Los dientes fósiles de caballos, claves para entender la selección natural de Darwin y los cambios climáticos

IPHES/DICYT Los caballos aparecieron en América del Norte hace unos 55 millones de años, pero han evolucionado en cientos de especies diferentes que varían en tamaño desde el de un zorro a otras más grandes que los caballos actuales. Una de las transformaciones evolutivas más importantes de estos animales es su dentición. Un estudio que el 4 de marzo se publica en Science demuestra que los patrones de desgaste indican que los cambios evolutivos en la morfología del diente son posteriores a los producidos en la alimentación. En este trabajo ha participado Florent Rivals, investigador ICREA (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats) en el IPHES (Institut Català de Paleoecologia Humana i Evolució Social), y profesor asociado de la URV (Universitat Rovira i Virgili de Tarragona – Campus de Excelencia Cataluña Sud).

Los resultados obtenidos convierten la investigación sobre los dientes en un registro fósil fundamental para entender la selección natural que defendía Darwin y los cambios climáticos del pasado. Este estudio es fruto de una colaboración del IPHES con dos equipos de EEUU iniciada en 2004: Nikos Solounias y Matthew Mihlbachler del NYCOM (New York College of Osteopathic Medicine) y Gina Semprebon del Bay Path College (Massachussets). 

Adaptación al entorno

El registro fósil de los caballos en América del Norte es muy amplio. Esto llevó a Thomas Huxley, estrecho colaborador de Darwin, a utilizarlos para defender la teoría de la evolución, de tal modo que los caballos se convirtieron en un ejemplo clásico de cambio evolutivo por selección natural. Ésta teoría considera que, por selección natural, sobreviven quienes tienen más capacidad para adaptarse al entorno, muchas veces modificado por los cambios climáticos que, entre otros aspectos, han afectado a la alimentación.
 

En paleontología se ha considerado durante mucho tiempo que los cambios evolutivos en los dientes de caballo fueron causados por la selección natural, debido a modificaciones en la dieta provocadas por las sucesivas variaciones climáticas y la aparición de nuevos hábitats. Para probar esta hipótesis se ha empleado el estudio de los patrones de desgaste de los molares de caballos fósiles a lo largo de toda su historia evolutiva. Con este fin se ha utilizado el registro de la morfología de desgaste de las cúspides de los molares de 6.500 caballos fósiles que representan 222 poblaciones diferentes y más de 70 especies extintas de estos animales.

El American Museum of Natural History (AMNH) tiene la mayor colección de fósiles de caballos del mundo, con más de 100.000 ejemplares, que los científicos han utilizado para estudiar su evolución. “Dietas diferentes hacen que los dientes de caballos, al igual que los de otros herbívoros, se desgasten de manera diferente. Por ello, a través del examen de los patrones de desgaste en los dientes fósiles es posible reconstruir la alimentación de las especies extinguidas”, señala Florent Rivals. Esta metodología, conocida como el análisis de mesodesgaste dental, la desarrolló por primera vez Nikos Solounias, paleontólogo de dicho museo y uno de los firmantes del artículo, y sus colegas, para interpretar la alimentación de las especies extintas.

La vegetación

”De acuerdo con los patrones de desgaste dental, hemos podido comprobar que las dietas de los caballos variaron al mismo tiempo que los cambios de la vegetación a lo largo de los últimos 55 millones de años”, apunta Florent Rivals. Así, por ejemplo, “los primeros caballos (de un solo dedo) vivían en hábitats muy cálidos –observa el mismo investigador- de tipo selva tropical, y tenían molares adaptados para comer fruta y vegetación blanda. Como el clima de la tierra se enfrió, y como estos hábitats de selva fueron reemplazados por otros templados más boscosos, los caballos desarrollaron aristas cortantes en sus molares más adaptados para cortar hojas y vegetación más dura. Hace unos 18 millones de años aparecieron caballos con dientes con la corona más alta y más complejos, lo que sugiere que evolucionaron para hacer frente a la alimentación de los hábitats de pastizales abiertos (praderas) que se extendieron durante este tiempo”, añade el mismo investigador del IPHES.
 

Desajuste temporal

Se ha demostrado que la mayoría de las especies de caballos evidenciaron una variación muy grande en sus dietas. Este descubrimiento sugiere que la selección natural para el cambio dental puede haber sido débil o inexistente la mayor parte del tiempo, pero dicha selección natural se produciría de repente, en función de la disponibilidad de determinada alimentación y provocaría una selección intensa en momentos puntuales (Teoría del equilibrio puntuado, de Eldredge y Gould).

También se ha podido saber que los cambios evolutivos en la morfología del diente son posteriores a los cambios en la dieta alrededor de un millón de años o tal vez algo más. Por ejemplo, hace unos 18 millones de años, comienzan a aparecer los caballos con los molares más evolucionados, varios millones de años después de que las dietas empezaron a cambiar.

Este desajuste temporal en la evolución de los dientes de caballo en comparación con los cambios en la dieta, es fundamental para apoyar la hipótesis clásica que propone que estos dientes han evolucionado por selección natural causada por cambios en la alimentación. “Si, por ejemplo, hubiéramos encontrado que los cambios evolutivos en los dientes eran anteriores a los cambios en la dieta, la hipótesis de la evolución por selección natural no tendría sentido. Sin embargo, la observación de que a variaciones en la dieta siguen cambios dentales es coherente debido a la evolución causada por la adaptación al medio”, concluye Florent Rivals.