Pinzones de Darwin

Darwin en el viaje del H.M.S Beagle

De 1831 a 1836, Charles Darwin se embarcó en un viaje en el H.M.S Beagle, un barco que partió de Plymouth, en Inglaterra, y dio la vuelta al mundo durante cinco años. La misión del H.M.S Beagle era inspeccionar la costa sudamericana. Aunque fue contratado como geólogo, Darwin pasó mucho tiempo observando y recogiendo animales, plantas y fósiles.

Fig. 1. Piquero de patas azules de las islas Galápagos. Fuente: Unsplash

Tras los cinco años de viaje, el Beagle hizo escala en las Islas Galápagos, un grupo de islas volcánicas situadas a 900 km al oeste de Sudamérica. Las Galápagos albergan una vida animal diversa y endémica, como los piqueros de patas azules, las tortugas terrestres gigantes y los pinzones de Galápagos. Las diferencias entre los pinzones le llevaron a cuestionar la idea de que las especies fueran estáticas, como se creía en su época. En otras palabras, plantaron la semilla que conduciría a la teoría de la evolución.

Durante sus viajes e investigaciones, llevaba un diario de sus observaciones. Más tarde revisaría sus notas y escribiría El origen de las especies, donde detalla su famosa teoría de la evolución por selección natural.

Los pinzones de Darwin y sus picos

Durante su estancia en las islas Galápagos, Darwin observó que los organismos eran similares de una isla a otra, pero tenían ciertos rasgos que los distinguían unos de otros. Los pinzones, en particular, llamaron la atención de Darwin. Descubrió que más de una docena de especies de pinzones habitaban las islas. En particular, Darwin observó que la forma del pico de los pinzones variaba entre las distintas especies de las islas.

Darwin atribuyó las formas únicas de los picos a las fuentes de alimento disponibles en su entorno específico. Si observas el diagrama siguiente, podrás ver cuatro especies que forman parte del grupo de los pinzones de Darwin.

El pico de cada una de estas especies tiene una forma y un tamaño diferentes:

• La Geospizamagnirostris tiene un gran pico curvado que le ayuda a romper y sujetar las semillas grandes y duras.
• Geospizafortis también tiene un pico curvo, pero es de menor tamaño porque esta especie se alimenta de semillas más pequeñas y blandas.
• Geospiza parvula y Certhidea olivacea tienen picos más cortos y pequeños que forman una línea más recta que los picos de las especies anteriores. Están adaptados para atrapar y comer insectos.

Como puedes ver, la forma y el tamaño distintos del pico dan a cada especie una mayor probabilidad de supervivencia en su nicho. La conexión entre la fuente de alimento y las características físicas de los pájaros (su fenotipo) fue la primera pista para Darwin de que las especies pueden efectivamente adaptarse, y de que los individuos con las mejores adaptaciones tendrán más probabilidades de sobrevivir y transmitir estos rasgos a su descendencia.

Los rasgosy comportamientos que ayudan a los organismos a sobrevivir y reproducirse se denominan adaptaciones. Darwin observó que las formas del pico de los pinzones eran adaptaciones que les ayudaban a obtener alimentos en su hábitat. Al explicar cómo surgieron estas especies únicas de pinzones, Darwin pudo formular su teoría de la evolución por selección natural.

Los pinzones de Darwin: una breve actividad

He aquí una breve actividad que puedes realizar para comprender cómo las diferentes formas de pico (como las de las distintas especies de pinzones de Darwin) están adaptadas para recolectar tipos específicos de alimentos.

Necesitarás los siguientes materiales

• Alimentos, como semillas de girasol, uvas, huevos duros y yogur

• Herramientas: un palillo, unas pinzas, una espátula y un tenedor

• Platos de papel

Metodología:

1. Llena un plato con pipas de girasol. Este plato se llamará Plato A.

2. Deja vacío el plato B.

3. Durante 30 segundos, intenta transferir la mayor cantidad de contenido del Plato A al Plato B utilizando cada herramienta.

4. Pesa el plato B y escribe en la tabla de abajo cuánto has podido transferir.

5. Repite el proceso para cada una de las fuentes de alimentos y utiliza cada herramienta para cada una de ellas.

Tabla 1. Peso del plato B (g).

Responde a las siguientes preguntas:

1. ¿Qué herramienta era la mejor para recoger las pipas de girasol? ¿Y las uvas, los huevos duros y el yogur? ¿Por qué?

2. ¿Qué herramienta fue la peor para recoger cada una de las fuentes de alimentos? ¿Por qué?

3. ¿Cómo relacionarías esta actividad con las formas del pico de los pinzones como adaptaciones?

   ¿Te imaginas tener que recoger semillas diminutas, como las de chía, con un pico grande como el de un tucán?

4. ¿Qué crees que les ocurriría a los pinzones con formas de pico inadecuadas para la fuente de alimento disponible? ¿Y a los pinzones con formas de pico más adecuadas?

   ¿Son capaces de competir al máximo de su potencial cuando no han desayunado adecuadamente?

Los pinzones de Darwin y la teoría de la evolución

Darwin teorizó que todas las diferentes especies de pinzones de las islas Galápagos procedían de una especie parental (un antepasado común) que colonizó las islas por primera vez hace millones de años. Darwin explicó que, a medida que las poblaciones de la especie progenitora se extendían de una isla deshabitada a la siguiente, se adaptaban a distintos nichos ecológicos y evolucionaban rápidamente en muchas especies descendientes. En otras palabras, Darwin pensó que los pinzones se habían adaptado a su entorno, aumentando sus posibilidades de supervivencia y reproducción.

¿Cómo provoca la evolución la selección natural?

En cualquier hábitat, los recursos son limitados, por lo que los organismos tienen que competir para sobrevivir. Los organismos con rasgos más adecuados tienen más posibilidades de sobrevivir.

Como tienen más posibilidades de sobrevivir, los organismos con rasgos favorables también pueden reproducirse y transmitir estos rasgos. Darwin llamó a esto el proceso de selección natural, que se conoce más popularmente como "la supervivencia del más apto". La selección natural es el proceso por el que los organismos con mejores rasgos tienden a sobrevivir y a reproducirse en mayor proporción que otros individuos debido a esos rasgos.

Esto significa que los organismos con rasgos favorables superarán en número a los que tengan rasgos menos favorables en la generación siguiente. Con el tiempo, se forman especies con mejores adaptaciones a su hábitat. Así es como la selección natural conduce a la evolución. Si se acumulan suficientes diferencias entre una especie original y los miembros de esa especie tras muchas generaciones expuestos a la selección natural, puede formarse una nueva especie.

La evolución de los pinzones de Darwin

El número de especies diferentes de pinzones en las islas Galápagos presenta un caso interesante porque la especiación tiende a producir sólo una nueva especie a partir de una especie parental durante un largo período. Sin embargo, los pinzones de lasGalápagos experimentaron un estallido de evolución, produciendo un gran número de especies descendientes diferentes en un tiempo relativamente corto. Se trata de un tipo de especiación denominado radiación adaptativa.

Para ilustrar cómo podría haber tenido lugar la radiación adaptativa

• Supongamos que la población A de pinzones ocupa una zona.

• Con el tiempo, el Pinzón Población A se adapta a su nuevo entorno y se diferencia de su especie parental.

• La Población B de pinzones de la misma especie parental entra en la misma zona y compite con la Población A de pinzones.

• Tanto la Población A como la B sufren presiones para adaptarse a nichos diferentes (funciones distintas, como alimentarse de fuentes de nutrientes diferentes o vivir en tipos de árboles distintos).

• Se transmiten rasgos adaptados a cada nicho.

• Cuando este proceso ocurre varias veces en una misma zona, pueden formarse varias especies nuevas a partir de una única especie parental en un breve periodo de tiempo.

Esto explica cómo más de una docena de especies diferentes de pinzones evolucionaron a partir de una especie parental en un tiempo relativamente corto en las islas Galápagos (Fig. 2).

Fig. 3. Diagrama que muestra cómo una especie parental de pinzón formó rápidamente varias especies nuevas de pinzones con diferentes formas de pico y hábitos alimentarios.

¿Cuál es la importancia de los pinzones de Darwin?

El descubrimiento deDarwin de que las distintas especies de pinzones de las Galápagos tenían formas de pico únicas adaptadas a las fuentes de alimento disponibles en sus hábitats específicos condujo a la idea de que las formas de vida no son perfectas e inmutables. Por el contrario, cambiaban con el tiempo en respuesta a su entorno, es decir, evolucionaban. Tales cambios se manifiestan en rasgos observables, como la forma del pico de los pinzones de las Galápagos.

Basándoseen sus descubrimientos durante el Viaje del Beagle, Darwin argumentó que los rasgos cambian en una población porque los individuos que heredan rasgos mejor adaptados al entorno tienen más posibilidades de sobrevivir y reproducirse; por tanto, estos rasgos tienen mejor representación en las generaciones sucesivas. Estas ideas se convirtieron en la base de la teoría de Darwin de la evolución por selección natural.

Otra idea clave que Darwin extrajo de sus observaciones es el proceso de radiación adaptativa. Las similitudes morfológicas entre las especies de pinzones de las Galápagos le llevaron a creer que todas descendían de un antepasado común, pero que se diversificaron y especiaron rápidamente porque cada población se adaptó a un nicho ecológico distinto.

En resumen, el descubrimiento de las diferentes formas de pico de los pinzones de Darwin le llevó a conceptualizar los siguientes conceptos clave de la biología y la ciencia medioambiental actuales:

• La teoría de la evolución: las especies no son estáticas, cambian con el tiempo, evolucionan. Esto, a su vez, condujo a la refutación del creacionismo: Darwin contradecía la creencia existente de que Dios había creado cada especie en su forma perfecta e inmutable. Esto era toda una afirmación en aquella época.
• Laselección natural: Darwin propuso que las especies cambiaban y se formaban nuevas especies porque los individuos con rasgos beneficiosos para la supervivencia y la reproducción tenían más posibilidades de tener descendencia. Así, era más probable que los rasgos beneficiosos se transmitieran a la siguiente generación, y la frecuencia de esos rasgos aumentaría con las generaciones sucesivas, cambiando la especie en general. El proceso por el que se favorecen los rasgos beneficiosos en la naturaleza se denomina selección natural.
• En determinadas circunstancias, la evolución y la especiación pueden producirse más rápidamente de lo esperado. En las islas Galápagos, la competencia entre los pinzones era tan intensa que se adaptaron rápidamente a nichos diferentes en las mismas islas. A partir de un único ancestro común, aparecieron más de una docena de especies, cada una con sus rasgos particulares (especialmente la forma y el tamaño particulares del pico) que habían sido seleccionados por la selección natural. Este proceso de intensa evolución se denomina radiación adaptativa.

Como puedes ver, los pinzones de Darwin permitieron al famoso biólogo desarrollar su revolucionaria teoría de la evolución, por lo que su importancia es incalculable.