Los Pinzones de las Islas Galápagos

Un Análisis Morfo-Genético

Por Timothy G. Standish

Charles Darwin era joven cuando visitó las islas Galápagos y registró en su diario pensamientos de alguien que no parecía feliz de estar allí.  De hecho, el 16 de septiembre de 1835, comparó la primera de las islas Galápagos en las que puso el pie—San Cristóbal—con el infierno:

El país se compara con lo que podríamos imaginar que son las partes cultivadas de las regiones infernales.1
Su diario se vuelve algo más alegre durante su corta estancia en las islas Galápagos y la preocupación de Darwin parecer estar relacionada con qué animales eran comestibles. Menciona a las tortugas unas pocas veces, comentando sobre su tamaño y comportamiento; sin embargo, en su comentario final regresa al asunto de su carácter comestible:

Con las tortugas jóvenes se hace una sopa estupenda; por lo demás la carne es solamente—a mi gusto—un alimento insulso.2

Las tortugas jugaron un papel importante en el pensamiento de Darwin acerca de la evolución, pero los pinzones han resultado, en tiempos modernos, mucho más prominentes como evidencias de la evolución. Debido a esto, podría parecer sorprendente descubrir que, habiendo estado en las islas Galápagos, Darwin mencione a los pinzones en su diario solamente una vez. De hecho, sólo aparecen en una nota insignificante apuntada el 1 de octubre de 1835, donde comenta que los pinzones, junto con otras aves, bebían agua en cierta ubicación. ¡Ni siquiera comenta sobre el sabor que podrían tener esas aves!

Teniendo en cuenta la prominencia moderna de los pinzones de las Galápagos, ahora comúnmente llamados pinzones de Darwin, es aún más sorprendente que no se les mencione en El Origen de las Especies, aunque Darwin hace repetidas referencias generales a la fauna de las Galápagos. Un importante ejemplo es esta afirmación:

Los habitantes de las islas Cabo Verde están relacionados con los de África, de la misma manera que los de las Galápagos con los de América. Hechos como éstos, no admiten ningún tipo de explicación basada en la opinión en boga sobre una creación independiente; mientras que desde la perspectiva defendida aquí es obvio que las islas Galápagos probablemente recogerían colonizadores de América, ya fuera por medios ocasionales de transporte o (aunque no soy partidario de esta doctrina) a través de un puente de tierra que pudo haberlas unido anteriormente al continente, y las islas Cabo Verde de África; tales colonizadores estarían sujetos a modificación—el principio de la herencia que revela todavía su lugar de nacimiento original.3

Para averiguar qué pensaba Darwin sobre los pinzones de las islas Galápagos, es necesario remontarse a su primer libro, El Viaje del Beagle, pero no la primera edición publicada en 1839, sino la posterior edición de 1845:

Las aves terrestres restantes constituyen un grupo más singular de pinzones, relacionados entre sí en la estructura de sus picos, sus colas cortas, la forma del cuerpo, y el plumaje: hay trece especies, que el Sr. Gould ha dividido en cuatro subgrupos. Todas estas especies son características de este archipiélago... El hecho más curioso es la perfecta gradación en el tamaño de los picos en las diferentes especies de Geospiza [pinzones de Darwin], que varían desde uno tan grande como el de un picogordo (Coccothraustes coccothraustes) al de un pinzón vulgar (Fringilla coelebs)… Hay no menos de seis especies con picos clasificados inconsistentemente... Al considerar esta gradación y la diversidad de estructuras en un grupo pequeño e íntimamente emparentado de aves, podría creerse que, en virtud de una pobreza original de pájaros en el archipiélago, se había modificado una sola especie para llegar a fines diferentes.4

Darwin creía que los pinzones en las islas Galápagos respaldaban su teoría de que las especies podían cambiar, adaptándose a condiciones locales. En esto, la mayoría estaría de acuerdo con él, entonces ¿por qué los pinzones reciben tanto interés? Darwin los usó para enfrentarse a una perspectiva platónica, en la que las especies son inalterables, y también a ciertos creacionistas que creían en algo similar, aunque la Biblia apunta en una dirección muy diferente. La creación, tal como vino de la mano del Creador, era “buena en gran manera” (Génesis 1:31), pero después del pecado hubo cambios dramáticos, cuando se introdujeron la muerte y el sufrimiento (Romanos 5:12). Cuando Dios maldijo (Génesis 3:14-19) les aseguró a Adán y a Eva que habría grandes cambios en la creación y, aún cuando nuestro mundo es maravilloso, los cristianos creyentes en la Biblia creen que nuestro mundo es muy diferente del que fue creado originalmente.

