3 de diciembre de 2017

La caza y los genes

La disposición lateral de los ojos de la cabra montés (Capra pyrenaica) es propia de los herbívoros y les permite ampliar su ángulo de visión, limitando a cambio su visión estereoscópica. Laguna Galana, Gredos (Ávila).
La disposición lateral de los ojos de la cabra montés (Capra pyrenaica) es propia de los herbívoros y les permite ampliar su ángulo de visión, limitando a cambio su visión estereoscópica. Laguna Galana, Gredos (Ávila).



Hubo un tiempo en el que cuatro cabras montesas diferentes saltaban por los roquedos de los montes de la Península Ibérica. Y no, no hace hace tanto de aquello. Hace tan solo un siglo y medio.

Contra lo que pueda parecer hoy en día, a principios del siglo pasado las cabras montesas de Gredos (Capra pyrenaica victoriae) como las que vemos en las fotografías de esta entrada, estuvieron a un pequeño paso de la extinción. Tras cientos de años de caza descontrolada para consumir su carne, usar sus pieles y exponer sus cabezas y cornamentas como trofeo, en 1905 en la Sierra de Gredos se censaron tan sólo doce ejemplares. Las rocas graníticas de estos montes albergaban entonces los únicos representantes de esta subespecie en todo el planeta.
Fue esta situación la que llevó al monarca Alfonso XIII a declarar el Refugio Real de Caza de la Sierra de Gredos y así, limitando su caza, se consiguió evitar la extinción de esta cabra. Partiendo de esa docena de individuos, en 1970 la población se había recuperado hasta alcanzar los 3500 ejemplares en libertad. Sin embargo, desde entonces las cabras tendrían que arrastrar las consecuencias de la pérdida de variabilidad genética por el resto de sus días.
Un siglo más tarde y lejos de haber aprendido de la experiencia, en el año 2000 desaparecía de la faz de la Tierra el último ejemplar de bucardo (Capra pyrenaica pyrenaica). Exactamente igual que ocurrió con la cabra de Gredos, el bucardo llevaba siendo objeto de persecución cinegética varios siglos, pero en este caso la historia terminó de otra forma. En 1880 su población quedó relegada al valle de Ordesa, pero esto no hizo sino convertirlo en un objetivo aún más codiciado por cazadores de toda Europa, que siguieron acudiendo a los Pirineos a llevarse sus, cada vez más exclusivos, trofeos a casa. La persecución de esta subespecie con fines cinegéticos seguiría permitiéndose durante unas décadas más.

Es en 1913 cuando por fin se pone freno a la caza legal del bucardo y en 1918 su entorno queda protegido con la declaración del Parque Nacional del valle de Ordesa. Pero los ejemplares que se aventuraban fuera del parque seguían corriendo el riesgo de ser abatidos por algún cazador, y sin duda así fue. A pesar de las peticiones del director del Parque Nacional de Ordesa en 1981 para comenzar un plan de recuperación, la administración se olvidó del bucardo hasta 1989. Entonces, el primer censo oficial en el parque se cerró, tras un año y medio de búsqueda, con seis ejemplares: dos machos, tres hembras y una cría. Estos animales arrastraban defectos hereditarios derivados de más de cien años de aislamiento genético y consanguinidad.
Demasiado tarde, en 1993 y con financiación europea comenzó el ansiado plan de recuperación del bucardo. Para entonces ni los dos machos (ni sus cadáveres) se encontraron por ningún rincón del parque. Se optó por hibridar las hembras con machos de la subespecie Capra pyrenaica hispanica por ser la genéticamente más cercana al bucardo. La primera hembra capturada en 1996 para la cría en cautividad murió nueve meses después probablemente por una infección intestinal agravada por un fallo de un sistema inmune notablemente desmejorado como herencia del prolongado empobrecimiento genético de aquél último grupo de bucardos.
Como última opción, se decidió introducir tres machos de la subespecie hispanica en Ordesa para dejar que ocurriese un cruce en libertad. El primero de ellos murió en veinte días y los otros dos no consiguieron fecundar a Laña, la última cabra pirenaica, que murió aplastada por un abeto el 6 de enero del año 2000 poniendo el punto final a la existencia del bucardo, la cabra montés más antigua de aquellas que hayan pisado la península en tiempos recientes, descendiente de las cabras de los Alpes y antepasado de todas las demás subespecies de Capra pyrenaica.


Tan solo tres años después comenzó un controvertido proyecto para crear un clon de aquella hembra introduciendo el material genético extraído de sus restos dentro de un óvulo de cabra hispánica. El pequeño cabrito de este experimento vivió tan sólo 7 minutos, hasta que un pulmón mal irrigado terminó con su breve existencia. Se atribuye este fracaso a la mala calidad de aquellos genes, aunque la idea de la clonación aún sigue resurgiendo cada cierto tiempo.

