En todo el mundo natural, la forma, la fisiología y el comportamiento están fuertemente relacionados con el tamaño de los organismos.
Estas relaciones se encuentran tanto dentro de las especies como entre especies, y a menudo permanecen sin cambios en especies separadas por millones de años. Por ejemplo, los corazones de las especies pequeñas laten mucho más rápido que los de las especies grandes, y las astas de las pequeñas especies de ciervos sonmás pequeño, en relación con el tamaño del cuerpo, en comparación con las cornamentas de especies grandes.
A veces, estas relaciones son tan fuertes que se consideran leyes de la naturaleza, tanto que generaciones de biólogos en los últimos 100 años se han preguntado si estas relaciones pueden cambiarse o no mediante la selección natural.
En un artículo publicado esta semana en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS , investigadores del Centro de Dinámica de la Biodiversidad CBD de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Noruega, el Centro de Síntesis Evolutiva y Ecológica de la Universidad de Oslo y la Universidad Estatal de Florida ahora dicen que la respuesta a esta pregunta es sí enprincipio, pero no en la práctica.
"Nuestros resultados sugieren que estos rasgos pueden evolucionar, pero cambiar estas relaciones crea efectos secundarios nocivos para el organismo. Por lo tanto, la evolución a través de la selección natural estará fuertemente limitada, al menos en escalas de tiempo más cortas de menos de un millón de años", señalaron los investigadoresdijo.
Los investigadores tuvieron ayuda para explorar esta pregunta de 58.046 moscas de la fruta Drosophila melanogaster en un experimento donde las moscas fueron criadas deliberadamente para tener relaciones entre la forma y el tamaño de las alas que normalmente no verías en la naturaleza.
"En solo 26 generaciones, logramos crear relaciones entre la forma y el tamaño de las alas de las moscas que fueron más extremas que las que resultaron de más de 50 millones de años de evolución", dice Geir H. Bolstad, ex becario postdoctoral en CBD, y ahora investigador en el Instituto Noruego de Investigación de la Naturaleza NINA, quien también es autor principal de la PNAS papel
Sin embargo, cuando los investigadores detuvieron sus esfuerzos de reproducción artificial y dejaron que la naturaleza siguiera su curso, la relación entre forma y tamaño volvió a la normalidad en solo 15 generaciones.
En otras palabras, muchas generaciones de selección artificial se invirtieron relativamente rápido cuando se dejó que la selección natural decidiera qué características eran las mejores para las moscas. Para entender por qué esto es así, se requiere una explicación más detallada.
Ley natural: las alas pequeñas son más redondeadas
En las moscas, las alas pequeñas son normalmente más redondas que las grandes. Esta relación entre redondez y tamaño es muy consistente, y se ha mantenido más o menos cierto durante más de 50 millones de años de evolución.
Pero mediante la reproducción artificial, el equipo de investigación logró cambiar esta relación en solo 26 generaciones.
"Logramos criar moscas de manera selectiva de manera que las alas grandes fueran más redondeadas que las pequeñas, pero también lo contrario para que las alas pequeñas fueran aún más redondeadas y las alas grandes aún más alargadas de lo esperado en comparación con las poblaciones normales", dijo Bolstad.
Esto significa que las proporciones entre los diversos rasgos cambiaron sistemáticamente de diferentes maneras, como si hubiera dedos más largos en manos más pequeñas que en manos grandes.
Pero cuando los investigadores detuvieron sus esfuerzos de reproducción artificial, la relación entre tamaño y redondez en las alas de las moscas volvió a la normalidad en solo 15 generaciones.
Lo más sorprendente es que en las moscas donde los investigadores modificaron mucho la forma del ala mediante la selección artificial pero sin afectar la relación entre la forma y el tamaño del ala, no hubo tal retorno al punto de partida
En la naturaleza, la forma y el tamaño de un ala son importantes para la aerodinámica. Sin embargo, en un laboratorio, ser aerodinámico no es crítico para la supervivencia de una mosca.
"La razón por la cual la relación entre el tamaño y la redondez regresó al punto de partida es probablemente porque seleccionamos genes que también afectaron negativamente a otras características", dijo Bolstad.
Por lo tanto, la selección natural "corrigió" los cambios que los investigadores habían creado a través de la reproducción artificial. Se necesitaron solo relativamente pocas generaciones para hacer estas correcciones porque las características negativas que resultaron de la reproducción artificial pusieron a las moscas en desventaja en la competencia para reproducirse.
Esto es consistente con una teoría biológica fundamental de que los procesos de desarrollo básicos en un organismo están vinculados a muchas otras propiedades, porque los mismos genes afectan una serie de propiedades.
Las relaciones alométricas, como la relación entre el tamaño del ala y la forma en las moscas, se consideran el resultado de un desarrollo tan fundamental.
Por esa razón, los investigadores esperan que la selección artificial tenga efectos negativos sobre las características esenciales del organismo.
"De hecho, esto puede ser una parte importante de la explicación de por qué algunas propiedades y relaciones permanecen sin cambios durante millones de años de evolución", dijo Bolstad.
"Este proyecto ha sido una colaboración maravillosa entre varias instituciones de investigación donde hemos dado un importante paso adelante en la comprensión de los procesos que limitan la evolución. Nuestros resultados responden a varias de nuestras preguntas iniciales pero también plantean nuevas preguntas sobre el desarrollo y la selección", dijo Christophe Pélabon, profesor de biología evolutiva en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Noruega que fue jefe del proyecto en CBD.
El experimento no proporciona la respuesta definitiva a la pregunta de qué limita la evolución, dijeron los investigadores, porque estudiaron solo un rasgo de un organismo, y es necesario realizar investigaciones adicionales para determinar si los hallazgos pueden aplicarse de manera más general.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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