Lo especial acerca de los pinzones de Darwin no es sólo que demuestren que pueden ocurrir cambios menores. Los cambios que presentan frente a especies encontradas en América del Sur concuerdan bien con la idea de que son resultado de la selección natural. Algunos pueden considerar esto interesante porque la selección natural fue la gran contribución de Darwin a la ciencia, pero están equivocados. La selección natural es una idea con una historia muy larga, y había sido exhaustiva y claramente presentada antes de Darwin por James Hutton, entre otros.5

Donde Hutton difiere de Darwin es en que él creía que las especies pueden adaptarse a las condiciones locales para explotar nichos disponibles, pero que esta variación ocurre dentro de ciertos límites. Los pinzones de Darwin han sido presentados como evidencias de la hipótesis de Darwin de que no hay límites para la variación. A decir verdad, esta es la razón por la que los llaman “pinzones de Darwin”, aunque este nombre fue adoptado mucho después de la muerte de Darwin.

¿Demuestran claramente los pinzones de Darwin que la teoría de la evolución de Darwin es cierta, que la selección natural actúa durante inmensos períodos de tiempo para transformar un tipo de organismo en otra clase? Para saber si lo hacen o no es necesario tener un conocimiento básico de estos pinzones. Como grupo, son en general pequeñas aves marrones con machos que tienden a tener un color más oscuro que las hembras. Las diferencias visibles más sorprendentes entre ellos derivan de su tamaño y de la forma y el tamaño de sus picos.

Darwin originalmente no reconoció un número importante de especies entre los pinzones que coleccionó. Las 12 ó 13 especies identificadas por John Gould entre los especímenes que Darwin recogió en las islas y otras muestras, en general se consideran acertadas, aunque se han hecho algunas revisiones y hoy se cree que son 15 especies. Estas se conocen por nombres como pinzones de tierra grandes, medianos y pequeños, pinzones de  cactus grandes, medianos y pequeños, pinzón vegetariano, etcétera. Cada uno explota recursos diferentes en las islas Galápagos, y todos parecen bien adaptados a su nicho específico.

Aunque el tamaño se reconoce comúnmente como un rasgo que varía extensamente entre organismos de la misma especie, los picos de los pinzones de Darwin son particulares, teniendo cada especie un pico que se correlaciona con su dieta. Los pinzones de tierra grandes tienen un pico grande, muy adecuado para comer semillas grandes y duras. El pinzón vampiro usa su largo pico afilado para comer pequeñas semillas, huevos de otras aves e invertebrados, pero también para picar a aves más grandes y beber su sangre.

La investigación mejor conocida sobre los picos de los pinzones de Darwin probablemente sea la llevada a cabo por Peter y Rosemary Grant quienes estudiaron durante varias décadas a los pinzones de tierra medianos en Daphne Mayor, un islote de 40 hectáreas en el archipiélago de las Galápagos. Su investigación ha sido popularizada en libros6 e incluida en los libros de texto de las escuelas secundarias, preuniversitarias, y universitarias.

Posiblemente la observación más significativa realizada por los Grant fue un pequeño aumento en el tamaño promedio del pico y del cuerpo entre los pocos sobrevivientes de las sequías de 1977 y 1982.7 Ellos interpretaron estas observaciones como evidencia de selección natural en acción porque los pinzones de tierra medianos con picos más grandes podían romper y abrir semillas más grandes, las únicas disponibles como alimento cuando la sequía perduró. Haciendo una extrapolación de estos eventos, Peter Grant sugirió que, bajo una selección similar, podría llegar a producirse rápidamente una nueva especie, requiriendo solamente doscientos años para producir un pinzón de tierra grande, o 1200 años para producir un pinzón de cactus.8

Las extrapolaciones hechas por Peter Grant deben ser tomadas con precaución, como es siempre el caso con las extrapolaciones. En realidad, el tamaño del pico y del cuerpo regresó rápidamente a sus dimensiones más pequeñas con el regreso de la lluvia y de la vegetación productora de semillas más pequeñas. Pero aún hoy, habitualmente se interpretan estos resultados como evidencias que respaldan la idea de que las diferentes especies de pinzones de las Galápagos se desarrollaron durante el curso de uno a cinco millones de años. Dadas las evidencias, uno tiene que preguntarse por qué habrían demorado tanto tiempo.

Desde la investigación de los Grant se han hecho otros estudios fascinantes sobre los pinzones de Darwin. Dos de éstos han revelado que, durante el desarrollo embrionario, se produce una proteína de señalización llamada proteína morfogénica ósea 4 (BMP4) que tiene una influencia importante sobre la morfología del pico de las aves,9 y específicamente en los picos de los pinzones de Darwin.10 Un artículo más reciente de Lamichhaney et al., reporta acerca de las secuencias genómicas completas de las 15 especies actualmente reconocidas. Su investigación destaca algunas regiones adicionales del genoma del pinzón que están relacionadas con diferentes formas del pico.11

Probablemente la revelación más interesante aportada por Lamichhaney et al., es que muchas de las especies tienen cierto grado de cruzamiento con otras especies, y que los pinzones de tierra de pico afilado recolectados en diferentes islas debieran ser clasificados como tres especies diferentes. Este artículo aporta abundancia de datos, pero indudablemente complica la imagen de una evolución lineal simple de las diferentes especies. También deja claro que lo que hoy se llama especies no son necesariamente lo que la mayoría de las personas consideraría que son.

¿Desde qué perspectiva un creyente en la Biblia podría mirar a los pinzones de Darwin? Está claro que el tipo de especiación observada en los pinzones de Darwin puede ser un fenómeno rápido. Está también claro que cuando se discute acerca de las especies, es esencial comprender cual es el significado atribuido al concepto “especie”. El extremo superior del tiempo que se atribuye a la evolución de las diferentes “especies” de pinzones de Darwin, cinco millones de años, no es tan diferente de la cantidad de tiempo en que se afirma que seres humanos y chimpancés compartían un antepasado común. Las poblaciones de pinzones en las islas Galápagos son relativamente pequeñas, probablemente en el orden de decenas de miles, pero su reproducción es relativamente rápida en comparación con los humanos y se cree que la selección fue intensa. Parece raro creer que en el espacio de tiempo en que los pinzones evolucionaron formas de pico y tamaños de cuerpo diferentes, los seres humanos y chimpancés, de lenta reproducción, atravesaron la multitud de cambios morfológicos y genéticos que observamos hoy.

En otro nivel, el mecanismo de expresión diferencial de proteínas que afectan el desarrollo (y, por lo tanto, la morfología), que se cree fue el sujeto de selección en las diferentes especies de los pinzones de Darwin, ilustra por qué esta clase de adaptación a nuevos nichos y a un entorno cambiante puede ser rápida. A decir verdad, los pinzones de Darwin pueden muy bien ser una ilustración excelente de la clase de radiación adaptativa rápida que muchos científicos creyentes en la Biblia suponen que ocurrió después del diluvio de Génesis. Cuando los organismos, creados con la capacidad de adaptarse a condiciones cambiantes se liberaron en una tierra postdiluvial extremadamente cambiada, debieron ocurrir cambios rápidos para explotar los nichos recién disponibles.

Éstas adaptaciones debieron involucrar cambios en la expresión de los genes, pero no necesariamente evolución de nuevos genes. Gracias a la investigación de los Grant y de otros sobre los pinzones de Darwin, tenemos ahora un ejemplo excelente proveniente de las islas Galápagos que ilustra que esta idea es razonable. Al mismo tiempo, el hecho de que los pinzones sigan siendo pinzones, siendo muchos de ellos producto de hibridación, demuestra la misma clase de límites para la selección natural que científicos como James Hutton creían que existían. <

 

Referencias:

1Darwin, C. 1835. 16 de septiembre, en Keynes, R. D. ed. 2001. Charles Darwin’s Beagle diary. Cambridge: Cambridge University Press. p 352.

2Ibid. p 362.

3Darwin CR. 1876. The origin of species by means of natural selection, or the preservation of favoured races in the struggle for life, 6a Ed., con adiciones y correcciones. John Murray, London. p 354.

4Darwin, C. R. 1845. Journal of researches into the natural history and geology of the countries visited during the voyage of H.M.S. Beagle round the world, under the Command of Capt. Fitz Roy, R.N. 2a edición. John Murray, London. p 379-380.

5Véase: Paul N. Pearson, PN. 2003. In retrospect. Nature 425:665 (16 de octubre de 2003). doi:10.1038/425665a

6Por ejemplo: Weiner J. 1994. The Beak of the Finch: A story of evolution in our time. Alfred A. Knopf, New York.

7Estoy en deuda con la excelente revisión general sobre los pinzones de Darwin, de Jonathan Wells en: Wells J. 2,000. Darwin’s finches. Capítulo 8 en Icons of Evolution: Science or myth? Why much of what we teach about evolution is wrong. Regenery Publishing Inc., Washington, DC. p 159-175.

8Grant P. 1991. Natural selection and Darwin’s finches. Scientific American (Octubre de 1991). P 82-87.

9Ping W, Jiang T-X, Suksaweang S, Widelitz RB, Chuong C-M. 2004. Molecular shaping of the beak. Science 305:1465-1466.

10Abzhanov A, Protas M, Grant BR, Grand PR, Tabin CJ. 2004. Bmp4 and Morphological variation of beaks in Darwin’s finches. Science 305:1462-1465.

11Lamichhaney S, Berglund J, Almen MS, Maqbool K, Grabherr M, Martinez-Barrio A, Promerová M, Rubin C-J, Wang C, Zamani N, Grant BR, Grant PR, Webster MT, Andersson L. 2015. Evolution of Darwin’s finches and their beaks revealed by genome sequencing. Nature (19 de febrero), 519:371-375. doi:10.1038/nature14181