La taxa evolutiva de la massa corporal: 70 milions d’anys en la vida dels mamífers moderns

En l’imaginari contemporani, el Mesozoic se’ns presenta com l’Era dels Dinosaures, en la qual els mamífers no passaven d’ésser unes bèsties mussaranyoides escarransides i perfectament anecdòtiques. La Gran Extinció produïda fa 65 milions d’anys, que posà fi a la immensa majoria dels llinatges dinosàurics (amb l’única excepció de les Aus), obrí la porta a la diversificació dels mamífers. Aquesta explicació, amb totes les puntualitzacions que calguin sobre radiacions evolutives mesozoiques (sovint frustrades) dels mamífers, resta força dempeus. La majoria de llinatges de mamífers actuals convergeixen en menys de 100 milions d’anys (i, en molts casos, en menys de 80). I això val fins i tot pels extrems en grandària corporal. La balena blava (Balaenoptera musculus) ha batut tots els rècords en termes de massa corporal (fins a 1,9•105 kg). En l’altre extrem hi ha diversos dipositaris del rècord, amb l’insectívor Batodonoides vanhouteni fent en l’edat adulta una massa corporal de 1,3•10-3 kg. Ens trobem doncs amb un ventall de massa corporal de 8 ordres de magnitud. En un article que es publicarà a la revista PNAS, un grup d’investigadors encapçalat per Alistair R. Evans, de l’School of Biological Sciences de l’australiana Monash University, i James H. Brown, de la Universitat de New Mexico, apliquen mètodes computacionals per estimar les taxes evolutives pel que fa a la massa corporal en els darrers 70 milions d’anys.

La taxa evolutiva de la mida corporal i l’evolució en general

La mida corporal, bé mesurada en termes de longitud o en termes de massa, és de les dades quantitatives d’un organisme que més fàcilment poden entrar en models de computació. A partir del registre fòssil podem avaluar la mida corporal d’organismes del passat, i a partir de la comparació entre les diferents espècies conegudes (passades i presents) podem avaluar la taxa de variació en la mida corporal. Hi ha una tendència majoritària a l’augment de la mida corporal (“gegantisme”), la qual cosa no exclou que hi hagi tendències concretes a la disminució corporal (“nanisme”). Aquestes tendències evolutives no es poden deslligar dels factors que les impulsen, principalment la disponibilitat nutricional (per exemple, el fet insular pot provocar, segons els casos, tendències gegantistes i nanistes). Gegantisme i nanisme són quelcom més que tendències evolutives de la mida corporal. Exigeixen també una reorganització biològica, un canvi en les proporcions corporals. Conèixer la taxa evolutiva de la mida corporal, ens diuen Evans et al., ens ajuda a conèixer també la velocitat amb la qual la fauna pot canviar. Bona part de les transformacions en la mida corporal dels mamífers moderns es produeixen en el context de la recuperació eocènica posterior a la gran extinció que assenyala el final del Cretàcic.

Un model del ritme d’evolució a gran escala

Evans et al. han desenvolupat un mètode de mesura (“clade maximum rate”) de la taxa evolutiva màxima que pot adoptar un determinat tret en un determinada clada (llinatge; grup monofilètic o natural). En aquest article apliquen aquesta mètrica a la “massa corporal” (el tret) dels “mamífers placentaris” (és a dir, excloent-hi monotremes i marsupials). El model abasta 70 milions d’anys (és a dir, els darrers 5 milions d’anys del Cretàcic i tot el Cenozoic fins els nostres dies). Certament, arrufaran el nas els qui consideren que no és rellevant “l’evolució a llarg termini”. En aquest període de 70 milions d’anys, l’eixam creixentment divers de llinatges mamiferians ha passat (i passa i passarà) per processos ben diferents. Hi ha llinatges que s’han adaptat a la vida aquàtica (cetacis, sirenis, pinnípedes). Alhora, els moviments relatius entre les masses continentals, han produït diversificacions autòctones de mamífers a l’Àfrica i a Sud-amèrica, revertides després, en diverses ocasions, amb la constitució de ponts transcontinentals (obertures i tancaments de l’istme de Panamà, etc.). En la nostra pròpia Conca Mediterrània, les oscil•lacions del nivell del mar, i els moviments tectòniques, transformen illes en penínsules, i penínsules en illes, etc.

Un observador imparcial d’aquests 70 milions d’anys (especialment, dels darrers 60), tindrà no pas una impressió de “progrés”, sinó més aviat de canvis capriciosos de llinatges de mamífers. Ara radia aquell grup, ocupant els nínxols ecològics més diversos, adés comença a declinar i queda reduït a tres o quatre espècies testimonials, desplaçat per un altre grup, que tot just arriba al cim, també entra en decadència. De vegades, un llinatge en declivi experimenta una nova joventut, i comença a difondre’s, aprofitant un aïllament geogràfic (momentani en l’escala geològica).

Fent abstracció de tot això, els autors proven d’oferir unes xifres sobre el temps (en generacions) que triga a produir-se un augment de massa corporal. De totes formes, cal distingir la situació pel que fa als mamífers terrestres de la present entre els cetacis.

En els cetacis, un augment de 100 vegades la massa corporal requereix, de mitjana, 1,1 milions de generacions. Per un augment de 1000 vegades, calen 3 milions de generacions; i per un augment de 5000 vegades, calen 5 milions de generacions.

Les xifres per als mamífers terrestres són més elevades. Se suposa que en un ambient aeri (en contrast amb l’aquàtic) hi ha més limitacions mecàniques. En els oceans, la massa corporal genera un pes, però això es compensa amb una força d’empenta que és 1000 vegades superior a la que s’experimenta damunt de les superfícies emergides. Així doncs, per als mamífers terrestres:
– un augment de la massa corporal de 100 vegades requereix 1,6 milions de generacions.
– un augment de la massa corporal de 1000 vegades requereix 5,1 milions de generacions.
– un augment de la massa corporal de 5000 vegades requereix 10 milions de generacions.

S’entén d’aquesta manera que la balena blava hagi passat la mà per la cara (en qüestions de massa corporal) no tan sols a tots els megateris i elefants, sinó també als sauròpodes. En l’àmbit oceànic, atènyer una massa corporal gegantina (si hi ha les pressions selectives adequades) demanar un temps (en termes de generacions i de milions d’anys) inferior.

Amb aquest model a la mà, per passar de la massa corporal del ratolí a la de l’elefant (un augment de 100.000 vegades), caldria esperar 24 milions de generacions. Aquest valor contrasta amb l’estimat a partir d’estudis microevolutius fets en ratolí, en els quals un augment de 100.000 vegades la massa corporal es podria assolir en 0,2-2,0 milions de generacions, tal com ho estimava Philip D. Gingerich (2001)

La relació entre temps de generació i el temps absolut dista molt d’ésser homogènia. El temps de generació mitjà per al conjunt dels mamífers dels darrers 70 milions d’anys és d’1 any. Però, com més gran és la mida corporal, també més elevada és la longevitat, més s’allarga el període relatiu de vida post-natal pre-adulta, i més s’eleva el temps de generació. En aquest punt, hem de recordar que el temps de generació no és pas el temps en el qual un animal triga de mitjana a tindre descendència, sinó que cal comptar-lo com la diferència mitjana entre la data de naixement d’una generació i la prèvia (si una dona té tres fills, als 25, als 30 i als 35 anys, el seu temps de generació serà de 30 anys, i no pas de 25).

Fent correcció d’aquestes diferències en el temps de generació, els autors analitzen el període cabdal dels primers 35 milions d’anys del Cenozoic (entre 65-30 milions d’anys abans del present). En aquest període, hi ha un augment exponencial de la massa corporal màxima dels mamífers. Dit d’una altra manera, es baten de manera més ràpida els rècords de “mamífer més gros”.

I què passa amb el procés invers? Els autors també examinen els casos de reducció de la massa corporal. La taxa de reducció corporal pot ésser fins a 10 vegades més ràpida que no pas l’augment. Un exemple el trobem en el “nanisme insular”. Probablement la diferència es degui que en el cas del nanisme, les pressions evolutives (disminució de la disponibilitat d’aliments) sigui molt més forta que en el cas del gegantisme (pressions més genèriques vinculades a la selecció per sexe, a la protecció contra depredadors, o a la facilitació de la depredació intragremial).

Entre els autors de l’article no hi ha en Philip D. Gingerich. Gingerich manté una pàgina (“Research on Rates of Evolution”) que és una excel•lent introducció a les taxes evolutives, i com es poden mesurar en unitats com el darwin o el haldane.

Aquesta entrada ha esta publicada en 3. La Vida. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada