Los ocho

Hidras, planarias, cnidarios, equinodermos, hongos, una importante cantidad de plantas, algas y cianobacterías. Ocho grupos (a grandes rasgos) en los que me he tenido que comer el coco para poder tratar de hacer este post, pero con un buen e interesante motivo: ¿existe la inmortalidad biológics? A ver, está claro que la respuesta, como es de esperar, es un rotundo no. Todos los seres vivos mueren, ya sea por causas naturales como el envejecimiento, por enfermedades, por depredación o por cualquier daño que sufran en su entorno.

Sin embargo, si nos fijamos bien, todos los grupos mencionados anteriormente, curiosamente, TODOS, mueren por condiciones externas, es decir, no llegan a morir por vejez como podría ser el caso de un vertebrado. Aunque, si somos estrictos, realmente la muerte por vejez no existe del todo, dado que usualmente es el depredador/enfermedad el que termina rematando la faena, pero, en cualquier caso, considerando el envejecimiento como una causa de muerte, estos grupos son una buenísima excepción a esta regla biológica en nuestro maravilloso y complicado mundo. Dado que ningún organismo perteneciente a esos grupos son capaces de morir por vejez, siempre su muerte va a estar asociada a un factor externo, nunca a un factor interno. Por ejemplo, un pino, suponiendo que viviéra en un mundo ideal en el que no existieran condiciones ambientales que dificultaran su supervivencia u organismos que la afecten, sería un organismo inmortal desde un punto de vista individual, ya que a pesar de que sus células mueran durante su vida, va a poder seguir regenerando sus tejidos y seguir creciendo indefinidamente.

Quizás, el gran "pero" a este imaginativo caso es que el pino (o cualquier otro organismo de los ocho grupos) no podría llegar a evitar por completo los errores genéticos en sus células. A fin de cuentas, cuanto mayor sea el tiempo que viva un organismo, mayor será la probabilidad de que se cometan pequeños errores genéticos durante la división celular. No obstante, estos cuentan con un sistema de reparación del ADN y de reemplazo de células dañadas bastantes eficientes, pero siempre cabe la remota posibilidad de que se pueda cometer algún error.

Pero ¿qué es lo que permite que estos ocho grupo sean inmortales de manera teórica y que otros grupos no puedan serlo? Pues sencillamente su simplicidad estructural, la ausencia de organos vitales complejos y su increíble capacidad de regeneración de tejidos. Sin estos tres rasgos sería imposible.

A parte de esto, una manera bastante atrevida de enrevesar aún más el problema sería suponer que el organismo en cuestión crea un clon y que el organismo progenitor, del que desciende dicho clon, muere. ¿En ese caso seguiría siendo inmortal? Pues, como casi todo en biología, la respuesta depende de cómo queramos definir la inmortalidad. Si definimos la inmortalidad como la supervivencia indefinidad de un individuo concreto, la respuesta sería negativa, a pesar de que haya dado lugar a un clon genéticamente idéntico. Puesto que el organismo original muere y desaparece como individuo, y el clon, por muy idéntico que sea a nivel genético, no deja de ser un nuevo organismo que empieza su propia historia biológica desde el momento en que se forma. En cambio, si consideramos la inmortalidad como la continuidad de la información genética a lo largo del tiempo, entonces la cosa cambia bastante. Dado que la muerte del organismo progenitor no supondría un final real, ya que su información genética seguiría existiendo. En este caso, pues, estaríamos hablando de la inmortalidad de la información genética.

Idea que se aproxima bastante a las temerosas doctrinas Dawkinianas, que todavía no me he atrevido a tratar, pero que supongo que en algún momento las trataré.

Neofelis y su simplicidad absurda

Si algo me he dado cuenta últimamente es que los biólogos, en general, somos muy simplistas y reduccionistas a la hora de explicar problemas o procesos biológicos que son realmente importantes de comprender. Muchas veces se recurre a explicaciones excesivamente simples que reducen tanto la información que, al final, simplemente no aportan nada.

