La suerte del dodo

Allá a finales del siglo XVII se produjo la extinción de una especie de ave, una extinción que se ha tomado como ejemplo de extinción causada por el hombre. Nos referimos al dodo (Raphus cucullatus), un ave endémica de la isla de Mauricio. Su incapacidad para volar, su carácter tranquilo y su abundante carne la hicieron pronto presa fácil y apetecible para los navegantes que en aquel momento exploraban las islas del océano Índico. Además, por si fuera poco, su desaparición se vio acelerada por la introducción de toda la fauna que acompañaba a dichos navegantes, como son gatos, cerdos, perros, etc., que depredaban al dodo o que modificaban fatalmente su hábitat natural... Es esta, la del dodo, una historia conocida, si bien no la única. Así pues, veamos otras especies de aves que, al igual que el dodo, sucumbieron bajo la mano del hombre.

Nos situamos ahora en la isla de Rodrigues, muy cerca de Mauricio. Debido a la persecución que sufrían en Francia por parte de Luis XIV, un grupo de hugonotes deciden instalarse en esta isla alrededor de 1692. Al llegar se encontraron con el solitario de Rodrigues (Pezophaps solitaria), un ave endémica de la isla y que, al igual que el dodo, no volaba. Tomado como alimento fácil debido a su buen sabor, en especial el de las crías, y cazado por los gatos llevados a la isla por parte de los colonizadores, el solitario de Rodrigues desaparece hacia el año 1760. El dodo y el solitario de Rodrigues son los dos únicos componentes de la familia Raphidae, incluida en el orden de las Columbiformes, por lo que ambos estarían emparentados con las actuales palomas.

En el mismo archipiélago que Rodrigues y Mauricio, las Islas Mascareñas, se encuentra Reunión. En esta isla hubo también un ave endémica, el ibis sagrado de Reunión o solitario de Reunión (Threskiornis solitarius), que, descubierto en 1613, tampoco pudo sobrevivir a la llegada del hombre. De él se ha escrito menos, si bien las descripciones hechas por naturalistas de la época lo comparan en apariencia al ibis sagrado actual, aunque sin la capacidad de volar que sí posee éste último. El ibis sagrado de Reunión, no obstante, podía huir de sus perseguidores planeando, aprovechando desniveles del terreno con tal fin. En un principio fue incluido en la familia Raphidae, si bien más tarde se reclasificó la especie y se la incluyó en el orden Ciconiiformes, emparentándose con las cigüeñas.

Por último, hablaremos de otro ave que, al igual que las anteriores, desapareció debido a la caza indiscriminada llevada a cabo por el hombre. Esta ave es el alca gigante (Pinguinus impennis), ave que habitó en su época de mayor expansión la mayoría de costas del Atlántico Norte. Debido a su incapacidad para volar y a lo apetitoso de su carne y sus huevos se la cazó de manera más o menos sostenible desde la Prehistoria, aunque iba cediendo terreno a lo largo de los siglos, de modo que a finales del siglo XVI sólo abundaba al norte de Nueva York. Así llegamos al siglo XIX, donde soldados napoleónicos llegados a la zona de Islandia se cobraron cientos de ejemplares y huevos, añadiéndose a esto un terremoto en 1930 que hundió en el mar una de las islas utilizadas como hábitat por el alca gigante. Debido a esto, el alca gigante se convirtió en un ave muy rara y comenzó entonces una lucha entre museos y coleccionistas privados por hacerse con ejemplares que exponer antes de su desaparición. Lucha que terminó en 1944 cuando, el 2 de junio, un cazador divisó una pareja de alcas gigantes, las dio caza y desde ese momento no se tuvo nunca más noticia alguna acerca de esta ave. Como apunte, decir que fue la primera ave a la que se denominó "pingüino", palabra que posteriormente se generalizó a otras aves descubiertas en el hemisferio sur y que por mecanismos de convergencia evolutiva mostraban las mismas características que el alca gigante, si bien ésta pertenece a la famila Alcidae mientras que las aves comunmente llamamadas pingüino pertenecen a la familia Spheniscidae.

La idea del post la tomé de un reportaje oído en el programa de radio de ciencia y divulgación "Partiendo de cero", de Onda Cero, que se emite las madrugadas de sábado a domingo a las entre las 4 y las 6 de la madrugada.

Imágenes: Wikipedia.

