Wallace y los monos del Amazonas

El 14 de diciembre de 1852 se leyó en la reunión de la Sociedad Zoológica de Londres un comunicado de Alfred Russel Wallace sobre los monos que habitan la región amazónica. En la nota, Wallace manifiesta su preocupación porque los colectores de ejemplares biológicos solían identificar la localidad simplemente como “Brasil”, o en el mejor de los casos, “Río Amazonas”.  El problema radica en que las especies de animales pueden ser muy diferentes en uno y otro lado de un río. Ríos como El Amazonas, el Negro y el Madeira constituyen el límite de distribución de varias especies de monos, y “los cazadores locales lo saben perfectamente bien”,  nos explica Wallace en su  manuscrito, al tiempo que exhorta a los colectores a ser más específicos en sus rótulos de campo.

Como bien observó Wallace, un río como el Amazonas, que en época de secas puede tener hasta 11 kilómetros de ancho, constituye una barrera infranqueable para la dispersión de un animal. Al norte del río Negro, por ejemplo, Wallace encontró el saki barbudo rojizo (Chiropotes chiropotes), mientras que en el sur halló un saki del género Pithecia. Este efecto conduce a preguntas biogeográficas interesantes. “¿Alguna vez podemos encontrar especies cercanamente emparentadas separadas por una banda ancha de territorio?” se preguntó retóricamente Wallace.

Notando que el efecto de los ríos era mucho menos intenso río arriba, donde los tributarios son menos anchos y los animales pueden cruzar de un lado a otro, Wallace comenzó a formar en su mente las ideas que poco años más tarde escribió en sus ensayos sobre la evolución por selección natural.  ¿Sería posible que los ríos, al formar barreras entre dos poblaciones, promovieran la formación de nuevas especies? En 1855, Wallace escribió “Cada especie ha llegado a existir coincidiendo tanto en espacio como en tiempo con una especie emparentada pre-existente”.

Finalmente, en 1858, Wallace escribió sus ideas sobre el origen de las especies en el famoso ensayo que desencadenó la publicación de su propuesta junto con la de Darwin. La idea de que una separación espacial entre las poblaciones podía ser clave en la formación de nuevas especies pudo haberse gestado gracias a las cuidadosas observaciones de Wallace sobre los monos amazónicos.

Wallace, A. R. 1852. On the monkeys of the Amazon.  Texto completo.
Wallace, A. R. 1855. On the law which has regulated the introduction of new species. Texto completo.
Wallace, A. R. 1858. On the tendency of varieties to depart indefinitely from the original type. Texto completo.

Más información en mi artículo Alfred Russel Wallace: La evolución a la sombra de Darwin

¿Fueron los neandertales Homo sapiens?

En el curso de Biología de la Conservación estamos discutiendo el concepto de especie y sus implicaciones para la conservación. Un ejemplo fascinante de los problemas asociados con la definición de los límites entre las especies es el de las poblaciones del género Homo que han existido los últimos miles de años.

En dos artículos que han sacudido el mundo de la paleoantropología, el grupo de Svante Pääbo ha mostrado la existencia de flujo génico entre Homo sapiens y otras poblaciones pleistocénicas. En mayo del año pasado, se publicó en Science el genoma nuclear de H. neanderthalensis, basado en tres muestras de DNA provenientes de Croacia, con una antigüedad de 38 mil años. El resultado más sorprendente fue que el genoma neandertal comparte hasta el 4% de su composición con el genoma de humanos modernos de Europa y Asia, pero no con humanos actuales de África.

La explicación más parsimoniosa es que debe haber habido hibridación entre H. sapiens y H. neanderthalensis una vez que los humanos modernos salieron de África (hace más de 100 mil años), pero antes de su expansión hacia Europa (hace unos 50 mil años). Como se sabe, las dos poblaciones convivieron en Europa durante miles de años, hasta que los neandertales desaparecieron hace unos 28 mil años.

En diciembre de 2010, otro equipo del grupo de Pääbo anunció en Nature el análisis del DNA proveniente de un dedo fósil hallado en la cueva de Denisova, en el sur de Siberia, con una antigüedad de entre 30 y 50 mil años. El DNA mostró, no sorprendentemente, una gran similitud con el DNA neandertal, pero también mostró una semejanza (hasta de un 5%) con DNA de humanos modernos de Melanesia, en el océano Pacífico. Este resultado muestra un escenario más complicado del que se tenía anteriormente, pues implica que las poblaciones de H. sapiens que se expandieron hacia el este de Asia y luego hacia las islas de la Sonda y Oceanía convivieron, e intercambiaron genes, con los habitantes de Denisova.

¿Qué implicación tienen estos hallazgos respecto a la taxonomía humana? En primer lugar, los dos estudios muestran la existencia de flujo génico entre poblaciones coetáneas de Homo, lo que podría sugerir que una aplicación del concepto biológico de especie implicaría el reconocimiento de una especie única, que por prioridad taxonómica sería Homo sapiens. En otras palabras, los neandertales y los humanos de Denisova serían simplemente poblaciones pertenecientes a nuestra propia especie.

Ahora bien, la existencia de flujo génico, y por tanto de cruzamiento, no necesariamente implica la pertenencia a la misma especie y, al menos en el caso de los neandertales, hay características físicas y posiblemente culturales que son claramente diferentes a las de H. sapiens.  Los paleoantropólogos más conservadores seguramente seguirán considerando a los neandertales como una especie separada.

El propio Pääbo parece tratar de eludir el problema. En entrevista con Ann Gibbons, de Science, el científico sueco opina que la cuestión de la existencia de una o más especies de homíninos es una “labor académica estéril”, y que lo importante es aceptar la existencia simultánea de varias poblaciones de seres que podemos llamar humanos.