A mi punto de vista, un caso que ejemplifica esta problemática a la perfección es el género Neofelis, el género de las panteras nebulosas. Este felino es bastante curioso porque ha sido el único felino actual que ha llegado a desarrollar lo que comúnmente se conoce como "dientes de sable", un término genérico que se utiliza para describir a aquellos mamíferos que han desarrolllado caninos extremadamente largos. Este tipo de caninos ha aparecido múltiples veces y de manera independiente en distintos linajes de mamíferos a lo largo de la evolución. Sin embargo, lo realmente llamativo es que, en la actualidad, ningún otro mamífero vivo presenta este tipo de caninos, excpeto Neofelis. Lo que plantea la pregunta: ¿por qué este felino ha desarrollado este tipo de caninos y otros felinos modernos no?

Pantera nebulosa (Neofelis nebulosa). Créditos de la imagen: Vearl Brown.

De hecho, esta pregunta ha sido uno de los grandes enigmas de los feinos modernos. La hipótesis más ampliamente aceptada y generalizada es que los dientes de sable representan una adaptación especiaizada para la caza de presas grandes (Annton et al., 2004; Manzuetti et al., 2020). Pero esta hipótesis se ha visto cuestionada cuando se demostró que la profundiad efectiva de la mordida disminuye a medida que aumenta el tamaño de la presa (Andersson et al., 2011). Asimismo, la apertura mandibuar máxima de la mayoría de los felinos dientes de sables es de entre 45º y 65º, siendo un rango funcional que no favorece necesariamente la caza de presas grandes (Lautenschlager et al., 2020). No obstante, esto no sería aplicable a los felinos dientes de sables extremos, los cuáles sí estarían efectivamente adaptados a morder con ángulos amplio (Chatar et al., 2022). Esto explicaría, en parte, por qué especies como Smilodon se extinguieron tras la desaparición del Pleistoceno

Ahora bien, si no todos los dientes de sables se especializaron en la caza de presas grandes ¿por qué desarrollaron caninos tan largos? Una parte de la respuesta parece estar en la protección de los colmillos mediante los labios y la musculatura facial, tal como se ha desmotrado en reconstrucciones de Homotherium latidens (Anton et al., 2009), así como el reciente cachorro de esta especie, encontrado en el permafrost (Lopatin et al., 2024). En Homotherium, los labios superiores cubrian parcialmente la base de los colmillos, mientras que la musculatura perioral controlaba cuándo estos colmillos quedaban expuesto. La exposición completa de los colmillos solo se producía durante la apertura máxima de la boca, en el momento funcional de la mordida.

Reconstrucción secuencial de la cabeza del felino dientes de sable Homotherium latidens. (A) Cráneo y mandíbula con los músculos profundos seleccionados. (B) Cabeza y parte anterior del cuello con la musculatura superficial. (C) Apariencia en vida hipotética. Créditos de la imagen: Mauricio Antón.

A esto otro se le suma que los felinos dientes de sable no dependían principalmente de la fuerza mandibular para someter a sus presas, sino de la musculatura cervical. A diferencia de los felinos modernos, cuya mordida se apoya en un proceso coronoides desarrollado que permite una importante fuerza de mordida, los dientes de sable presentaban un proceso coronoides reducido, por lo que su fuerza de mordida era relativamente débil. No obstante, el proceso mastoideo de la base del cráneo estaba notablemente desarrollado, representando un punto de insercción muscular para los musculos del cuello. De este modo, esta disposición anatómica permitía al animal impulsar la cabeza hacia abajo, compensando la debilidad de la mandíbula (Brain, 1981).

A pesar de que mi linea de argumentación aparentemente apoye el origen de estos caninos alargados como una adaptación directa y primaria para la caza, considero que sería más plausible que, en un primer momento, el alargamiento progresivo de los caninos fuera posibles gracias a la presencia de labios superiores capaces de cubrir parcialmente los colmillos, junto con la musculatura perioral que regulaba su exposición, reduciendo los costes de estos caninos tan largos. Posteriormente, estos caninos pudieron ser reutilizados como un arma. Mientras que los dientes de sable extremos serían la excepción a esta norma de protección, dado que el tamaño de sus caninos probablemente impedía que quedarán completamente cubiertos, de modo que su uso debía estar altamente controlado y restringido al momento funciona 

En cuanto a nuestro enigmático Neofelis, seguramente el posible origen de sus curioso "dientes de sable" probablemente sean un producto de la mayor capacidad craneal que tienen estos para poder esconder sus caninos, en comparación con otras especies, como podría ser un león. De hecho, Neofelis, al tratarse de un linaje derivado, podría haber retenido este rasgo como un vestigio de una condición ancestral, cercana a la de los primitivos machairodontes, en los cuales la morfología craneal y mandibular ya facilitaba la protección y el manejo de caninos largos (Christiansen, 2008).

