La evolución de los pinzones de Darwin es la excepción, no la regla

Guillermo Navalón es un paleontólogo que estudia fósiles del Mesozoico. En el yacimiento de Las Hoyas, en Cuenca, se han encontrado restos de las primeras aves que existieron, correspondientes a este periodo. Para saber cómo encajaban esos pájaros en el ecosistema primitivo, y así entender la relación entre las aves modernas y los dinosaurios, él y sus compañeros deben averiguar primero qué comían. Hay pocas pistas, pero, en un principio, pensaron que la forma del pico podría ser una de las mejores.

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Su plan se basaba en “una idea que se ha tenido desde Darwin”, según Navalón: que los picos de las aves están exactamente adaptados a cada modo de alimentación, gracias a la selección natural. “Ese axioma está flotando en el imaginario colectivo de los paleontólogos, y nosotros nos lo tragamos completamente. Estábamos convencidos de que podíamos desarrollar una herramienta para inferir la ecología de cada ave por la forma de su pico”, relata. Se equivocaron.

No es que Charles Darwin no tuviera razón. Los pinzones que el padre de la evolución observó en las islas Galápagos sí tienen picos optimizados para su forma de alimentación. Por ejemplo, los pajarillos con los picos más gruesos comen semillas o escarabajos difíciles de cascar. En investigaciones posteriores, los biólogos de la Universidad de Princeton Rosemary y Peter Grant han demostrado que, para esas aves tan especializadas, incluso una desviación de un milímetro de la longitud o profundidad óptimas del pico puede llevar a la muerte por inanición durante los meses de escasez.

El error de los científicos fue asumir que este grado de adaptación anatómica a la dieta fuera generalizable a todo el conjunto de las aves. “Los pinzones de Darwin son la excepción más que la regla”, confiesa Navalón, que cursa el último año de su doctorado en la Universidad de Bristol (Reino Unido) y la Universidad Autónoma de Madrid. Él y compañeros de España, Reino Unido y Estados Unidos han analizado el pico de 176 especies aviares no extintas de grupos muy variados. Su estudio aparece publicado en el último número de la revista científica Evolution.

El equipo ha encontrado que, aunque existe una correlación general entre el perfil del pico y la ecología de las aves —qué comen y cómo lo comen—, el vínculo es débil. Tanto es así, que la dieta solo justifica un 12% de la variación anatómica observada entre los picos de los pájaros que viven hoy en día. “Como sus manos están integradas en las alas, usan el pico para prácticamente todo”, señala Navalón. Es la herramienta con la que se acicalan, con la que construyen nidos, con la que cantan y a veces con la que se pelean. Para algunas especies, el pico tiene funciones adicionales muy concretas, como ocurre con los tucanes, que lo emplean para regular su temperatura corporal.

Lejos de ser un ejemplo “de libro” de adaptación, la evolución del pico es un proceso lioso que suele resolverse en algún término medio

La selección natural favorece las características que mejoran la supervivencia y la reproducción. Aunque la alimentación es sin duda importante, para algunos grupos de aves otras presiones selectivas son incluso más potentes, tanto que empujan la evolución del pico hacia formas que no son nada eficientes para comer. El frailecillo atlántico (Fratercula artica), por ejemplo, se alimenta casi exclusivamente de peces. Sin embargo, su pico corto y profundo no se parece en absoluto a las estructuras afiladas que caracterizan a otras especies piscívoras. Eso es porque también lo utilizan “como bandera” para reconocer a otros individuos, explica Navalón, y además para excavar madrigueras.

Lejos de ser un ejemplo “de libro” de adaptación, los científicos han descubierto que la evolución del pico es un proceso lioso, en el que compiten muchas presiones selectivas que suelen resolverse en algún término medio. De hecho, la forma de pico más abundante entre las aves, de todas las que estudiaron, es la de un pico recto y delgado, de longitud media, útil para desparasitarse, pero también para coger objetos del suelo y para comer una variedad de alimentos. Es la navaja suiza de los picos.

Cabezas modulares

“Este es un estudio de buena calidad”, comenta Arkhat Abzhanov, un biólogo del Imperial College de Londres ajeno a la investigación. Abzhanov observa que las aves pueden adaptarse a una dieta especializada por medios distintos de la evolución del pico. Los loros, por ejemplo, han desarrollado músculos únicos en la cabeza que aumentan la fuerza de sus bocados, y los cuervos hacen gala de una inteligencia que les permite comportamientos de alimentación muy sofisticados.

La principal crítica de Abzhanov es que el análisis se basa en una proyección bidimensional del perfil de cada pico. “Sabemos por estudios morfométricos que es importante mirar la estructura 3D para entender la evolución del cráneo aviar”, dice el biólogo. Su equipo, que estudia la evolución del cráneo en varios animales, demostró recientemente que los grupos más diversos y especializados de aves, como los pinzones de las islas Galápagos, tienen cabezas extremadamente modulares, donde cada pieza se desarrolla de forma independiente. Esto facilita la evolución por selección natural de elementos individuales, como el pico.

Su hallazgo concuerda con una investigación previa de los compañeros de Navalón. Ellos encontraron que el desarrollo de los picos en las aves rapaces está atado por motivos estructurales y genéticos a la forma de todo el cráneo, por lo que la evolución no puede optimizar su forma sin comprometer algún otro aspecto de la anatomía. Quizás por eso el éxito de sus cazas depende más a menudo de las adaptaciones de sus garras que de las de su pico. Este último lo emplean casi siempre para arrancar carne de animales ya muertos.

A la luz de los descubrimientos, los científicos sospechan que estas restricciones de desarrollo craneoencefálico pueden ser comunes a la evolución de la mayoría de aves. Pero son científicos; ahora deben confirmar o desmentir esas sospechas. En cuanto a las aves mesozoicas de Cuenca, será necesario encontrar otra forma de averiguar qué comían. “Tendremos que fijarnos en nuevas estructuras de la anatomía que tengan menos funciones que el pico”, sugiere Navalón.