Macho de cabra montés de Gredos (Capra pyrenaica victoriae) de pelaje más oscuro que su única pariente viva del este y sur de la península  (Capra pyrenaica hispanica). Laguna Grande de Gredos (Ávila).
Macho de cabra montés de Gredos (Capra pyrenaica victoriae) de pelaje más oscuro que las hembras y que su único pariente vivo del este y sur de la península, la cabra hispánica (Capra pyrenaica hispanica). Laguna Grande de Gredos (Ávila).

Esta disminución de la variabilidad genética que sufrió el bucardo en sus últimos días y que sufre hoy en día la cabra de Gredos y la mayoría de grandes mamíferos del planeta, está provocada por lo que en genética de poblaciones se conoce como un "cuello de botella". Es un proceso que ocurre por una disminución drástica del número de ejemplares de una población que queda aislada del resto, bien de forma natural, bien por efecto de la presión antrópica a través de la caza, la destrucción y la fragmentación de su hábitat entre otras.
Sucede entonces, que unos pocos individuos se ven obligados a reproducirse entre sí a lo largo de varias generaciones. Su material genético es cada vez más parecido entre sí, perdiendo las pequeñas diferencias entre individuos y poblaciones que existen de forma natural y que confieren a las especies capacidad para adaptarse a los cambios. Así, si este reducido acervo genético incluye por azar alguna mutación que hace a sus portadores propensos, por ejemplo, a padecer alguna enfermedad, dicha mutación se heredará sin remedio por las generaciones siguientes y se extenderá a toda la población ante la ausencia de unos genes más competentes. La selección natural perderá capacidad de acción para favorecer a los individuos más aptos al ser todos prácticamente homogéneos desde un punto de vista genético y la población entera será más frágil ante cambios en su entorno, conduciendo tarde o temprano al declive de la especie.

Cada generación de cabra montés de Gredos hereda una genética empobrecida por el cuello de botella que sufrió la subespecie a principios del siglo XX cuando quedaron tan solo doce ejemplares. Laguna Cimera, Gredos (Ávila).
Cada generación de cabra montés de Gredos hereda una genética empobrecida por el cuello de botella que sufrió la subespecie a finales del siglo XIX, quedando tan solo doce ejemplares. Laguna Cimera, Gredos (Ávila).

Así las cosas, hoy en día podemos observar en los montes ibéricos a sólo dos de las cuatro subespecies de Capra pyrenaica que un día los habitaron.
La primera en desaparecer fruto de la caza intensaiva en el siglo XIX fue la Capra pyrenaica lusitanica, que habitaba los montes occidentales de la Península Ibérica.
El bucardo o subespecie pyrenaica desapareció como hemos visto, nada más comenzar el milenio.
La subespecie victoriae o cabra de Gredos, estuvo a punto de correr su misma suerte a principios del siglo pasado y aunque se pudo recuperar a tiempo, todos los ejemplares actuales son descendientes de cerca de doce ejemplares, empobreciéndose enormemente su genética.
Los montes del levante peninsular, desde la desembocadura del Ebro hasta los sistemas montañosos del sur están habitados por la subespecie hispanica de pelaje más claro. Desde hace unos años esta subespecie sufre un brote de sarna que se extiende desde Andalucía hasta Cataluña.

Ante estas extinciones y declives de las cabras autóctonas provocadas en gran medida por la caza descontrolada, los intereses cinegéticos han encontrado una fácil aunque irresponsable "solución": la introducción de especies exóticas que ocupen el lugar que antes ocupaban las especies autóctonas. Así es como hoy en día encontramos en la península especies de grandes herbívoros como el gamo (Dama dama), el arruí (Ammotragus lervia) o el muflón (Ovis musimon) que habitan en nuestros montes y campos compitiendo por el espacio con las especies autóctonas.

Cuando se anteponen los intereses económicos a los de la conservación de la naturaleza siempre se tiene como resultado la pérdida de biodiversidad a mayor o menor escala. Lo ocurrido con el bucardo nos muestra cómo cuando una especie es empujada al camino de la extinción es complicado revertirlo y cómo sólo prestando una atención temprana y priorizando la conservación de las especies autóctonas sobre intereses monetarios como la caza, podremos asegurar su supervivencia. Porque ni la clonación, ni la hibridación, ni mucho menos la introducción de especies exóticas serán capaces de devolvernos aquello que ya ha desaparecido irreversiblemente de nuestros montes.

Y de propina...
Los cuernos de las cabras, como los del resto de bóvidos (vacas, ovejas, gacelas, etc) están presentes en ambos sexos, son huecos y persisten durante toda su vida, añadiéndose nuevos segmentos por cada año de crecimiento. Sin embargo en los cérvidos (ciervos, gamos, corzos, alces, renos etc.) sólo los machos presentan una cornamenta de hueso macizo que se desarrolla cada año antes de la época de celo y se desprende al final de ésta.



