de un arrendajo.
Insectos en una planta
El experimento
Los investigadores llevaron a cabo un experimento de campo en el que observaron que, cuando un patrón de color particular se volvía demasiado común, los depredadores acababan por descubrir el camuflaje y la estrategia se volvía menos efectiva. Por ello, comenzó a observarse un aumento en la frecuencia de los patrones de colores, lo que denominaron selección natural negativa dependiente de la frecuencia (NFDS).
«En escalas de tiempo cortas, la evolución que involucra variaciones existentes puede ser bastante predecible», explica Gompert. «Se puede contar con que algunos conductores estarán siempre ahí, como los pájaros que se alimentan de insectos». Pero en escalas de tiempo más largas, la dinámica evolutiva se vuelve menos predecible. «Las poblaciones podrían experimentar un evento fortuito, como una sequía severa o una inundación, que altere el status quo y, por lo tanto, los resultados predecibles», continúa el experto. Transformando un patrón evolutivo determinista en azar a través de nuevas mutaciones que introduzcan rasgos raros en los animales. «Esto es lo más parecido al azar que se puede conseguir», apunta Gompert.
Evolución humana
Llevar a cabo este tipo de investigaciones es bastante infrecuente, a pesar de que son cruciales para comprender la compleja interacción entre previsibilidad y aleatoriedad en la evolución, porque es necesario mucho tiempo y muchos recursos para rastrear tantos cambios evolutivos durante un seguimiento de muchos años. Otro ejemplo de ello es el estudio sobre los famosos pinzones de Darwin que son aclamados con símbolos icónicos de la teoría de la evolución. Son aves nativas de las islas Galápagos y desempeñaron un papel fundamental en la formulación de la selección natural del famoso naturalista Charles Darwin (los encontró por primera vez a los pinzones durante su viaje en el HMS Beagle en la década de 1830 dándose cuenta de que exhibían una impresionante variedad de formas y tamaños de picos y que contribuyó a su innovadora teoría plasmada en “Sobre el origen de las especies”, su obra fundamental.
«Debido a que la mayor parte de este trabajo está restringido a una o pocas poblaciones, es difícil hacer inferencias sobre la repetibilidad entre múltiples poblaciones evolutivas independientes», dice. «Estos estudios son difíciles de implementar no sólo porque requieren un esfuerzo concertado, sino también porque no se puede apresurar el tiempo», concluye el experto.
Llevar a cabo este tipo de investigaciones es poco habitual
Referencias:
- Patrik Nosil, Clarissa F. de Carvalho, Romain Villoutreix, Laura S. Zamorano, Marion Sinclair-Waters, Nicholas P. Planidin, Thomas L. Parchman, Jeffrey Feder, Zach Gompert. Evolution repeats itself in replicate long-term studies in the wild. Science Advances, 2024; 10 (21) DOI: 10.1126/sciadv.adl3149
- Alan Beavan, Maria Rosa Domingo-Sananes, James O. McInerney. Contingency, repeatability, and predictability in the evolution of a prokaryotic pangenome. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 121 (1) DOI: 10.1073/pnas.2304934120
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- Wortel, M., Agashe, D., Bailey, S., Bank, C., Bisschop, K., Blankers, T., Cairns, J., Colizzi, E., Cusseddu, D., Desai, M., Dijk, B., Egas, M., Ellers, J., Groot, A., Heckel, D., Johnson, M., Kraaijeveld, K., Krug, J., Laan, L., Lässig, M., Lind, P., Meijer, J., Noble, L., Okasha, S., Rainey, P., Rozen, D., Shitut, S., Tans, S., Tenaillon, O., Teotónio, H., Visser, J., Visser, M., Vroomans, R., Werner, G., Wertheim, B., & Pennings, P. (2022). Towards evolutionary predictions: Current promises and challenges. Evolutionary Applications, 16, 3 – 21. https://doi.org/10.1111/eva.13513.