Duelo prehistórico: Orthoceras vs euriptéridos

En la anterior entrada traté el tema de la extinción del Pérmico, comentando que estos sucesos son recurrentes en la historia de la Tierra. Normalmente, tras un evento de este tipo la vida tiende a recuperarse de manera increíble y es entonces cuando se producen fenómenos muy importantes de radiación evolutiva, con la aparición de nuevas especies que pasan a ocupar el lugar de las extintas. Así ocurrió con la explosión cámbrica, ocurrió con los reptiles tras la extinción del Pérmico y ocurrió con los mamíferos y las aves tras la desaparición de los dinosaurios, por ejemplo. Se puede decir que tras una extinción masiva las especies que quedan luchan por adaptarse al medio lo más rápido posible y así poder ocupar los nichos ecológicos que han quedado libres. O sea, asumir el papel ecológico que otra especie ostentaba en el ecosistema antes de desaparecer.

El período Ordovícico abarca desde hace 490 hasta hace 445 millones de años. Se produjo en ese entonces una radiación evolutiva, una explosión de vida (relacionada precisamente con una extinción en el período anterior, el Cámbrico) tal que los géneros faunísticos se multiplicaron por cuatro. Pero este post es para hablar del duelo por la dominación del mar, y ahí hemos de nombrar, principalmente, a dos organismos: los Orthoceras y los euriptéridos.

Orthoceras es un género de moluscos cefalópodos. Emparentados con los actuales nautilos (no dejan de ser, grosso modo, nautilos de concha alargada, no enrollada), son parecidos a calamares; pero poseían una concha cónica recta dividida en cámaras internas que los recubría. El Orthoceras podía alcanzar el tamaño de un autobús, aunque lo normal sería encontrar ejemplares de unos 4 metros, y habría sido el depredador más importante de los océanos ordovícicos. Por otro lado, los euriptéridos eran una clase de artrópodos denominados erróneamente escorpiones marinos. Si bien están relacionados, no están emparentados directamente con los actuales escorpiones. Los euriptéridos del período Ordovícico podrían haber alcanzado entre uno y dos metros de longitud.

Así pues, compartiendo el medio, no es difícil imaginar las luchas entre estos dos verdaderos monstruos marinos de la época, inclinándose la balanza a favor de los Orthoceras. Sin embargo, hace 445 millones de años aproximadamente, ciertos eventos llevaron a un proceso de extinción masiva. Esta extinción, la segunda más grande de la historia del planeta, nos marca el límite entre el Ordovícico y el período Silúrico y es en este último donde las tornas se cambiaron. El registro fósil nos muestra la desaparición del género Orthoceras a consecuencia de la citada extinción, aunque otros géneros relacionados sobrevivieron hasta el Triásico incluso, aunque ya con un tamaño mucho menor. Ocurriese como ocurriese, lo que es claro es que estos supervivientes, “familiares” directos del antiguo dominador, se encontraron de bruces con los nuevos integrantes del grupo de los euriptéridos que asumieron el papel de nuevos señores del mar:individuos con quelíceros (piezas bucales) de 40 centímetros y de hasta 2 metros y medio de longitud. Este grupo seguiría evolucionando hasta alcanzar su culmen en el siguiente período, el Devónico, con el género Jaekelopterus, el artrópodo más grande que ha habitado jamás en la Tierra. Añadir que es en el Silúrico cuando aparecen los primeros peces con mandíbulas, descendientes de peces primitivos del Cámbrico y el Ordovícico, y empiezan a diversificarse.

El propósito de esta entrada ha sido mostrar que el ritmo de aparición de nuevas especies es claramente superior tras un proceso catastrófico que en el día a día de la Naturaleza, por lo que es evidente el papel fundamental que juegan las extinciones en la renovación de la vida y en los procesos de especiación.

La idea del post la he tomado de este documental, donde se tratan las posibles causas de la extinción masiva del Ordovícico-Silúrico y se recrean posibles luchas entre estos dos gigantes de la época. En este otro enlace tenéis un esquema muy escueto de los períodos geológicos , para así situar los nombres de este post y del anterior. Imágenes: Flickr y Wikipedia.

La extinción del Pérmico-Triásico: La Gran Mortandad

Al hablar de extinciones masivas a todos nos viene a la cabeza la extinción de finales del período Cretácico, hace 65 millones de años, que provocó la desaparición de los dinosaurios. Si bien es la más conocida, no es la única, ya que en los aproximadamente 600 millones de años de vida pluricelular en el planeta Tierra hay evidencias de, al menos, seis extinciones masivas a nivel global. Esto supone un evento masivo de extinción cada 100 millones de años aproximadamente. En este post se intentará describir una de esas extinciones, la más grave ocurrida en la historia terrestre, y que por su magnitud es conocida como la Gran Mortandad.

Nos encontramos a finales del período Pérmico, hace 251 millones de años. Pangea está formada y existe una gran diversidad de vida terrestre: desde artrópodos a terápsidos (los reptiles mamiferoides que evolucionarán en mamíferos), pasando por los anfibios. La flora está compuesta por gimnospermas, principalmente coníferas. La vida en el mar ha sufrido un descenso de diversidad debido a la desaparición de ecosistemas provocada precisamente por la formación de Pangea. Sin embargo, esto no es nada comparado con lo que se avecina…

Así, llegado el momento y en un lapso de tiempo no superior al millón de años (se especula con cifras que no superan siquiera los 200.000 años), ciertos eventos catastróficos supusieron la desaparición del 70% de las especies terrestres y aproximadamente del 95% de las marinas. La Tierra se convirtió en un páramo donde sobrevivieron únicamente el 10% de las especies totales. Para hacernos una idea, la extinción del Cretácico-Terciario eliminó al 75% de todas las especies.

¿Cuáles fueron las causas de tales niveles de mortandad? Hay diversas hipótesis y se cree que ninguna actuó en exclusiva. La vida es extremadamente resistente, por lo que para llegar a tales niveles de destrucción las especies tuvieron que verse atacadas desde varios frentes. De este modo, la geología nos muestra una región en Siberia de 2 millones de km2 conocida como trampas siberianas, de origen volcánico y datadas en el límite entre el Pérmico y el Triásico. Estas trampas son los restos de la mayor erupción volcánica que ha habido en la historia de la Tierra. Una erupción 10.000 veces más potente que cualquiera que haya observado el hombre. Existe una teoría que enlaza esta erupción con la caída de un meteorito en la Antártida. Este impacto habría provocado una serie de ondas sísmicas que se volvieron a encontrar en el lado contrario del planeta, ocupado por la zona de Siberia en ese entonces, provocando en cierto modo la erupción.

Sea como fuere dicha erupción provocó un invierno nuclear debido a las cenizas volcánicas. A continuación (cientos de años), se produciría un aumento de las temperaturas de unos 5 °C a causa de un incremento en el efecto invernadero debido a los gases de la erupción. En estos momentos serían los animales terrestres los más afectados; pero aún quedaría un paso más: el gradual incremento en la temperatura calentó los mares y llevó al derretimiento de depósitos de hidrato de metano congelado en los fondos marinos y a la consiguiente liberación del metano a la atmósfera. El metano es uno de los gases de efecto invernadero más potentes y habría provocado un posterior aumento de las temperaturas de otros 5 °C. Es a este último episodio al se le atribuye la mortandad en el medio marino. El registro fósil así lo indica: una fase de extinción en tierra, seguida por una en mar y acabando finalmente con otro período de extinción en tierra menos estudiado pero íntimamente relacionado con esta serie de episodios que llevaron a la vida en la Tierra a la mayor crisis que ha conocido.

Más información aquí, aquí y aquí. Imagen: Wikipedia

La termorregulación

La manera que tienen hombres y mujeres de sentir y adaptarse a los cambios de temperatura es diferente. Un día de brisa las mujeres empezarán a sentir el frío mucho antes que los hombres. A su vez, un día de intenso calor serán ellas las primeras en experimentar los primeros síntomas de agobio. ¿La razón? Biología. Adaptación, si queremos ser más específicos.

Ante el frío, como ya se ha dicho, son las mujeres las que antes empiezan a notarlo; y esto es así porque su sistema nervioso vegetativo se activa más rápidamente, cerrando los vasos sanguíneos de la piel. Los vasos de la piel actúan como un radiador, calentando el exterior del cuerpo; así, si la mujer contrae estos vasos antes que el hombre empezará a notar el frío antes que éste, ya que su exterior perderá irrigación y, en consecuencia, calor.

En el caso del calor ocurre totalmente lo contrario: los vasos de las féminas se expanden más rápidamente que el de los hombres intentando eliminar calor a través de la piel, por lo que la irrigación es mayor y, al llegar más sangre, sienten antes la sensación de agobio. Huelga decir que aunque ellas noten el calor mucho antes, en la misma situación es el hombre el que antes empieza a sudar.

Ante la evidencia, ¿quién está mejor preparado a los cambios de temperatura?. Pues ellas. En caso de frío, la prioridad del cuerpo es mantener calientes los órganos vitales: cerebro y tórax. El hombre, al tener una respuesta más lenta al frío, derrocha mucho calor, cosa que no ocurre en las mujeres. En el caso del calor la mujer tiene una respuesta más gradual, más agobiante, pero no tan explosiva como la del hombre, que rompe a sudar casi de inmediato. Si tenemos en cuenta que la sudoración es muy eficiente en cuanto a eliminación de calor, debido al calor específico del agua, pero a su vez es una situación de desequilibrio en la que el cuerpo pierde líquido y sales, la mujer vuelve a tener las de ganar.

La explicación evolutiva que nos encontramos es que, ante el frío, el hombre corría tras las presas generando calor mientras la mujer se mantenía parada en el hogar, por lo que ellas debieron desarrollar mecanismos más elaborados para el mantenimiento de la temperatura. En el caso del calor, ellos rompían a sudar al correr; pero ellas debían, en su sedentarismo, refrigerar su cuerpo en estático.

A grandes rasgos lo he intentado explicar. Como curiosidad diré que en este post queda explicado por qué cuando hace frío se te enfrían antes los pies, las manos, las orejas, la nariz, etc: Son apéndices prescindibles del cuerpo. El calor se usa para calentar los órganos vitales. Sin un pie o una oreja se puede vivir; pero sin un cerebro o un hígado, no.

Más información: “El científico curioso” Francisco Mora. Ed. Temas de Hoy

El avance de la Ciencia: Phineas Gage

Laboratorios, experimentos, tubos de ensayo, ordenadores, etc. Los avances científicos se dan, en su mayoría, al cobijo de todo ese instrumental. Sin embargo, en ocasiones, un hecho anecdótico nos permite observar los mecanismos de la Naturaleza y nos brinda la ocasión de estudiarla in situ, sin artificios. Uno de estos casos, que propició un gran avance en neurociencia y en el campo del estudio del comportamiento, fue el de Phineas Gage, un obrero ferroviario al que, tras la explosión de una barrena, una barra de hierro le atravesó la mejilla y el cerebro. Consciente tras el accidente se vio que no estaban afectadas ningunas de sus capacidades, habiendo perdido únicamente la visión en el ojo izquierdo.

Sin embargo, tras la recuperación, Phineas Gage ya no era el mismo, su personalidad había cambiado: de ser un hombre responsable, eficaz y equilibrado pasó a ser una persona voluble, sin metas, irresponsable, impulsivo… Perdió su trabajo, su matrimonio y nunca pudo encontrar un trabajo estable. Su salud era buena, pero sus capacidades de previsión y toma de decisiones estaban claramente mermadas.

El caso de Gage fue el pilar donde se sostuvieron posteriores estudios acerca de la relación entre áreas del cerebro y personalidad. La barra que le atravesó el cráneo le lesionó los lóbulos frontales, considerados hasta la fecha estructuras silentes del cerebro, sin función. De este modo se pudo establecer la relación entre lóbulos frontales y todos los aspectos de la personalidad que atañen a la toma de decisiones y las emociones. Lesionados dichos lóbulos, Gage vio mermadas sus funciones ejecutivas, aquellas que nos permiten dirigir nuestra conducta hacia un fin e incluyen la capacidad para planificar, llevar a cabo y corregir nuestro comportamiento.

Algunos investigadores relacionan peregrinamente estas áreas del cerebro incluso con la extinción del Neanderthal. Se basan en la anatomía del cráneo de éstos, con una frente poco pronunciada que indicaría unos lóbulos frontales poco desarrollados, y a las fracturas de lucha presentes en los restos encontrados. El Neanderthal, con una menor capacidad para planificar que el Homo sapiens, se enfrentaría a sus presas de caza directamente, sin planificación. De este modo la mayor capacidad del Humano para cazar (planificando batidas y ataques) habría relegado poco a poco al Neanderthal a una posición de inferioridad que, si bien no directamente, propició su desaparición.

