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1 de Septiembre de 2010
Biología del desarrollo

Desarrollo embrionario y evolución

Un amplio espectro de factores, genéticos y físicos, de localización y cronológicos, impone límites a los rasgos de un animal o amplifica los cambios.

Entre las aves, los picos adoptan una amplia variedad de formas y tamaños. La garza paleta (izquierda) posee un pico largo, plano y ancho; el pico del alcaraván es largo y delgado (centro), y el cálao terrícola (derecha) tiene un pico robusto, largo y alto. Mediante la biología evolutiva del desarrollo, los científicos exploran las restricciones en la formación de los rasgos animales, como los picos de las aves, así como su historia evolutiva. [Biosphoto/Mafart-Renodier Alain/Peter Arnold (izquierda); John Cancalosi/Peter Arnold (centro y derecha)]

En síntesis

A pesar de la enorme diversidad de caracteres en las distintas especies animales, algunos rasgos permanecen invariables. Los principales planes corporales se originaron en el Cámbrico, y desde entonces no ha aparecido ninguno nuevo.

El desarrollo embrionario ejerce una notable influencia en la evolución de las diversas formas naturales. Los procesos del desarrollo imponen límites y determinan la invariabilidad de ciertos rasgos.

Los sistemas de desarrollo presentan una naturaleza conservadora. Sin embargo, determinados fenómenos, como la heterocronía, la heterotopía o la canalización, permiten la aparición de nuevas estructuras y favorecen el cambio evolutivo.

En el reino animal, existen rasgos específicos que distinguen a un grupo de animales de otro. El pico y las plumas separan a las aves de los mamíferos y los anfibios. Existen incluso variantes de esas características que permiten diferenciar una clase de aves de otras: los patos poseen un pico largo, ancho y plano, mientras que los gansos lo tienen más corto, delgado y alto. Sin embargo, las aves comparten con algunos mamíferos y anfibios un gran número de caracteres, como los ojos, los pies, las piernas, la cola, etcétera. ¿A qué se debe la variación tan profunda de unos caracteres, en tanto que otros permanecen relativamente iguales en un amplio espectro de animales?

El hecho de compartir una misma historia evolutiva podría explicar las semejanzas, mientras que las diferencias representarían una respuesta adaptativa a las fuerzas selectivas. Esta interpretación no basta para dar cuenta de toda la variación existente en la naturaleza. En diferentes linajes de animales pueden surgir caracteres similares gracias a la evolución convergente.

Muchos biólogos ponen como ejemplo de evolución convergente el desarrollo del ojo en el ser humano y en el pulpo. Ambos ojos están constituidos por párpados, iris, cristalino, pupila y retina, pero esas estructuras se forman mediante mecanismos distintos. El ojo humano se desarrolla a partir de una evaginación del cerebro, mientras que el ojo del pulpo lo hace a partir de una invaginación de la piel. Ambos ojos difieren también desde un punto de vista funcional. Los nuestros procesan la luz a través de las células de la retina situadas en el fondo del ojo, los conos y los bastones; en el pulpo, esas células ocupan una posición anterior. Además, la distancia focal del cristalino en el pulpo se mantiene fija, de modo que el ojo enfoca moviendo todo el cristalino respecto a la retina. En los humanos, el enfoque de los objetos situados a diferentes distancias del ojo se consigue mediante la modificación de la forma del cristalino.

El ejemplo del ojo muestra los importantes conocimientos que se adquirieren en el campo de la biología evolutiva del desarrollo o la evo-devo. La evo-devo estudia la interacción entre los procesos del desarrollo y las fuerzas selectivas que dan origen al cambio evolutivo. En este contexto, nos referimos al desarrollo como a la formación de los rasgos físicos y los sistemas fisiológicos desde el momento de la concepción. La evo-devo pretende establecer el grado de constricción o sesgo de los procesos del desarrollo y valorar el modo en que este repercute en la evolución. A pesar del gran número de modificaciones evolutivas potenciales, no todas prosperarán por igual. Algunas características no se generan en ciertos animales porque carecen del conjunto adecuado de herramientas de desarrollo. Podemos comparar ese conjunto con las piezas de Lego, pues ambos determinan el tipo de estructuras que se puede construir. Con un conjunto estándar de piezas rectangulares de Lego se crean múltiples estructuras únicas, aunque ninguna de ellas presentará los bordes redondeados. De la misma manera, el repertorio de procesos, rutas e interacciones posibles durante el desarrollo de un organismo es limitado.

 

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