Las adaptaciones acuáticas en los mamíferos pueden ser irreversibles, según un nuevo estudio que investiga los medios por los cuales más de 5000 especies hicieron la transición de la tierra al agua.
Aunque el viaje evolutivo de animales como las ballenas y las focas se remonta en última instancia a los tetrápodos marinos que abandonaron el océano para vivir en la tierra, la itinerancia en tierra firme nuevamente no está en las cartas para los descendientes de aquellos que se han vuelto en su mayoría o totalmente acuáticos. .
Al comparar la masa corporal, la dieta y los genomas de 5635 mamíferos existentes y recientemente extintos, la bióloga evolutiva de la Universidad de Friburgo, Bruna Farina, y sus colegas rastrearon la evolución de las adaptaciones acuáticas. Estos incluyen cambios en el tamaño, la locomoción, los sistemas sensoriales, la reproducción, las dietas y la capacidad pulmonar.
De todas esas especies, el 97 por ciento siguen siendo mamíferos completamente terrestres. Solo el 3 por ciento hizo la transición a una vida que vive en el agua nuevamente, todos en diferentes grados.
Esta transición ocurrió de forma independiente en diferentes grupos de mamíferos, y algunos llevaron su compromiso con el agua más lejos que otros. Esto dio lugar a tres grupos distintos: animales semiacuáticos como ornitorrincos, musarañas de agua (Minería Neomys) y zarigüeya de agua (Chironectes mínimo); los que utilizan la tierra de vez en cuando, como las focas y las nutrias; y mamíferos completamente acuáticos como delfines y dugongos.
Si bien las especies semiacuáticas anteriores han vuelto a ser completamente terrestres, las adaptaciones para una existencia acuática se vuelven irreversibles en el espectro
A medida que una especie se vuelve más acuática, su masa corporal tiende a crecer, con un aumento del 5 por ciento por millón de años para aquellas que son semiacuáticas y un aumento de hasta el 12 por ciento por millón de años para las especies completamente acuáticas. Esto es cierto incluso para los mamíferos más pequeños. como roedores.
Esto tiene sentido en términos de de Bergmann regla ecogeográfica: las especies más grandes tienden a encontrarse en ambientes que absorben rápidamente el calor corporal, como en el agua, ya que al minimizar la relación entre el área superficial y el volumen aumenta la conservación del calor.
Los animales terrestres también se ven limitados por el desafío de transportar su masa, algo que es más fácil en el agua gracias a la flotabilidad. Además, una mayor cantidad de presas está disponible para sustentar a los carnívoros más grandes en el océano, que los delfines y las ballenas aprovecharon mediante sistemas en evolución de alimentación por filtración y estocadas.
A pesar de la abundancia de pastos marinos y lechos de algas, la mayoría de las transiciones acuáticas, con la excepción de las vacas marinas, no los han utilizado como fuente de alimento. Los mamíferos que regresaron al agua han tendido a ser carnívoros.
Esto “probablemente se deba a que las enzimas necesarias para descomponer las plantas o las algas requieren temperaturas más altas”. nota los investigadores.
La mayoría de las especies de vacas marinas, como los dugongos y los manatíes, se adhieren a las aguas cálidas. El único mamífero herbívoro de agua fría fue la vaca marina de Steller (hidrodamalis gigas), que llevamos a la extinción. Era diez veces más pesado que las demás especies.
La vida en el agua también exige un sistema de locomoción diferente y más aerodinámico, lo que conduce a la reducción de extremidades y, finalmente, a la incapacidad de transportar un cuerpo en tierra. La reducción de extremidades en ballenas y delfines está relacionada con la pérdida de expresión de múltiples genes reguladores.
Perder un rasgo tan complejo como las piernas, formado por millones de años de presiones selectivas y la aparición fortuita de varias mutaciones, no es un proceso que pueda revertirse fácilmente.
“Ley de Dollo postula que una vez que se pierde un rasgo complejo, no se puede recuperar”, los investigadores escribir en su papelobservando lo mismo se observa en las aves que pierden su capacidad de volar.
Esto no quiere decir que estructuras y funciones anatómicas similares no puedan volver a evolucionar en el futuro. Pero a medida que aumenta la complejidad de una característica, es mucho menos probable que se repita su herencia evolutiva, ya que los genes críticos se modifican y se pierden.
“Después de esa transición”, Friburgo y equipo continuar“la competencia con los carnívoros terrestres existentes, que pueden usar sus extremidades para cazar de manera más efectiva en tierra y manipular a sus presas, puede haber impedido cualquier posibilidad de reversión”.
La torpeza torpe de cualquier delfín interesado en montar una invasión en la costa sería frustrada con demasiada facilidad, en otras palabras, por depredadores mucho más ágiles.
Esta investigación fue publicada en el Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas.