La evolución es, sin duda, una de las teorías científicas más subyugantes y fundamentales que disponemos para comprender la diversidad de la vida en la Tierra. Introducida por Charles Darwin en el siglo XIX, la teoría de la evolución por selección natural ha transformado nuestra percepción del mundo natural, explicando cómo las especies cambian con el tiempo y cómo todas las formas de vida están interconectadas a través de un árbol de la vida compartido.

En el marco de la Teoría de la evolución, la denominada evolución convergente es un fenómeno biológico fascinante en el que organismos no relacionados desarrollan características similares en respuesta a presiones ambientales similares. Tiene lugar cuando diferentes especies se enfrentan a desafíos ambientales comparables y, a lo largo del tiempo, evolucionan para adquirir rasgos similares que les permiten sobrevivir y prosperar en esos entornos. La convergencia evolutiva es una poderosa ilustración de cómo la selección natural puede dar lugar a soluciones evolutivas similares en diferentes linajes.

Uno de los ejemplos más conocidos de evolución convergente es el desarrollo de las alas en murciélagos, aves e insectos. Aunque estas especies no comparten un ancestro alado común, todas han desarrollado la capacidad de volar. Las alas de estos organismos son un ejemplo de estructuras análogas, comportando funciones similares que han evolucionado independientemente. Las aves y los murciélagos, por ejemplo, tienen estructuras óseas diferentes en sus alas, pero ambas han evolucionado para el vuelo. Mientras que las alas de las aves están formadas principalmente por plumas y huesos ligeros, las alas de los murciélagos son membranas de piel tersa y estirada entre huesos largos. A pesar de estas diferencias anatómicas, ambas estructuras son adaptaciones al vuelo.

Otro ejemplo clásico de evolución convergente es la forma del cuerpo de delfines y tiburones. Los delfines son mamíferos, mientras que los tiburones son peces, pero ambos han desarrollado cuerpos con diseños hidrodinámicos que les permiten moverse eficazmente a través del agua. Esta forma de cuerpo similar reduce la resistencia al agua y es un claro ejemplo de cómo la selección natural puede conducir a adaptaciones similares en respuesta a condiciones ambientales similares.

La evolución convergente puede surgir de diversas maneras. Una de ellas es la adaptación a nichos ecológicos similares. Cuando organismos de diferentes linajes se encuentran en ambientes similares y enfrentan presiones de selección comparables, es probable que evolucionen adaptaciones similares. Esto es evidente en el caso de las plantas suculentas de África y América, que han desarrollado adaptaciones similares para retener agua en climas áridos.

Además, la evolución convergente también puede ser impulsada por la disponibilidad de recursos similares o la necesidad de explotar nichos similares. Por ejemplo, las marsupiales en Australia y los mamíferos placentarios en otros continentes han evolucionado para ocupar posiciones ecológicas similares, resultando en la aparición de animales como el lobo marsupial, que se parece notablemente a los lobos placentarios, a pesar de su diferente linaje evolutivo.

La evolución convergente tiene importantes implicaciones para nuestra comprensión de la biología evolutiva. En primer lugar, cuestiona fundadamente la noción de la evolución como proceso completamente aleatorio. Si bien hay un elemento de aleatoriedad en las mutaciones genéticas, la evolución convergente demuestra que la selección natural puede guiar a diferentes organismos hacia soluciones similares para problemas ambientales similares. Esto sugiere que hay ciertas "salidas o soluciones" evolutivas que son particularmente efectivas en ciertas condiciones. Por otro lado, la evolución convergente también pone de relieve la importancia de la selección natural como fuerza impulsora en la evolución. Muestra cómo, independientemente de la historia evolutiva de un organismo, las presiones ambientales pueden dar lugar a adaptaciones similares. Esto resalta el papel central de la selección natural en la adaptación de los organismos a sus entornos.

Con el avance de la genética y la genómica, los científicos han podido profundizar en los mecanismos subyacentes en la evolución convergente. Un aspecto intrigante de la convergencia evolutiva es cómo diferentes linajes pueden dar lugar a evolución de características similares a nivel genético. Por ejemplo, varias investigaciones han revelado que las proteínas opsinas, involucradas en la visión, han experimentado cambios convergentes en diversos grupos de vertebrados que habitan ambientes oscuros. A pesar de que estas especies no están estrechamente relacionadas, han desarrollado mutaciones similares en los genes que codifican las opsinas para mejorar la visión en condiciones de poca luz.

                                           Imagen creada con ayuda de ChatGPT con DALL-E

Este fenómeno se conoce como convergencia molecular, donde cambios similares en las secuencias de ADN tienen lugar de forma independiente en diferentes linajes. La convergencia molecular no solo proporciona evidencia adicional de la evolución convergente, sino que también ofrece una herramienta valiosa para estudiar cómo se producen las adaptaciones a nivel genético. Al identificar genes y vías metabólicas que han evolucionado de manera convergente, los científicos pueden comprender mejor los mecanismos evolutivos que subyacen en la adaptación y la diversidad biológica.

Uno de los desafíos en la evolución convergente es diferenciar entre convergencia evolutiva y evolución paralela. En la evolución paralela, organismos relacionados desarrollan características similares debido a presiones selectivas comunes, pero comparten una base genética común. Distinguir entre estos dos procesos resulta difícil, especialmente cuando se estudian las características a nivel molecular. Otra limitación es la interpretación de las similitudes morfológicas. Aunque las estructuras análogas son un indicador de evolución convergente, no siempre es fácil determinar si las similitudes son realmente el resultado de convergencia evolutiva o si son vestigios de un ancestro común. Los estudios paleontológicos y genéticos pueden ayudar a esclarecer estas cuestiones, pero, a menudo, se requiere un enfoque interdisciplinar para llegar a una comprensión completa.

La evolución convergente juega un papel crucial en la generación y mantenimiento de la biodiversidad. Al permitir que diferentes organismos desarrollen adaptaciones similares, la convergencia evolutiva contribuye a la diversidad de formas y funciones en la naturaleza. Es esencial para el funcionamiento de los ecosistemas, ya que diferentes organismos pueden ocupar nichos ecológicos similares y desempeñar roles complementarios en las redes tróficas. También resalta la capacidad de los organismos para adaptarse a cambios ambientales. En un mundo en constante cambio, la convergencia evolutiva demuestra cómo la vida puede encontrar múltiples caminos hacia la adaptación y la supervivencia. Esto tiene implicaciones importantes para la conservación de la biodiversidad, ya que subraya la importancia de preservar los hábitats y las condiciones que permiten que las especies evolucionen y se adapten a los cambios ambientales. La evolución convergente no solo enriquece nuestra comprensión de la biología evolutiva, sino que también nos inspira a apreciar la resiliencia y adaptabilidad de la vida en nuestro planeta.

Se ha publicado un trabajo de investigación en Science sobre un ámbito de la evolución convergente, cual es la de plantas muy diferentes, cuya característica común es que tienen espinas. Es una cuestión intrigante desde hace mucho tiempo que forma parte del rompecabezas evolutivo. Se ha desvelado que el responsable de las espinas en variedades de plantas muy diferentes es el mismo grupo de genes. Las pinchas sirven en los vegetales para muchos propósitos, desde defensa, hasta retención de agua. Pero lo que se ha descubierto es que estas espinas no proceden de un antepasado común, sino que han llegado por convergencia evolutiva. En algunos casos, ha ocurrido todo lo contrario, como es perder las espinas y llegar a alcanzar valor agronómico. En el fondo un estudio de este tipo ahonda en el interrogante de como emergen los rasgos o como se modifican y cuáles son los mecanismos que los propician y, finalmente, que está ocurriendo con la adaptación, de la que sabemos bien poco.

El trabajo del profesor Zachary Lippman, investigador del Laboratorio Cold Spring Harbor de EE.UU. se centra en los los genomas de las plantas del género Solanum, de las que hay más de 1,500 especies, lo que lo convierte en uno de los géneros más grandes de plantas con flores. Las especies dentro de este género varían desde hierbas anuales y perennes hasta arbustos y pequeños árboles. Incluidas las conocidas patatas, los tomates y las berenjenas, entre otras muchas. En común ciertas mutaciones de los genes LOG, responsables de la producción de citoquina, hormona que impulsa a las células vegetales a la división y multiplicación. Encontraron genes LOG similares en especies cuya divergencia se dio hace más de 150 millones de años. Las plantas evolucionaron produciendo espinas de forma individual, pero pudieron hacerlo con el mismo grupo de genes.

Utilizando la técnica CRISPR cultivaron variedades genéticamente modificadas, incluyendo tomates rosas y otras frutas locales, comprobando que la edición genética permite formular una estrategia predecible para eliminar las espinas en linajes de plantas con flores.  Una aportación con doble utilidad, por una parte para dilucidar los procesos evolutivos que justifican la actualidad. Por otro la utilidad comercial al poder obtener variedades carentes de las incómodas espinas, como ocurrer en el caso de las flores cortadas como las rosas, de laboriosa preparación manual para soslayar los incómodos pinchazos que ensombrecen La belleza intrínseca de estas flores.

Sopa de letras: EVOLUCIÓN CONVERGENTE

Soluciones: LASER Y ARTE RUPESTRE