Recientemente leí The Dinosaur Heresies de Robert T. Bakker, un libro de ciencia popular de 1986 que presenta argumentos a favor de un estilo de vida activo y una tasa metabólica alta en los dinosaurios.
Uno de los argumentos que presenta Bakker se relaciona con el patrón de especies y géneros en el registro fósil a lo largo del tiempo. Afirma que se espera que los animales de "sangre caliente" (es decir, animales con altas tasas metabólicas) tengan una mayor rotación de taxones y tasas de diversificación más rápidas. Los dinosaurios tienen una alta rotación de especies y géneros y una rápida diversificación, lo que Bakker interpreta como evidencia de un alto metabolismo.
Este argumento se basa en la afirmación de que un alto metabolismo se correlaciona con un alto recambio evolutivo. Dejando a un lado la fisiología de los dinosaurios, me pregunto qué tan confiable es realmente la suposición subyacente.
¿Existe buena evidencia de que el metabolismo y las tasas evolutivas están causalmente relacionados, quizás debido a las estrategias ecológicas que tienden a adoptar los animales de sangre caliente?
El metabolismo y las tasas evolutivas están vinculados, pero no de la manera que usted describe.
Primero considere que el metabolismo está intrínsecamente relacionado con el tamaño del cuerpo. Cuanto más grande es un animal, menor cantidad de energía por unidad de masa se necesita para mantener ese cuerpo. Luego, esto se puede extender a muchas cosas sobre un organismo, como la duración de la vida, el tiempo de gestación, el crecimiento de la población, etc. (consulte Brown et al. 2004 para obtener más detalles).
A continuación, considere que el metabolismo cambia con la temperatura. Tome un ectotermo (un organismo cuya temperatura interna es la misma que la del medio ambiente, tradicionalmente llamados criaturas de sangre fría) como un lagarto, que sufrirá fluctuaciones de temperatura a lo largo del día. Tendrá un metabolismo más alto cuando la temperatura sea más alta. Un lagarto que vive en un ambiente cálido como los trópicos tendrá un metabolismo general más alto que un lagarto del mismo tamaño que vive en un clima templado. Con ese metabolismo más alto viene una vida diferente, tiempo de gestación, crecimiento de la población, etc. a pesar de que sus tamaños corporales son los mismos.
Cuando se considera y se corrige la temperatura, todos los organismos tienen atributos que escalan directamente con el tamaño del cuerpo. Una planta tiene literalmente la misma tasa metabólica que un lagarto si tienen una masa similar y viven a las mismas temperaturas. (En serio, vea el papel marrón ).
Ahora en evolución. Las tasas de evolución dependen de muchas cosas, pero principalmente de dos. Tiempo de generación (el tiempo que tarda en reproducirse 1 generación de una población) y tasas de mutación del ADN. Un tiempo de generación más largo disminuye la tasa de evolución. Por ejemplo, un organismo unicelular que se reproduce cada mes evolucionará más rápido que un elefante que se reproduce cada década. Mayores tasas de mutación en el ADN aumentan la tasa de evolución. Si el ADN no cambia, entonces la evolución no puede ocurrir. Entonces, cuanto más rápido cambie el ADN (a través de las tasas de mutación), más rápida puede ser la evolución potencial.
El tiempo de generación aumenta con el aumento del tamaño corporal/metabolismo ( Brown et al. 2004 ). Las tasas de mutación disminuyen con el aumento de tamaño/metabolismo ( Gillooly et al. 2005 ).
Con esos dos patrones generales, se puede decir que la tasa de evolución disminuye con el aumento del metabolismo.
Ahora sobre la evolución de los dinosaurios . Dijiste que R. Bakker observó que los dinosaurios tenían una tasa de evolución más alta de lo esperado. Con la hipótesis de que un mayor metabolismo provocó esto. Asumiré que tenían las mismas limitaciones fisiológicas que los animales de hoy, lo cual es razonable considerando que son ancestros de las aves. Que todo lo que acabo de exponer propondría la hipótesis de R. Bakker es falsa, ya que un metabolismo más alto significa un tiempo de generación más alto y tasas de mutación más bajas, lo que conduciría a una tasa de evolución más baja.
La ciencia más reciente dice que los dinosaurios eran endotérmicos (regulan su propia temperatura) hasta cierto punto ( Witze 2014 ), por lo que sus temperaturas internas no eran tan cálidas como las de los mamíferos, pero probablemente más cálidas que la mayoría de los peces y reptiles. Entonces, al tener en cuenta el tamaño, probablemente tuvieron tasas evolutivas más bajas que los mamíferos y tasas más altas que los peces, reptiles, insectos u otros ectotermos.
Entonces, ¿por qué R. Bakker observa tasas evolutivas más altas en el registro fósil? Puedo pensar en una razón general del por qué. La escala de tiempo de los dinosaurios es del orden de decenas de millones de años. Mucho más que las pequeñas cantidades de evolución que hemos observado en los últimos 100 años de ciencia. Fácilmente podría haber procesos ocurriendo en esas largas escalas de tiempo que no estamos considerando.
Referencias
Brown, JH, Gillooly, JF, Allen, AP, Savage, VM y West, GB (2004). Hacia una teoría metabólica de la ecología. Ecología, 85(7), 1771-1789. Enlace
Gillooly, JF, Allen, AP, West, GB y Brown, JH (2005). La tasa de evolución del ADN: efectos del tamaño corporal y la temperatura en el reloj molecular. Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América, 102(1), 140-145. Enlace
Witze, Alexandra (2014). Dinosaurios ni de sangre caliente ni de sangre fría. Naturaleza. Enlace 2014
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