Dominio
Reino
Subreino
Superfilo
Filo
Clado
Clase
Orden
Suborden
Familia
Género
Especie
Eukarya
Metazoa
(Animalia)
Eumetazoa
Deuterostomia
Chordata
Therapsida
Mammalia
Artiodactyla
Ruminantia
Bovidae
Capra
C.pyrenaica

24 de septiembre de 2017

Una batalla milenaria

Esporofito de Equisetum arvense, un equiseto que crece en márgenes de ríos y masas de agua. Sus hojas vestigiales han quedado reducidas a pequeños verticilos de color negro y sin capacidad fotosintética alrededor del tallo. Estuario del río Bann, Portstewart (Irlanda del Norte)
Esporofito de Equisetum arvense, un equiseto que crece en márgenes de ríos y masas de agua. Sus hojas vestigiales han quedado reducidas a pequeños verticilos de color negro y sin capacidad fotosintética alrededor del tallo. Estuario del río Bann, Portstewart (Irlanda del Norte)



¿Por qué hay plantas que utilizan esporas y otras semillas? ¿Qué sistema es mejor?

Desde su origen, los vegetales nos llevan unos cientos de millones de años de ventaja a los animales en esto de colonizar el planeta y han tenido mucho más tiempo de experimentar con diferentes estrategias reproductivas, algunas fallidas y otras exitosas incluso durante algunos millones de años. Pero la mayor parte de ellas se vieron superadas ante la nuevas tácticas que se iban sucediendo en el reino vegetal. El registro fósil y la filogenia nos cuentan cómo ocurrió así 
entre los vegetales una lenta pero incesante batalla por el dominio del planeta a lo largo de la cual colonizaron el mar y la tierra emergida adaptándose y transformando el planeta a sus necesidades.

Durante su avance desde los océanos hacia el medio terrestre, se enfrentaron a nuevas amenazas para su supervivencia. En este nuevo entorno la radiación ultravioleta del Sol, más directa que en sus océanos de origen, era capaz de degradar el material genético de sus gametos y la falta de agua podría deshidratar sus embriones. Si querían asegurar la reproducción sexual y la supervivencia de la especie, ni los gametos ni los embriones podían ser liberados al medio sin más, sino que debían protegerlos mediante estructuras que asegurasen su viabilidad y dispersión.

En un punto de esta carrera por la supervivencia, a finales del Devónico (hace unos 400 millones de años) hicieron aparición los primeros representantes de uno de aquellos grupos de plantas pioneras en la colonización terrestre cuyos descendientes han conseguido llegar hasta nuestros días: los equisetos (cl. Equisetopsida). Aunque hoy en día tengan una representación mínima entre los vegetales del planeta y no llamen demasiado nuestra atención puesto que no suelen sobrepasar el metro de altura, estas plantas tuvieron su momento de máximo esplendor hacia el Carbonífero, alrededor de 350 millones de años atrás, cuando formaban bosques de hasta 20 metros de altura.

Para superar aquellas condiciones tan hostiles, antes de la existencia del polen para proteger los gametos y de las semillas para proteger los embriones, los equisetos como otras plantas del grupo de los helechos (Div. Monilophyta) recurrieron a las esporas como método de dispersión.

Pero ¿qué hay dentro de una espora? Pues ni gametos ni embriones.


Esporangios en el extremo apical del tallo de Equisetum arvense. En ellos se generan las esporas que serán liberadas al medio para dar lugar al gametofito.
Esporangios en el extremo apical del tallo de Equisetum arvense. En ellos se generan las esporas que serán liberadas al medio para dar lugar al gametofito.



Todos los seres vivos con reproducción sexual tienen en algún momento de su vida células con un sólo juego de cromosomas o haploides (n); y células con dos juegos de cromosomas o diploides (2n). En función de cual de éstas formas celulares predomina en su ciclo vital, éste puede ser haplonte, como es el caso de muchas algas, en las que casi todo el ciclo lo forman células haploides; o diplonte, como es nuestro caso, ya que todas las células de nuestro organismo son dipliodes a excepción de los gametos que son haploides.
Y aún existe un caso más. Las plantas vasculares, como los equisetos de esta entrada o las angiospermas tienen un ciclo de vida que se considera haplodiplonte, pues dentro de una misma generación se alternan individuos haploides y diploides, que no pueden existir el uno sin el otro.

El individuo que habitualmente vemos, tiene sus células diploides (2n), recibe el nombre de esporofito y su finalidad es producir las esporas. El otro individuo, prácticamente invisible a nuestros ojos, es el gametofito. Tiene todas sus células haploides (n) y su función es producir gametos para que pueda ocurrir la reproducción sexual y el intercambio genético.

(Esta imagen ilustra lo que viene a continuación, comenzando desde el esporofito).