Creo que con esta comparación se puede ver más o menos la diferencia de proporciones de tejido oral en Neofelis frente a Panthera leo. Créditos de la imagenes a sus respectivos autores.

Desde luego, habría que seguir estudiando a este escurridizo animal para poder tratar de descrifrar el enigmático origen de estos caninos alargados. Y no podemos dejarnos llevar por simplemente decir "si no está, es porque no apareció" porque realmente sería una explicación demasiado simplistas para un problema monumentalmente interesante. Las cosas no suceden así porque sí (excepto las movidas cuánticas que afectan al ADN y provocan mutaciones puramente aleatorias), pero si un rasgo no se da, es por algún motivo. Otra cosa es que tengamos el interés de averiguar el por qué.

Bibliografía

1. Anton, Mauricio & Salesa, Manuel & Morales, Jorge & TURNER, ALAN. (2004). First known complete skulls of the scimitar-toothed cat Machairodus aphanistus (Felidae, Carnivora) from the Spanish late Miocene site of Batallones-1.
   https://www.researchgate.net/publication/232687939_First_known_complete_skulls_of_the_scimitar-toothed_cat_Machairodus_aphanistus_Felidae_Carnivora_from_the_Spanish_late_Miocene_site_of_Batallones-1
2. Manzuetti, Aldo & Perea, Daniel & Jones, Washington & Ubilla, Martín & Rinderknecht, Andrés. (2020). An extremely large saber-tooth cat skull from Uruguay (late Pleistocene–early Holocene, Dolores Formation): body size and paleobiological implications.
   https://www.mna.gub.uy/innovaportal/file/125214/1/2020-manzuetti-et-al.-2020.pdf
3. Andersson, Ki & Norman, David & Werdelin, Lars. (2011). Sabretoothed Carnivores and the Killing of Large Prey.
   https://www.researchgate.net/publication/51753972_Sabretoothed_Carnivores_and_the_Killing_of_Large_Prey 
4. Lautenschlager, Stephan & Figueirido, Borja & Cashmore, Daniel & Bendel, Eva-Maria & Stubbs, Thomas. (2020). Morphological convergence obscures functional diversity in sabre-toothed carnivores.
   https://royalsocietypublishing.org/rspb/article/287/1935/20201818/85899/Morphological-convergence-obscures-functional
5. Chatar, Narimane & Fischer, Valentin & Tseng, Z.. (2022). Many-to-one function of cat-like mandibles highlights a continuum of sabre tooth adaptions.
   https://www.researchgate.net/publication/366067048_Many-to-one_function_of_cat-like_mandibles_highlights_a_continuum_of_sabre_tooth_adaptions
6. Anton, Mauricio & Salesa, Manuel & Turner, Alan & Galobart, Àngel & Pastor, Francisco. (2009). Soft tissue reconstruction of Homotherium latidens (Mammalia, Carnivora, Felidae). Implications for the possibility of representations in Palaeolithic art.
   https://www.icp.cat/images/stories/pdf/ANTON_SOFT_TISSUE.pdf
7. Lopatin, Alexey & Sotnikova, Marina & Klimovsky, Aisen & Lavrov, Alexander & Protopopov, A. & Gimranov, Dmitriy & Parkhomchuk, Ekaterina. (2024). Mummy of a juvenile sabre-toothed cat Homotherium latidens from the Upper Pleistocene of Siberia.
   https://www.nature.com/articles/s41598-024-79546-1
8. Brain, C. K. "Part 2: Fossil Assemblages from the Sterkfontein Valley Caves: Analysis and Interpretation." In: The Hunters or the Hunted?: An Introduction to African Cave Taphonomy.
   https://www.academia.edu/116336539/The_Hunters_or_the_Hunted_An_Introduction_to_African_Cave_Taphonomy_C_K_Brain_University_of_Chicago_Press_Chicago_Illinois_1981_x_365_pp_illus_biblio_index_35_00_cloth_
9. Christiansen, P. (2008). Evolutionary convergence of primitive sabertooth craniomandibular morphology: the clouded leopard (Neofelis nebulosa) and Paramachairodus ogygia compared.
   https://link.springer.com/article/10.1007/s10914-007-9069-z

La paradoja del charrán

Sin duda alguna, una manera extremadamente insufrible de afrontar las altas temperaturas en ambientes tropicales sería permanecer expuesto a la radiacióm solar directa, especialmente en superficies reflectantes como la arena. La radiación solar incidente, junto al intenso calor reflejado por el sustrato puede llegar a generar una elevada carga térmica que puede poner en riesgo la supervivencia de los organismos que realicen tal actividad. Siendo las horas centrales del día las más arriesgadas.

