La evolución ha sido vista durante mucho tiempo como un proceso bastante aleatorio, con los rasgos de las especies moldeados por mutaciones aleatorias y eventos ambientales y, por lo tanto, en gran medida impredecible.
por Bill Hathaway, Universidad de Yale
Pero un equipo internacional de científicos dirigido por investigadores de la Universidad de Yale y la Universidad de Columbia descubrió que un linaje de plantas en particular evolucionó de forma independiente tres tipos de hojas similares una y otra vez en regiones montañosas dispersas por todo el neotrópico.
Los hallazgos proporcionaron los primeros ejemplos en plantas de un fenómeno conocido como «radiación replicada», en el que formas similares evolucionan repetidamente dentro de diferentes regiones, lo que sugiere que la evolución no siempre es un proceso aleatorio, sino que se puede predecir.
El estudio se publica el 18 de julio en la revista Nature Ecology & Evolution .
«Los hallazgos demuestran cuán predecible puede ser realmente la evolución, con el desarrollo de organismos y la selección natural combinándose para producir las mismas formas una y otra vez bajo ciertas circunstancias», dijo Michael Donoghue de Yale, profesor emérito de ecología y biología evolutiva de Sterling y coautor correspondiente. «Tal vez la biología evolutiva pueda convertirse en una ciencia mucho más predictiva de lo que imaginamos en el pasado».
Para el estudio, el equipo de investigación estudió la genética y la morfología del linaje de plantas Viburnum, un género de plantas con flores que comenzó a extenderse desde el sur de México hacia América Central y del Sur hace unos 10 millones de años. Donoghue estudió este mismo grupo de plantas para su Ph.D. disertación en Harvard hace 40 años. En ese momento, argumentó a favor de una teoría alternativa en la que las hojas grandes cubiertas de pelo y las hojas pequeñas y lisas evolucionaron temprano en la evolución del grupo y luego ambas formas migraron por separado, siendo dispersadas por las aves, a través de varias cadenas montañosas.
Sin embargo, los nuevos análisis genéticos informados en el artículo muestran que los dos tipos de hojas diferentes evolucionaron de forma independiente, en paralelo, en cada una de las regiones montañosas.
«Llegué a la conclusión equivocada porque carecía de los datos genómicos relevantes en la década de 1970», dijo Donoghue.
El equipo descubrió que un conjunto muy similar de tipos de hojas evolucionó en 9 de las 11 regiones estudiadas. Sin embargo, es posible que la gama completa de tipos de hojas aún no haya evolucionado en lugares donde Viburnum ha migrado recientemente. Por ejemplo, las montañas de Bolivia carecen de los tipos de hojas grandes y peludas que se encuentran en otras áreas más húmedas con poca luz solar en el bosque nuboso de México, América Central y el norte de América del Sur.
«Estas plantas llegaron a Bolivia hace menos de un millón de años, por lo que predecimos que la forma de hojas grandes y peludas eventualmente también evolucionará en Bolivia», dijo Donoghue.
Se han encontrado varios ejemplos de radiación replicada en animales, como los lagartos Anolis en el Caribe. En ese caso, el mismo conjunto de formas corporales, o «ectomorfos», evolucionó independientemente en varias islas diferentes. Con un ejemplo de planta ahora en la mano, los biólogos evolutivos intentarán descubrir las circunstancias generales bajo las cuales se pueden hacer predicciones sólidas sobre las trayectorias evolutivas.
«Este trabajo colaborativo, que abarca décadas, ha revelado un nuevo y maravilloso sistema para estudiar la adaptación evolutiva», dijo Ericka Edwards, profesora de ecología y biología evolutiva en Yale y coautora del artículo. «Ahora que hemos establecido el patrón, nuestros próximos desafíos son comprender mejor el significado funcional de estos tipos de hojas y la arquitectura genética subyacente que permite su aparición repetida».
Edwards y Deren Eaton de Columbia son los coautores correspondientes del artículo.
Más información: Michael J. Donoghue et al, Radiación replicada de un clado de plantas a lo largo de un archipiélago de bosque nuboso,
Nature Ecology & Evolution (2022). DOI: 10.1038/s41559-022-01823-x