Cuando vemos un equiseto, un helecho, o incluso un árbol, en realidad sólo estamos viendo el esporofito de la especie, que supone la mitad de su ciclo. Toda esa estructura tiene como única finalidad formar los esporangios como los que vemos en las fotografías (o como esas estrucuras marrones en el envés de los frondes de los helechos). En estos esporangios ocurre una meiosis que dividirá las células diploides (2n) y sus núcleos para dar lugar a unas células haploides (n), las esporas.
Cuando esas esporas son liberadas y caen en un lugar apropiado, más o menos alejadas de la planta madre, empiezan a formar unas raicillas llamadas rizoides, y una pequeñísima lámina de forma acorazonada que crecerá a ras de suelo o incluso bajo tierra (el caso de las gimnospermas y angiospermas es diferente y las esporas nunca llegan a liberarse)En el caso de los equisetos esta lámina contiene clorofila, que le permite realizar la fotosíntesis. Esta diminuta y frágil estructura, con todas sus células haploides producidas a partir de una sola espora, es el gametofito y se encarga de la otra mitad del ciclo: la importantísima misión de formar los gametos. 
Cuando el gametofito alcanza unos pocos milímetros de tamaño, en su superficie comienza a formar dos tipos de estructuras: los arquegonios, con forma de cavidad dentro de la cual se generan los gametos femeninos, esféricos e inmóviles; y los anteridios, que generan y liberan los gametos masculinos. Esos gametos masculinos (n) poseen unos flagelos que les permiten desplazarse y "nadar" por superficies húmedas hasta alcanzar los arquegonios, en los que se encontrarán con los gametos femeninos (n) con los que deberán fusionar su núcleo y mezclar sus genes para dar lugar a un cigoto, que volverá por lo tanto a ser diploide (2n). Ese cigoto se comenzará a desarrollar, protegido dentro del mismo arquegonio, formando un embrión que pronto generará sus propias raíces para captar nutrientes y su propio tallo con clorofila para realizar la fotosíntesis, dando lugar así a un nuevo esporofito y cerrando el ciclo. Cumplida su misión, el gametofito, ese diminuto individuo que produjo los gametos y dio protección al embrión durante sus primeros momentos, se degradará hasta desaparecer.

Este ciclo de vida, pionero en su momento pero ahora algo obsoleto, sirvió a los equisetos para encabezar la colonización del planeta durante el Carbonífero, hace 350 m.a. 
Pero a finales de ese periodo, hace 300 m.a, un grupo mucho más especializado dio sus primeros pasos para ganar esa batalla. También forman esporas, pero no las liberan al medio, sino que sus microscópicos gametofitos se desarrollan protegidos sobre el mismo esporofito materno. Con sus gametos capaces de viajar por el aire o por medio de animales y sus embriones encapsulados en semillas que los protegen y dispersan, las fanerógamas (div. Spermatophyta) llegaron para quedarse y dominar el medio terrestre.

Así que la próxima vez que nos encontremos con un helecho o un equiseto, no estaría de más pararse a observar los esporangios (que aparecen entre primavera y otoño) y pensar que en el suelo de nuestro alrededor probablemente estén creciendo diminutos gametofitos que si tienen éxito engendrarán la siguiente generación de estas plantas tan especiales.

Y de propina...
A pesar de que los equisetos actuales no alcancen un tamaño tan impresionante como sus parientes del Carbonífero que formaban bosques, existe una especie que crece en América Central y Sudamérica, Equisetum giganteum, cuyos esporofitos alcanzan los 5 metros de altura.



Dominio
Reino
Subreino
División
Clado
Clado
Clase
Orden
Familia
Género
Especie
Eukarya
Archaeplastida
(Plantae)
Embryophyta
Embryophyta
Tracheophyta
Monilophyta
Equisetopsida
Equisetales
Equisetaceae
Equisetum
E.arvense

21 de junio de 2017

De los cielos a los mares

El pingüino de Magallanes (Spheniscus magellanicus) se reproduce en las tierras más australes del continente Americano. Isla Magdalena (Chile).
El pingüino de Magallanes (Spheniscus magellanicus) se reproduce en las tierras más australes del continente Americano. Isla Magdalena (Chile).



Con un cuerpo más parecido a un botijo que a la típica forma de ave a la que estamos acostumbrados, el pingüino de Magallanes (Spheniscus magellanicus), como el resto de pingüinos, ha dado la espalda a toda adaptación al vuelo adquirida desde que las aves comenzaron su camino de especialización al medio aéreo.
Bueno, vale que no siguen los cánones de belleza en lo que a aves se refiere, pero sería injusto compararlos con un botijo sin explicar las ventajas de este diseño corporal que realmente tiene bastante más similitudes con un barco o un torpedo.
Ya hemos visto algún grupo de aves adaptadas a la caza bajo el agua, pero los pingüinos ganan por goleada en lo que a buceo se refiere.
Han sacrificado toda posibilidad de levantar el vuelo al acortar y comprimir los huesos alares y han soldado sus articulaciones para convertir sus alas en auténticos remos que les sirven para propulsarse bajo el agua.
Al contrario que el resto de aves, con huesos esponjosos y ligeros para facilitar el vuelo; los pingüinos han aumentado la densidad de los suyos para pesar más y flotar menos. De este modo les es más energéticamente económico sumergirse en el océano en busca de alimento.
Todos sabemos lo extremadamente torpes que pueden llegar a ser en sus desplazamientos en tierra. Ocurre exactamente lo mismo cuando nosotros (con un cuerpo adaptado al caminar de forma bípeda y erguida) tratamos de caminar a cuatro patas como el resto de primates. El cuerpo de los pingüinos, como el de muchas aves y la mayoría de animales, es perfecto para desplazarse con la cabeza (donde se concentran por lo general los órganos de los sentidos y la boca) por delante. El único problema es que para este tipo de desplazamiento en tierra las patas deberían situarse, como ocurre en la mayoría de las aves, en la zona ventral, equilibrando así el peso y el centro de gravedad del cuerpo. Por esto, fuera del agua su vida en la colonia parece lenta y apacible, dedicando buena parte de su tiempo a descansar y alimentar a sus crías.

Sin embargo, exactamente igual que ocurre con las focas, que ni siquiera son capaces de tenerse en pie y cuya morfología corporal es tremendamente parecida a la de los pingüinos en un caso flagrante de convergencia evolutiva; las extremidades traseras de los pingüinos se sitúan en el extremo posterior del cuerpo. Allí cumplen perfectamente el papel de timón durante sus inmersiones, exactamente igual que ocurre con el timón en cualquier transporte acuático o subacuático inventado por el ser humano.



Las patas de los pingüinos se sitúan en el extremo posterior del cuerpo donde, aunque comprometen seriamente su desplazamiento en tierra son extremadamente útiles para hacer de timón durante las inmersiones.
Las patas de los pingüinos se sitúan en el extremo posterior del cuerpo donde, aunque comprometen seriamente su desplazamiento en tierra, son extremadamente útiles para hacer de timón durante las inmersiones.

Por dentro, su cuerpo también está adaptado a la vida bajo el agua. 

Sus músculos contienen grandes cantidades de mioglobina, una molécula análoga a la hemoglobina pero que actúa reteniendo el oxígeno en el tejido muscular. 
Durante su búsqueda submarina de alimento, el oxígeno se convierte en un bien aún más preciado que fuera del agua. Los pingüinos deben decidir sobre dónde invertir el que tomaron en el momento de la inmersión. Para ello su organismo posee dos técnicas diferentes.
Cuando se sumergen su organismo cuenta con tres almacenes de oxígeno: el aire de los pulmones, la hemoglobina en la sangre y la mioglobina en los músculos. A medida que avanza el tiempo bajo el agua sus niveles de oxígeno van disminuyendo, especialmente en los músculos, que son los que más consumen durante los movimientos natatorios; de modo que éstos comienzan un metabolismo anaerobio, empezando a funcionar sin oxígeno. Este metabolismo tiene un inconveniente, y es que durante la producción anaerobia de energía en los músculos se acumula un subproducto conocido como ácido láctico, que puede resultar tóxico en grandes cantidades.
Es aquí donde los pingüinos deben optar por una de las dos estrategias. Por un lado, pueden seguir suministrando a los músculos oxígeno desde la sangre, disminuyendo el disponible para los órganos vitales (cerebro y corazón entre otros), lo que les permite seguir buceando por un tiempo limitado si no quieren poner en riesgo su vida. Por otro lado, pueden cortar el aporte de oxígeno a los músculos y seguir produciendo ácido láctico, alargando la inmersión pero alargando también el periodo de recuperación que tendrán que pasar fuera del agua hasta la siguiente inmersión mientras esperan a que descienda el ácido láctico acumulado por el metabolismo anaerobio de los músculos.


Cuando, agotado el oxígeno de sus músculos, optan por alargar sus inmersiones; los pingüinos deberán descansar para disminuir sus niveles de ácido láctico producidos por el metabolismo anaerobio antes de la siguiente inmersión.
Cuando, agotado el oxígeno de sus músculos, optan por alargar sus inmersiones; los pingüinos deberán descansar para disminuir sus niveles de ácido láctico producidos por el metabolismo anaerobio antes de la siguiente inmersión.

Estos expertos buceadores evalúan la situación y actúan en consecuencia según si les merece la pena prolongar esa inmersión por estar persiguiendo a un suculento grupo de sardinas que les va a aportar un valioso aporte nutritivo saciando su apetito durante un buen rato (parte del cual tendrán que reposar para disminuir los niveles del lactato generado); o regresar a la superficie a tomar aire y tener sus músculos listos para una nueva inmersión en busca de calamares o sardinas, que suponen el principal alimento del pingüino de Magallanes.

Pero no todas las adaptaciones son al agua y al frío.
Igual que los osos polares son la muestra inequívoca de que nos encontramos en el Polo Norte, la distribución de los pingüinos (salvo el de las Galápagos) se restringe al Hemisferio Sur. Esto es debido a que su aislamiento térmico es tan efectivo y su retención del calor tan eficiente, que las especies que frecuentan las zonas más templadas (como la especie de hoy que llega hasta las costas de Río de Janeiro en Brasil) tienden a sobrecalentarse. Por esto han tenido que incorporar medidas para disipar el calor, como zonas libres de plumas en el rostro que quedan expuestas al frío o una alta vascularización en las patas, que actúan como emisores de calor disminuyendo la temperatura corporal.


A pesar de ser animales enormemente adaptados al medio acuático, los pingüinos de Magallanes crían a sus polluelos en nidos excavados bajo tierra formando enormes colonias en islas y playas de la Sudamérica más austral.
A pesar de ser animales enormemente adaptados al medio acuático, los pingüinos de Magallanes crían a sus polluelos en nidos excavados bajo tierra formando enormes colonias en islas y playas de la Sudamérica más austral.

Y de propina...
En todo el globo, existen nada más y nada menos que 17 especies de pingüinos, todas adaptadas a la vida bajo el agua e incapaces de volar. Sin embargo, existen notables diferencias en cuanto al tamaño. El récord de estatura lo ostenta el pingüino emperador, que habita exclusivamente en la Antártida, con sus 120 centímetros de altura contrastando fuertemente con su pariente más pequeño, el pingüino enano de alas blancas, con tan sólo 30 centímetros de estatura.



Dominio
Reino
Filo
Subfilo
Superorden
Orden
Suborden
Clase
Subclase
Orden
Familia
Gémero
Especie
Eukarya
Metazoa
(Animalia)
Chordata
Vertebrata
Dinosauria
Saurischia
Theropoda
Aves
Neornithes
Sphenisciformes
Spheniscidae
Spheniscus
S.magellanicus

28 de mayo de 2017

La gran estafa sexual

"Se apresuran hacia la Ophrys. A veces dos o tres chocan sobre la misma flor hasta que uno de ellos toma posesión del lugar. [...] La punta del abdomen empieza a agitarse contra estos pelos con movimientos desordenados, casi convulsivos y el insecto se menea de un lado a otro."

Flor de Ophrys scolopax, una especie de orquídea polinizada por abejas del género Eucera. Campodarbe (Huesca).
Flor de Ophrys scolopax, una especie de orquídea polinizada por abejas del género Eucera. Campodarbe (Huesca).



No, no es la descripción de la cópula de ninguna especie, ni un fragmento de algún extraño relato erótico con algún insecto como protagonista. Es la forma en la que Alexandre Pouyanne describía el comportamiento de los machos de la avispa Dasyscolia ciliata alrededor de las flores de Ophrys speculum.
Al contrario que Darwin (que en su libro La Fecundación de las Orquídeas concluía que "Algo parece estar fuera de lugar en la maquinaria de la vida" al referirse a una especie de este grupo), Pouyanne tuvo la suerte de observar en detalle la polinización de estas auténticas estrategas del reino vegetal que son las orquídeas del género Ophrys. Y es que el "padre de la evolución" tuvo más de un dolor de cabeza al tratar de desvelar cómo unas flores que no producen néctar y que, bajo el olfato humano, no presentan ninguna esencia notable conseguían ser polinizadas por insecto alguno.
Por lo general la polinización de la mayoría de las flores consiste en un trueque en el que ambas partes reciben un beneficio (transporte del polen) a cambio de un servicio (néctar, parte del polen...); pero con las Ophrys, como la que protagoniza esta entrada, es diferente. Estas plantas son las responsables de la que es posiblemente la mayor estafa sexual de la naturaleza.

A lo largo de su evolución, las angiospermas han competido entre sí para producir las flores más llamativas y atraer así a un mayor número de polinizadores; lo que se traduce en una mayor facilidad para distribuir su polen hasta otras plantas y aumentar la diversidad genética de la especie. Pero cuando una planta se especializa tanto y confía su polinización a unas pocas especies o directamente a una sola especie de insecto, elimina casi completamente la competencia con otras plantas, pues ese polinizador transportará su polen casi de forma exclusiva. Las demás plantas nunca podrán atraer a esa especie de insecto con tanta eficacia como lo hacen en este caso las Ophrys.
Sin embargo, esta estrategia conlleva ciertos riesgos. Y es que desde el momento que una especie alcanza tal punto de especialización, su futuro queda tan íntimamente ligado a su polinizador  que la desaparición del insecto supondrá la inevitable desaparición de la planta en cuestión.
Es por esto que una vez elegido el sendero de la especialización, ésta tiene que ser lo más sofisiticada e infalible posible de modo que el el riesgo asumido merezca la pena y sea evolutivamente estable.
Las orquídeas del género Ophrys han llevado esta especialización hasta el extremo.

La ciencia tuvo que avanzar un trecho importante y unas cuantas décadas desde Darwin para averiguar qué mecanismos ocultos desencadenan este frenesí entre machos por llegar a "copular" con una flor, más allá de su parecido estético a una rudimentaria hembra de insecto.
Definitivamente, el papel más importante en este engaño lo desempeñan las feromonas que, si bien son indetectables por nuestro olfato, son la guía que marca las pautas de vida de multitud de especies de insectos. Les indican dónde y cuándo acudir para encontrar pareja y conseguir perpetuar sus genes en las siguientes generaciones.