En la mayoría de los animales, la disipación de calor se logra mediante la evaporación del agua, ya sea a través del sudor, presente únicamente en un número limitado de especies, o mediante la evaporación en las superficies respiratorias, común a la mayoría de los vertebrados. En ambos casos, la pérdida de calor va a venir acompañada de una pérdida inevitable de agua corporal. Como consecuencia, cuando el agua es limitada, la refrigeración por evaporación se vuelve menos viable, y los animales tienden a reducir su carga térmica evitando la exposición directa al sol.

Sin embargo, los charranes sombrios (Onychoprion fuscatus) anidan a pleno sol sobre la arena en pequeños atolones coralinos, exponiéndose a niveles extremos de radiación solar durante el mediodía, mientras que la pardela del Pacífico (Ardenna pacifica), un ave de tamaño y coloración similar, construye sus nidos en profundas madrigueras bajo la arena, siguiendo la estrategia de protección frente al calor que se esperaría. ¿Pero por qué los charranes no?

De izquierda a derecha: charrán sombrío (Onychoprion fuscatus) y pardela del Pacífico (Ardenna pacifica). Créditos de la imagen en el mismo sentido: Daniel Irons y Brian Sullivan

Una hipótesis alternativa es que las pardelas anidan en madrigueras profundas principalmente para evitar a los depredadores, como los pájaros fragatas, que atacan los huevos y polluelos desprotegidos. Pero en la isla de Tern, en el noreste de Hawái, la densidad de pardelas es tan alta y la arena tan dura que muchas aves terminan anidando en la superficie por necesidad. Como consecuencia, estas aves terminan presentando un bajo éxito reproductivo, ya que se ven obligadas a abandonar sus huevos dado que sino corren el riesgo de sufrir un golpe de calor. Si los huevos no eran depredados, el calor extremo sobre la superficie provoca que las embriones se sobrecaliente y mueran (Sievert, 1999).

Para comprobar si la temperatura era el factor limitante en este comportamiento, se colocarón pequeños marcos de madera en forma de A sobre los nidos superficiales, proporcionando sombra artificial durante las horas de mayor radiación solar. Esta intervención permitió que los adultos permanecieran sobre sus huevos sin exponerse a un estrés térmico extremo, manteniendo la incubación de manera constante. Como resultado, los huevos pudieron desarrollarse sin sobrecalentarse.

No obstante, este experimento no responde completamente a la pregunta de por qué los charranes sombrios pueden anidar a pleno sol. Realmente, la explicación radica en que los charranes se alimentan de peces y calamares cercas de sus nidos, regresando con presas cargadas de aguas, lo que les aporta un importante reservorio interno de agua libre, capaz de disipar la carga térmica mediante la evaporación sin deshidratarse. Además, los adutos alternan la incubación cada uno o dos días, de modo que ninguno permanece demasiado tiempo expuesto al sol, reduciendo la acumulación de calor en los huevos. En cambio, las pardelas del Pacífico dependen principalmente de la grasa acumulada durante largos períodos de ayuno, la cual contiene muy poca agua, insuficiente para compensar la pérdida de calor por evaporación. Asimismo, estas aves se alimentan a cientos de kilómetros de sus nidos, lo que alarga los periódos de incubación sin acceso a agua y limita su capacidad de permanecer sobre los huevos durantes las horas más calurosas (Ricklefs, 2008).

Desde luego, intentar beber agua de mar no es una opción viable, ya que la alta salinidad obligaría a excretar cantidades equivalentes (o incluso mayores) de agua, impidiendo mantener la hidratación necesaria para tolerar el calor (Ricklefs, 2008). Por ello resulta más sencillo construir un nido bajo tierra para evitar la sobrecarga térmica causada por la radiación solar durante el mediodía.

Bibliografía

1. Sievert, P. R. 1996. Water and energy balance constraints on the nesting ecology of marine birds
   
2. The Economy of Nature (6th ed. 2008) Robert E. Ricklefs.