Otros expertos, como Jerry Coyne, están en desacuerdo y opinan que las especies son entes reales (no divisiones arbitrarias) que deben ser estudiadas. Para Coyne, es muy probable que cuando se acumule más información la conclusión será que tanto los neandertales como los habitantes de Denisova pertenecen a Homo sapiens, pero es cuidadoso en señalar que la evidencia actual es insuficiente para llegar a una conclusión definitiva.

Notas
El nombre de la localidad tipo de Homo neanderthalensis es en alemán moderno Neandertal y no Neanderthal, como lo era cuando se describió el fósil en el siglo XIX. Por tanto, la ortografía correcta para referirse al “hombre de Neandertal” es neandertal, aunque la del nombre científico siga siendo neanderthalensis.

En la literatura sobre paleoantropología se emplea el término “homínino” para referirse al linaje que incluye el hombre moderno y sus ancestros y que se separó del clado de los chimpancés hace unos siete millones de años. Se usa en el sentido que hasta hace unos años se le daba a “homínido”.

¿Cuántas especies de artrópodos tropicales existen?

En 1982, Terry Erwin estimó el número de especies de artrópodos tropicales en cerca de 30 millones. Su método se basó en una extrapolación de sus observaciones sobre el número de escarabajos en las ramas de árboles de Luehea seemannii, de la siguiente manera:

Total de especies de escarabajo en Luehea = 1,200
Total de especies especialistas (únicas de Luehea) = 163 (Por tanto, 1037 especies no únicas de Luehea).
Existen 50,000 especies de árboles tropicales; Total de escarabajos = 163 x 50,000 = 8, 150, 000
Los escarabajos constituyen el 40% de las especies de artrópodos; Total de artrópodos de dosel=8, 150, 000 / 40 x 100 = 20.4 millones
Los artrópodos del dosel constituyen 2/3 del total de especies. Total de artrópodos = 20.4 millones x 3/2 = 30.6 millones.

(En el artículo original se estima también el número de especies en una hectárea de bosque tropical en más de 41,000).

Los cálculos de Erwin han sido criticados, tanto por el método en sí como por los valores empleados.  Sin embargo, hay que recordar que el trabajo fue publicado en 1982, cuando había muy poca información disponible, y en forma de un ensayo para plantear una hipótesis, más que como un artículo definitivo. De hecho, la mayoría de los especialistas considera que debe haber entre cinco y diez millones de especies de artrópodos terrestres.

El método de Erwin es un ejemplo de lo que en física se llama un “problema de Fermi”.  Enrico Fermi, físico de origen italiano, era muy adepto a realizar cálculos estimativos para problemas con muy poca información. Un ejemplo clásico es la afirmación de Fermi de que debe haber alrededor de 125 afinadores de piano en Chicago, basado en estimaciones de la población en la ciudad, el número de personas por familia, el porcentaje de afectos a la música, etc.  Fermi murió de cáncer de estómago, padecimiento seguramente desencadenado por su continua exposición a la radiactividad. Se dice que en sus últimos días Fermi pasaba el tiempo calculando las dosis de sus medicamentos, estimando para ello la tasa de goteo de los aparatos, el volumen de los recipientes, el número de bolsas de suero por día, etc.

Otro ejemplo de estimaciones al estilo Fermi es la ecuación de Drake, propuesta hace 50 años para estimar la probabilidad de establecer contacto con alguna civilización extraterrestre. De acuerdo con datos recientes, podría haber en este momento al menos dos civilizaciones en nuestra galaxia lo suficientemente avanzadas como para poder establecer contacto. Ver más detalles sobre la ecuación de Drake en mi artículo Wimbledon y la inteligencia extraterrestre.

Recientemente, con el anuncio de la NASA del descubrimiento de 1,200 posibles nuevos planetas (“candidatos”), varios de ellos con características y posiciones similares a las de la Tierra, se ha estimado que debe haber al menos un millón de planetas en nuestra galaxia con condiciones propicias para la vida.

Por cierto, de acuerdo con la aplicación “Exoplanet” disponible para iPhone y iPad, hasta el 4 de febrero de 2011 se ha confirmado la existencia de 526 planetas fuera del sistema solar. (En Wimbledon y la inteligencia extraterrestre, menciono 490 como el número de planetas conocidos hasta el 29 de agosto).

[Actualización (30 de enero 2012): la base de datos de Exoplanet incluye ahora 755 planetas conocidos fuera del Sistema Solar]

Las especies de oso

En la clase Biología de la Conservación discutiremos el concepto de especie y sus implicaciones para la conservación. Uno de los ejemplos que usaremos será el de los osos.  Investigaciones recientes han aclarado la relación evolutiva entre los animales que normalmente llamamos “osos”.  Algunas preguntas interesantes para la persona curiosa y de relevancia para la conservación son:

  • ¿Son los osos panda realmente osos?
  • ¿Es el oso polar una especie separada?
  • ¿De qué especie era el famoso oso de las cavernas?
  • Con la desaparición del oso plateado de México, ¿se extinguió una especie o sólo una variedad?
  • ¿Dónde vivió el oso más grande?

Para conocer las respuestas, te invito a leer “Una historia de osos“, una nota que escribí para La Jornada Michoacán en 2008.

[Nota agregada el 3 de febrero 20110. El oso más grande fue el oso de rostro corto de Sudamérica. Vivió hace más de medio millón de años, medía más de 3.5 metros y pesaba poco más de una tonelada y media]