Como advirtiendo en este comportamiento una debilidad, las Ophrys a lo largo de su evolución han desarrollado unos compuestos muy parecidos (en ocasiones idénticos o hasta mejores) a los de las hembras de varias especies de himenópteros (abejas, avispas y abejorros principalmente).
Los machos a menudo emergen en su forma adulta antes que las hembras de su especie, de modo que ante una temporal ausencia de hembras, se ven fuertemente atraídos por las flores de estas plantas. El fin tras este engaño no es otro que el de atraerlos y, mientras dan lo mejor de sí, endosarles los polinios para que los trasladen a la siguiente flor que consiga engañarles.

Pero no sólo las feromonas juegan un papel importante en esta engañifa sexual. La puesta en escena y localización de esta "hembra señuelo" también están seleccionados específicamente.

El color del resto de la flor también se parece al de las flores nutricias de las hembras, haciendo casi infalible la puesta en escena de Ophrys scolopax. Campodarbe (Huesca).
El color del resto de la flor también se parece al de las flores nutricias de las hembras, haciendo casi infalible la puesta en escena de Ophrys scolopax. Campodarbe (Huesca).

Los labelos de las Ophrys han adoptado formas y colores similares a los de las especies en cuestión. Incluso la microestructura de su superficie produce reflejos e iridiscencias similares a los del exoesqueleto de las hembras bajo la luz del sol y que tan atrayentes resultan a los machos.

En cuanto a la situación de la falsa hembra entra en juego la disposición del resto de la flor.
Como buenas monocotiledóneas el perianto de las orquídeas presenta tres pétalos (uno de ellos transformado en labelo) y tres sépalos, y su color tampoco queda fuera del guión. Resulta que el color de este perianto acompañante en algunas especies presenta un color muy parecido al de las flores de las que se alimentan las hembras de los insectos engañados, después de emerger y adoptar su estado adulto. En laO. scolopax como la de las fotografías es un blanco rosáceo. De esta forma, cuando el macho "huele" y ve a una supuesta hembra, la ve posada sobre una flor del mismo color que las que frecuentan las hembras reales para alimentarse. Esto termina de convencerlo para que se lance sobre el labelo e inicie su intento de apareamiento.

Una vez ha aterrizado, las Ophrys deben asegurarse de que el macho va a transportar su polen (contra su voluntad) a otras flores. Ya no es la apariencia visual lo que consigue retener a los machos en su de antemano fallido intento de cópula... La cosa va mucho más allá, pero ante el riesgo de alargar demasiado esta entrada, prefiero detallar la segunda parte de esta gran estafa sexual en una entrada futura.

Continuará...

Y de propina...
Es tal la especialización de algunas especies para atraer a los machos polinizadores que, durante uno de los estudios realizados sobre la composición de las feromonas de Ophrys exaltata y su eficacia para atraer a los machos de la especie Colletes cunicularius, los investigadores (Vereecken & Schiestl, 2008) observaron sorprendidos cómo éstos preferían  aparearse en un número mayor de casos con las flores que con las auténticas hembras de su misma especie. El cóctel de feromonas empleado por la flor ha superado al empleado por las hembras auténticas.



Dominio
Reino
Subreino
Clado
Clado
Clado
Orden
Familia
Subfamilia
Género
Especie
Eukarya
Archaeplastida
(Plantae)
Embryophyta
Spermatopsida
Angiospermae
Monocotyledoneae
Liliopsida
Asparagales
Orchidaceae
Orchidoideae
Ophrys
O.scolopax

8 de mayo de 2017

A cabezazos con la vida

Macho de carpintero negro (Campephilus magellanicus) posado sobre un tronco de lenga. Parque Nacional Torres del Paine (Chile).
Macho de carpintero negro (Campephilus magellanicus) posado sobre un tronco de lenga. Parque Nacional Torres del Paine (Chile).



Imagina que vas corriendo a 25km/h y te das en la cabeza contra un tronco. Lo más probable es que caigas al suelo con una conmoción cerebral. Peor: imagina la consecuencias de recibir ese golpe a cada segundo durante un día entero.

Los pájaros carpinteros (de la familia Picidae) van unos cuantos pasos más allá. Estos animales buscan su comida, generalmente compuesta por larvas de insectos xilófagos (que se alimentan de madera), que viven varios centímetros bajo la corteza de los árboles. Para ello golpean el tronco con su pico y lo agujerean para tener acceso a los bocados más jugosos.Durante este proceso, algunos de ellos son capaces de golpear los troncos a esos 25km/h de velocidad, nada más y nada menos que hasta 20 veces por segundo en cortos intervalos de tiempo durante varios minutos.
No sólo emplean este método, aparentemente masoquista, para buscar su alimento.La construcción de sus nidos, la atracción de la pareja y la forma de reclamar su territorio, que defienden tenazmente ante otros individuos, se llevan a cabo por este mismo procedimiento. Toda esta faena les lleva a repetir este golpeteo una media de 12.000 veces en cada día de su vida.