La línea de Wallace

Al hablar de Evolución y selección natural a todos nos viene a la mente el nombre de Charles Darwin; pero lo cierto es que en aquella época hubo otro personaje que llegó, paralela e independientemente, a las mismas conclusiones que Darwin: la selección natural es el mecanismo que rige la especiación. Nos referimos a Alfred Russell Wallace, considerado co-autor de la citada Teoría de la Evolución por selección natural y uno de los padres de la biogeografía.

Wallace llegó a sus conclusiones durante sus viajes por los archipiélagos del sudeste asiático. Allí observó cómo en determinados lugares la fauna y, en menor medida, la flora sufrían cambios radicales pese a la cercanía y la similitud en las condiciones climáticas. Así pues entre las zonas donde se observaban los cambios trazó una línea imaginaria: la conocida en la actualidad como “línea de Wallace”.

La Línea de Wallace se sitúa al este de Java, continúa entre Borneo y las Islas Célebes y termina al sur del archipiélago filipino. De este modo, al noroeste de la línea encontramos animales y plantas propios del sudeste asiático; y al sudeste de la línea, fauna y flora características de la zona australásica.

No se trata de una barrera imaginaria, ya que coincide con una fosa submarina, la fosa de Wallace. Esta fosa se encuentra en una zona de subducción, justo en el límite entre las placas de Australasia y Eurasia, hecho que nos ayuda a explicar el porqué de las observaciones de Wallace:

Durante las glaciaciones del Cuaternario bajó el nivel del mar y la mayoría de islas de la zona quedaron unidas por corredores de tierra, si bien las islas separadas por la fosa de Wallace se mantuvieron aisladas, pues la barrera de agua era insalvable. Así, se favorecieron las relaciones entre animales de la misma zona, impidiéndose de igual modo las migraciones o las relaciones entre individuos de ambos lados de la línea. Fue este intercambio genético aislado entre organismos de las mismas zonas el que condujo a historias evolutivas totalmente independientes a un lado y al otro de la línea, aun cuando la distancia entre algunas de las islas no supera los 100 km.

Fuente de la imagen: Wikipedia

El gato de Schrödinger

Este problema, planteado hacia 1935 por el físico alemán Erwin Schrödinger, se ideó para exponer uno de los conceptos más extraños y difíciles de explicar de la mecánica cuántica: el estado de superposición.

El experimento consiste en una caja opaca con un gato dentro. Junto a él hay una botella con un gas volátil y mortal y un dispositivo capaz de romper (o no) esa botella. Además, rondando por la caja, se encuentra una partícula radiactiva que tiene una posibilidad del 50% de desintegrarse. Así, la desintegración de la partícula activará el mecanismo que llevará a la rotura de la botella. Por el contrario, si la partícula no se desintegra, no se romperá la botella. Dicho esto, ¿en el interior tendremos un gato vivo o un gato muerto? No lo sabremos hasta que no abramos la caja…

La respuesta no es fácil. Aquí es donde nos encontramos con los estados de superposición. Básicamente, según la física cuántica, si un objeto puede estar en un estado A o en un estado B, entonces también puede encontrarse en un estadio mixto. Lo que ocurre es que, al efectuar la medición, el resultado que obtendremos será uno de los dos estados. Es decir: hasta el momento de la medición el objeto se encuentra en los dos estados simultáneamente, pero la mera observación hace que el estado colapse a uno de los dos posibles, A o B.

Así pues, en el experimento de Schrödinger, el gato puede estar tanto vivo como muerto. Al ser ambos estados posibles, dentro de la caja el gato se encontrará en una superposición de los dos estados. El gato estará vivo y muerto hasta que un observador abra la caja y haga colapsar el sistema hacia una sola de las posibilidades.

Esta concepción de la realidad supone grandes desafíos no sólo para los físicos, sino también para los filósofos de la ciencia, ya que la realidad vendría dada en función de si se la observa o no.

El tema es tan controvertido que hasta Stephen Hawking dijo en su momento: “Cada vez que escucho hablar de ese gato, empiezo a sacar mi pistola”. Lo de la pistola no es casual, se podría considerar una broma de físico, ya que hace referencia a otra variante del experimento de Schrödinger, el suicidio cuántico. Aquí os dejo el enlace de la Wikipedia acerca del suicidio cuántico, por si queréis darle más vueltas al asunto y comeros un poco el coco.

Por último quisiera pedir disculpas por el modo de tratar el tema, ya que no soy muy ducho en la materia y lo he enfocado con la intención de que sea entendible para el mayor número de personas posible.

Imagen: Wikipedia