Evolución de la arquitectura animal

Hopi Hoekstra

Pájaros, mamíferos, peces, insectos y muchos otros animales construyen una amplia variedad de complicados nidos y casas. Siempre se ha sospechado que los genes y las conductas han tenido que evolucionar para permitir a las criaturas construir esas estructuras. Pero ha sido en las últimas décadas cuando se ha empezado a investigar y conocer algunas cosas sobre la genética de la arquitectura animal. Rob Dunn es un biólogo interesado en este asunto y una de las cosas que le generó interés por la arquitectura de los animales fue darse cuenta de que estas construcciones evolucionan. Cada tipo de nido es una parte integral de la especie y de los individuos que la componen, igual que sus extremidades, el color de los ojos, la piel, etc. Lo fascinante es que las instrucciones para construir esos nidos deberían estar, por lo menos en parte, en los genes.

Investigaciones recientes han empezado a descubrir algunos de los genes responsables de la conducta de construcción de “casas” animales, así como la física (complicada muchas veces) subyacente a estas moradas y la forma en que los organismos las construyen.

Un ejemplo son los trabajos de Hopi E Hoekstra, bióloga que trabaja actualmente en Harvard pero que empezó a estudiar los túneles que hacen los ratones en la Universidad de San Diego. Ella y Jesse Weber tuvieron que diseñar primero un lugar cerrado con diversos materiales que fuera lo suficientemente grande para que los ratones hicieran túneles y poder estudiarlos y como no disponían de un laboratorio donde hacerlo lo construyeron  en el garaje de la casa de Hoekstra. Estudiaron dos ratones de campo, el ratón “oldfield” (campoviejo) que construye un túnel corto y el ratón “deer” (ciervo) que construye un túnel más largo con una salida de emergencia cerrada pero que termina justo debajo de la superficie (esto es una adaptación a la zona en la que vive donde hay muchas más serpientes).

Estos investigadores decidieron hacer con los ratones lo mismo que Mendel había hecho con los guisantes: cruzarlos y ver qué pasaba. Este enfoque es un poco burdo porque muchas características no siguen un patrón mendeliano simple sino una herencia poligénica más complicada, como Hoekstra y Weber suponían que podía ocurrir con la construcción de túneles. Pero a pesar de todo decidieron probar y ver qué ocurría. Y el resultado fue sorprendente.

Lo que podríamos esperar es que los túneles de la primera generación hija de ratones fueran una amalgama compleja de los construidos por los padres. Pero no fue eso lo que ocurrió. La primera generación  de ratones construyeron todos ellos túneles con vía de escape. En teoría este patrón podría resultar de una dominancia simple implicando sencillamente a dos genes, uno asociado con la longitud del túnel y otro  con la vía de escape. Pero Hoekstra y Weber no pensaron que fuera tan sencillo. Volvieron a cruzar a la primera generación hija con ratones “deer” otra vez  y entonces observaron que la mitad construía túneles con vía de escape y la mitad no -lo que indicaba dominancia simple- pero la longitud del túnel era muy variable, lo que indicaba un patrón más complejo. Podéis ver una síntesis del experimento en el gráfico:

Evidentemente, la genética de otro tipo de construcciones será más complicada pero lo importante de estos experimentos es demostrar que conductas complejas implicadas en la construcción de nidos pueden estar genéticamente codificadas y que son producto de fuerzas evolucionistas. Pero la genética de las construcciones no es lo único interesante acerca de ellas, también lo son la forma que tienen o los problemas físicos que las diversas criaturas tienen que resolver al construirlos. Para ilustrar este punto tenemos el caso de las torres que construyen las termitas. Las construcciones de los insectos sociales son realmente complicadas como vemos en los montículos de las termitas. Hay variaciones en estas construcciones de unas especies a otras pero en todas se habían observado una cámaras vacías que aparentemente no servían para nada. Pero a pesar de no usarse para nada todas las termitas las construyen.

La investigadora Judith Korb con la ayuda de sensores de temperatura y demás ha descubierto que estas cámaras funcionan como una especie de “pulmón de barro”. De día facilitan que el aire exhalado por las termitas, y el CO2, se difunda hacia arriba  y no se asfixien mientras que a la noche permite que aire limpio y más frío se difunda hacia la parte baja del montículo. Es decir, que estas estructuras permiten que las termitas respiren. Además de ese control de microclima, estas construcciones también sirven lógicamente de protección o de escudo contra enemigos y tienen el grosor adecuado para impedir que la mayoría de sus enemigos puedan destruirlos. 

En la construcción de estas complejas torres se ha comprobado que no hay un plan maestro sino que los individuos actúan de manera ciega siguiendo una serie de reglas básicas y se han desarrollado modelos matemáticos que imitan estas simples reglas con buenos resultados. Por ejemplo, la cámara oval de la reina de las termitas parece que responde a una feromona que impide que las obreras construyan justo a su alrededor construyendo la pared a una cierta distancia. Queda prácticamente todo por aprender acerca de la arquitectura animal pero el punto esencial es que las casas animales son tan producto de la evolución como las propias criaturas.

@pitiklinov

Referencia:

Rob Dunn. The evolution of arquitecture. Scientific American. November 2014