Como no puede ser de otra manera, su cuerpo, y en particular su cráneo, están adaptados a esos rápidos choques constantes contra los troncos durante los cuales su cabeza puede soportar, por brevísimos períodos de tiempo, una fuerza de hasta 1.200 g. (1.200 veces la fuerza de la gravedad en la Tierra). Contra lo que pueda parecer, su cerebro no sufre ningún daño derivado de estas descomunales presiones.

Algunas de las espectaculares estrategias de protección mecánica existentes en su cabeza, cuya asombrosa complejidad ha sido esgrimida por los defensores del creacionismo como argumento para sustentar su idea de un diseño inteligente, incluyen las siguientes:
- Las escamas de queratina que forman el pico son más pequeñas que en otras aves, y sus uniones mucho más onduladas, aumentando su elasticidad para absorber parte de la fuerza del impacto.
- Las dos secciones del pico se conectan con el cráneo por medio de un tejido esponjoso que hace de amortiguador para que el cráneo no reciba el golpe tan directamente.
- El aparato hioide (ver imagen auxiliar), compuesto por el hueso de la lengua y tejidos blandos, rodea todo el cráneo a modo de cinturón de seguridad. Posee dos anclajes en la fosa nasal derecha, desde donde recorre el cráneo pasando por la frente, la parte superior, la nuca y la sección inferior, donde (por delante de la tráquea) se unen ambas partes en una sola formando el hueso de la lengua.
- Los huesos del cráneo son más finos que en otras aves, siendo así más flexibles; lo que, junto a la duramadre y el líquido cefalorraquídeo, les permite disipar parte del impacto y minimizar sus efectos sobre el cerebro.

La hembra de carpintero negro (Campephilus magellanicus)  tiene una coloración menos llamativa que el macho. Parque Nacional Torres del Paine (Chile).
La hembra de carpintero negro (Campephilus magellanicus) tiene una coloración menos llamativa que el macho. Parque Nacional Torres del Paine (Chile).

El protagonista de hoy, es el carpintero negro o de Magallanes (Campephilus magellanicus); el más grande de toda Sudamérica y el tercero más grande de todo el mundo con sus 46 centímetros de longitud corporal. Sólo le superan dos especies de su mismo género: el carpintero real (C. principalis) y el imperial (C. imperialis), llegando a haberse encontrado ejemplares de esta última especie que alcanzaban los 60 centímetros de longitud.
Lamentablemente estos dos parientes mayores están al borde de la extinción, si no extintos. El carpintero real fue supuestamente redescubierto en un avistamiento (mediante un vídeo de muy baja calidad) en 2005 después de considerárselo extinto al no habérselo visto desde 1987. El imperial lleva sin dar señales de vida más de medio siglo (desde 1956) por lo que la IUCN lo considera probablemente extinto.

Como decíamos más arriba estas aves son altamente territoriales, llegando a abarcar el territorio de una familia de carpinteros negros un área de hasta 5 kilómetros alrededor de su nido. Esta área debe contar con suficiente cantidad de árboles maduros y de gran tamaño, donde poder tallar sus nidos; y suficiente madera muerta donde se desarrollan las larvas que les sirven de alimento.
Por este motivo es por el que estas especies son muy vulnerables a la alteración de su hábitat. La tala indiscriminada, la extracción de leña, la quema y el aclareo de los bosques (junto a la caza furtiva) han fragmentado y disminuido su hábitat, llevando a una más que probable extinción a sus dos parientes cercanos en un periodo de poco más de 60 años.

Afortunadamente la situación del carpintero negro no es tan complicada como la de sus parientes, en parte por haber elegido como su hogar los bosques de la Patagonia. Esto los ha mantenido alejados de la influencia humana directa durante más tiempo. Sin embargo, los grandes incendios provocados por el ser humano en el Parque Nacional Torres del Paine durante las últimas décadas, han disminuido drásticamente la cantidad de bosques maduros de Nothofagus provocando un descenso importante en sus poblaciones, entre las que aún podemos disfrutar de la presencia de varias parejas como la de las fotos de hoy, que aún persisten buscando su alimento en los troncos de los inhóspitos bosques más australes de Sudamérica y de todo el planeta.

Y de propina...
Las adaptaciones de estas aves no terminan en la protección de su masa cerebral. Su lengua, mucho más larga que la de la mayoría de aves, cuenta en su extremo con los llamados corpúsculos de Herbst, que detectan las vibraciones de sus presas y les permite afinar su puntería a la hora de encontrarlas bajo la corteza de los árboles.
Dejo además el fragmento de un documental de la BBC en el que el gran naturalista Sir David Attenborough pone a prueba el sistema de comunicación mediante golpeteos del carpintero negro en los bosques de la Patagonia.




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