Un nuevo estudio podría explicar la extraordinaria evolución de dos singulares grupos de aves
Los pinzones de las islas Galápagos y los mieleros de Hawaii son dos grupos de aves únicos. Comprenden especies con una formidable diversidad de plumajes, colores, dietas y formas de pico. Las razones por las que estas aves son mucho más diversas que el resto de aves de sus respectivos archipiélagos, es una pregunta que, aún hoy, sigue sin resolverse.
En un trabajo que se publica esta semana en la revista Nature Ecology & Evolution, un grupo de investigadores de España y el Reino Unido propone que la clave quizá no sólo esté en el pico, como se pensaba hasta ahora, sino en la evolución conjunta de la anatomía del cráneo. El hallazgo contrasta con el paradigma clásico de la teoría evolutiva.
“Cada vez más estudios demuestran que la adaptación a la alimentación no es el único motor evolutivo de la diversidad de formas de picos de las aves. Y el hecho de que el pico sea una estructura conectada física y funcionalmente al resto del cráneo, podría ser uno de los factores implicados en la ausencia de una relación directa entre la forma del pico y la alimentación”, destaca Guillermo Navalón, primer autor del estudio, vinculado a las universidades Autónoma de Madrid (UAM) y Bristol (UK), e investigador postdoctoral en la Universidad de Oxford.
“En este sentido, los pinzones de Darwin y los mieleros de Hawaii parecen ser más la excepción que la norma”, asegura el investigador.
Por su parte, Emily J. Rayfield, profesora de la Universidad de Bristol y coautora del trabajo, explica que “la estrecha adaptación de la forma del pico a los diferentes tipos de alimentación, observada reiteradamente en estas aves, quizá solo haya sido posible si, durante el origen de los linajes de los mieleros y de los pinzones, algún mecanismo hubiera ‘flexibilizado’ la respuesta de la región del pico para evolucionar independientemente respecto del resto de la cabeza, pero desconocemos si esto fue así”.
“Sorprendentemente, en nuestro estudio encontramos lo contrario —agrega Navalón—. Estudiando la evolución de la forma del pico y del cráneo en más de 400 especies de aves, descubrimos que la evolución de la forma de los distintos picos de los pinzones y los mieleros es inseparable de la reconfiguración del resto del cráneo. La flexibilidad evolutiva del pico ha sido menor que la que tienen el resto de las aves”.
El trabajo se enmarca en una revolución conceptual estimulada por el uso de nuevas técnicas de análisis digital en biología evolutiva que está planteando nuevos retos, por ejemplo: dilucidar la universalidad de los mecanismos evolutivos en la evolución de las aves y, de manera más global, en el mundo natural.
Cambios en el paradigma evolutivo
Este hallazgo es sorprendente porque en el paradigma de la teoría evolutiva siempre se ha supuesto que un elevado grado de evolución coordinada —lo que se denomina integración— es un factor que limita los cambios adaptativos en respuesta a cambios ambientales, puesto que nunca podría darse un único cambio evolutivo como respuesta a un cambio ambiental sin que este esté coordinado con otro cambio.
“En contraste con las ideas más clásicas en biología evolutiva, nuestros resultados sugieren, posiblemente, que una mayor integración en la configuración de todo el cráneo sea la clave de su éxito. Los cambios globales del cráneo, además, se corresponden con los recursos disponibles en los ecosistemas de las islas”, explica Jesús Marugán Lobón, coautor del trabajo y profesor de la UAM.
“La coincidencia entre radiación de formas con los nichos disponibles —continúa el investigador—parece haber sido la clave en este caso, convirtiendo la rigidez en una ventaja para evolucionar más rápidamente en especies diferentes, ocupando la mayoría de los nichos ecológicos de estas islas más rápidamente que otros grupos de aves colonizadoras”.
Linajes únicos
Desde que Charles R. Darwin descubriese de su existencia a mediados del siglo XIX, los pinzones de las islas Galápagos y Cocos han ocupado un lugar icónico en la historia de la evolución. Su consabida importancia radica en ser parte de los organismos que sugirieron a Darwin las claves para formular, junto a Alfred R. Wallace, la teoría de la evolución de las especies por selección natural.
Lo que más sorprendió a Darwin a su llegada a las Galápagos fue la variedad de formas de pico de los pinzones, destacando frente al resto de aves que habitaban las islas. Más recientemente, y tras décadas de estudio de campo, se ha comprobado empíricamente que la selección natural que generó esta rápida evolución de formas estuvo estrechamente relacionada con la selección de características ecológicas, en particular con las asociadas al acceso a los recursos alimenticios —lo que en biología se conoce como una radiación adaptativa—.
Algo similar ocurre con los mieleros de Hawaii, otra icónica radiación adaptativa de pájaros, que comprende más de 50 especies con una formidable diversidad de plumajes, colores, dietas y formas del pico, mucho mayor que el resto de aves de este archipiélago aislado en medio del Pacífico. Incluso, comparándolos con cientos o miles de especies de aves, estos dos grupos han demostrado ser únicos, debido a que han evolucionado más rápido que la mayoría de otros linajes.
Referencia bibliográfica:
Navalón, G., Marugán-Lobón, J., Bright, J.A. et al. “The consequences of craniofacial integration for the adaptive radiations of Darwin’s finches and Hawaiian honeycreepers”. Nat Ecol Evol 4, 270–278 (2020).
