Evolución en las grandes islas continentales

Hoy se inicia en Menorca el International Symposium on Islands and Evolution, que tratará durante toda la semana de poner sobre un mismo plano las aportaciones de diferentes campos a la teoría evolutiva; todas ellas en relación con un marco geográfico muy concreto, las islas, incluyéndolas de todo tipo: oceánicas o costeras, continentales o minúsculas, aisladas o en archipiélagos, etc…

Museu de Menorca

Como no podía ser de otra manera, PMMV no ha faltado a esa cita tan interesante. Así que, para la ocasión, nuestra compañera Ana Moreno Bofarull se ha desplazado al «Museu de Menorca», situado en la capital de la isla balear, donde presentará la charla: Moreno Bofarull, A., González Couturier, G., Hernández Fernández, M. & Morales. Macroevolution and biome specialization in mammalian faunas from continental islands.

En este trabajo hemos contrastado una hipótesis evolutiva basada en la influencia de los cambios climáticos sobre la especiación, para lo cual hemos partido de los conjuntos faunísticos de mamíferos de tres grandes islas del Hemisferio Sur: Madagascar, Australia y Tasmania. Esta hipótesis, conocida como «del uso de los recursos» ya había sido estudiada con anterioridad por el equipo de PMMV tanto a escala continental (Hernández Fernández & Vrba, 2005; Moreno Bofarull et al., 2008) como global (Rodríguez Ruiz & Hernández Fernández, 2009). La idea ahora era comprobar si se siguen manteniendo las mismas premisas en una situación de aislamiento geográfico, como la que presentan las grandes islas-continente.

Evolución en las grandes islas continentales

Los resultados han sido muy interesantes. Por un lado, tanto los mamíferos de Madagascar como los de Australia se han ajustado a los resultados esperados en relación con la existencia de una mayor cantidad de especies especialistas que generalistas y el sesgo a favor de los primeros en los biomas que más han sufrido los cambios climáticos cíclicos de la historia de la Tierra. No obstante, las diferencias en la historia biogeográfica de ambas islas arrojan matices que han de ser tenidos en cuenta. Por otro lado, el conjunto faunístico de Tasmania ha mostrado que tanto el tamaño de las islas como sus conexiones pasadas con áreas continentales cercanas pueden también dejar una profunda señal en las comunidades de mamíferos existentes en la actualidad y sus características ecológicas y evolutivas.

¡Paleontólogos del mundo uníos! PMMV en la SVP

Una más que nutrida representación de PMMV se encamina hoy hacia tierras británicas, donde se unirá a los cientos de paleontólogos de todo el mundo que se han congregado en Bristol para participar en el 89o Encuentro de Paleontología de Vertebrados organizado por la Society of Vertebrate Paleontology.

Como se puede ver, la temática es de lo más variado, desde análisis morfológico de fósiles a estructura de comunidades, desde biocronología a análisis macroevolutivos. Y en cuanto a los taxones también hay una gran diversidad, siempre dentro de los mamíferos que constituyen el eje principal de nuestras investigaciones, pero abarcando desde los rumiantes, pasando por los carnívoros, hasta los roedores.

A medida que vayamos avanzando en la publicación de cada una de estas investigaciones iremos dando cuenta de ellas desde Noticias de PMMV. De momento, vamos a ver qué opiniones despiertan entre nuestros colegas paleontólogos de otros países. Ese es uno de los aspectos más interesantes de asistir a un congreso científico internacional, la oportunidad de interactuar con una gran cantidad de colegas con intereses de investigación confluyentes con los propios.

La semana que viene, una vez que hayamos regresado de esta singladura, nos detendremos a valorar la experiencia. Por ejemplo, esta es la primera vez que vamos a un congreso internacional integrando un grupo tan grande de compañeros (lo habitual es ir sólo o como mucho encontrarte con alguien conocido una vez que estás allí), así que será interesante ver cómo eso afecta a la apreciación del encuentro. Por ejemplo, por comparación con el congreso de la SVP que se celebró en Cleveland en 2018.

Ecología, clima y árboles filogenéticos

La evolución de las dietas de los herbívoros fósiles siempre es un tema de interés para los paleontólogos y otros científicos interesados en los cambios ambientales ya que, además de decirnos lo que comían las especies, nos ofrece jugosas evidencias sobre cómo eran los paisajes donde habitaban.

an indian muntjac at the sedgwick joel sartore

Los paisajes abiertos —dominados por herbáceas— sufrieron una gran expansión en los últimos diez millones de años, coincidente con el enfriamiento global que tuvo lugar en ese momento, a finales del Mioceno. Hasta hace poco se consideraba que con estos nuevos paisajes cambiaron las dietas de los herbívoros, que eran originalmente ramoneadores —se alimentaban principalmente de frutas y hojas—, hacia un progresivo predominio del pasto en la dieta. Este gran paso evolutivo hizo que grupos como los rumiantes —jirafas, búfalos, antílopes, ciervos, etc— tuvieran una gran diversificación. Este cambio unidireccional en las dietas, pasando de ramoneador a dietas mixtas y de ahí a dietas exclusivamente pastadoras, ha sido aceptado durante mucho tiempo, basándose principalmente en la interpretación de la morfología dental de las especies, como la altura de los dientes o hipsodoncia.

Sin embargo, con el desarrollo de nuevas técnicas de análisis de dietas basadas en dientes fósiles, tales como los isótopos estables o los patrones de desgaste, los paleontólogos han visto que la incorporación de pasto a las dietas seguramente ya empezó hace unos veinte millones de años. Estas evidencias, sumadas a nuevos descubrimientos paleobotánicos, ponen en tela de juicio el escenario clásico. Algunos autores ya apuntaban que los cambios en los ecosistemas del Mioceno inferior fueron tan drásticos que impulsaron la aparición de las dietas mixtas como una estrategia de flexibilidad. De hecho las especies con estas dietas son muy abundantes en el registro fósil, lo que apunta que su importancia va más allá de ser un mero paso intermedio y que pudieron representar una verdadera ventaja adaptativa.

de pasto a las dietas

Lo curioso es que estas dos hipótesis no se habían contrastado hasta ahora. El problema radica en que las evidencias directas de dietas —isótopos y desgaste del esmalte— sólo están disponibles para unas decenas de especies fósiles de las más de mil que han tenido los rumiantes en sus cincuenta millones de años de historia. De manera que, a día de hoy, la única manera de afrontar estas cuestiones a escala global es mediante una aproximación neontológica. Es decir, sabemos lo que comen las especies de rumiantes actuales y sabemos, gracias a su árbol filogenético, los procesos evolutivos que han dado lugar a esas especies. También tenemos información climática para esos cincuenta millones de años. Así que, en colaboración con un equipo de biólogos evolutivos canadienses, nos decidimos a integrar toda esta información y construimos una serie de modelos evolutivos que representaban las hipótesis de partida y vimos cual explicaba mejor la diversidad de dietas que vemos en las especies de hoy en día. Es la primera vez que el clima se incluye directamente en modelos evolutivos de este tipo. Y esto es genial, porque el clima se menciona mucho en la literatura evolutiva, pero muy pocas veces se contrasta directamente su papel. Los resultados se pueden consultar en:

Cantalapiedra, J.L., FitzJohn, R.G., Kuhn, T.S., Hernández Fernández, M., DeMiguel, D., Azanza, B., Morales, J. & Mooers, A.Ø. 2014. Dietary innovations spurred the diversification of ruminants during the Cenozoic. Proceedings of the Royal Society B, 281: 20132746 (doi:10.1098/rspb.2013.2746)

Como resumen, podemos indicar que descubrimos que las tasas de diversificación se dispararon hace entre 24 y 20 millones de años, poco despues de la aparición de las dietas mixtas, y esto ocurrió en un momento en el que la temperatura global era muy alta. Las dietas pastadoras supusieron también una innovación evolutiva hace unos 12-14 millones de años, aunque no fueron una novedad tan importante como las dietas mixtas. Por tanto, este proceso comenzó mucho antes de lo que se contempla en los trabajos clásicos y universalmente aceptados. El modelo señala que las tasas de diversificación han ido, en general, decreciendo hacia el presente, a medida que la temperatura descendía. Además, lejos de ser un proceso evolutivo unidireccional, observamos que la evolución de las dietas en rumiantes se ha caracterizado por ser muy flexible, existiendo muchas transiciones entre las dietas mixtas y las pastadoras en ambas direcciones.

En resumen, nuestros datos ofrecen una visión muy distinta de lo que ha sido una constante en los trabajos de paleoecología de los ecosistemas terrestres del Cenozoico. El trabajo recién publicado es un ejemplo de las posibilidades que ofrecen las faunas actuales para entender el pasado y da pie a un siguiente paso muy interesante: un conocimiento más extenso de las dietas de los rumiantes fósiles nos ofrecerá evidencia directa de los cambios en sus dietas así como una visión más precisa de los cambios ambientales de los ecosistemas terrestres y su impacto en las faunas de mamíferos durante el Neógeno-Cuaternario.

Ciencia, investigación

365 días han supuesto para el equipo de PMMV – Nuevas líneas de investigación

Ya se está acabando el año y toca hacer un poco de recapitulación sobre lo que estos últimos 365 días han supuesto para el equipo de PMMV. Y hoy vamos a empezar con las incorporaciones de nuevas (y no tan nuevas) caras al equipo.

Nuevas líneas de investigación

Empezaremos por los más jóvenes, que este año han sido poquitos. Por un lado, los planes de estudios adaptados al Espacio Europeo de Educación Superior (Bolonia) mantienen a la mayor parte del alumnado pegado a sus libros y tareas; por otro lado, la crisis económica genera una incertidumbre sobre la carrera científica que no les anima a despegarse de esas mismas tareas para perseguir sueños investigadores; finalmente, la insaciable búsqueda de financiación hace que nosotros mismos tampoco tengamos un tiempo abundante para poder dedicárselo a los pocos que finalmente se animan. Pero pese a todo, tres valientes estudiantes de grado se unieron este año a PMMV. Mientras que Noelia Sánchez está investigando la geoquímica isotópica de los ecosistemas dominados por plantas C4, Daniel Casamayor y Alicia Ávila, como integrantes del Grupo de Paleontología del Equipo de Introducción a la Investigación GeoPaleoBiológica en Somosaguas, enmarcan sus trabajos en el estudio de las faunas de carnívoros y aves del Mioceno Medio, respectivamente.

Si pasamos a personajes más veteranos, también hemos tenido una serie de incorporaciones postdoctorales muy interesantes. Por un lado, Laura Domingo, recién regresada de la Universidad de California, se ha incorporado al Departamento de Paleontología de la UCM con un contrato PICATA del Campus de Excelencia Internacional de la Moncloa. Por el otro lado, tanto Soledad Domingo como Gema Alcalde se han incorporado como miembros asociados de PMMV, a la espera de poder optar a financiación postdoctoral más o menos estable (que confiamos no tardará demasiado en llegar). Todas ellas han sido colaboradoras habituales del equipo PMMV en los últimos años, ya sea trabajando codo con codo en las excavaciones comunes en que participamos o asistiendo a los mismos congresos (la foto que acompaña a este párrafo es del EJIP que se celebró en 2009 en Portugal) o colaborando en diversas publicaciones. Con estas tres incorporaciones, se refuerza aún más el perfil paleoecológico y paleoambiental de PMMV, con toques geoquímicos, tafonómicos y ecomorfológicos.

Así que, en definitiva, seis nuevos investigadores forman parte de PMMV, contribuyendo a su renovación y aportando ideas refrescantes, nuevas líneas de investigación y muchos ánimos.

De ardillas, lirones, ratas y ratones… y castores, hámsters, gerbillos, puercoespines, etc

Un nuevo artículo de PMMV ha salido ha la luz y no quería dejar pasar la ocasión para comentar brevemente algo de su historia:

Gómez Cano, A.R., Cantalapiedra, J.L., Álvarez-Sierra, M.A. & Hernández Fernández, M. 2014. A macroecological glance at the structure of late Miocene rodent assemblages from Southwest Europe.

Como ya habréis visto en la nota de prensa oficial, se trata de un estudio que busca analizar la forma en que las faunas de roedores del Suroeste de Europa (la Península Ibérica y el Sur de Francia, en lo que se conoce como Región Iberoccitana) cambiaron durante el periodo comprendido entre hace 12 y 5 millones de años, el cual constituye en su mayor parte el Mioceno Superior.

Los principales resultados del trabajo los podemos resumir en que durante este intervalo temporal se desarrollaron varios conjuntos de especies (llamados componentes faunísticos en el artículo) que se comportan de manera diferenciada en el tiempo y el espacio. Es decir, la sucesión temporal que se da en las faunas, algo que todos asumimos como inevitable cuando se trabaja en escala temporales tan amplias, se superpone a una diferenciación biogeográfica basada en la existencia de dos provincias faunísticas dentro de la Región Iberoccitana. Distintos componentes faunísticos se comportaron de manera diferenciada dependiendo de si se encontraban en la provincia meridional (Provincia Centroibérica) o en la septentrional (Provincia Cataloccitana). Y esa distinción en sus comportamientos tuvo su base en las diferentes características ambientales de estas dos provincias (más árida y subtropical la meridional, más húmeda y fresca la septentrional) y en la diferente capacidad de reacción de los distintos componentes faunísticos frente a los cambios ambientales que se produjeron en los 7 millones de años abarcados por este estudio.

El Enfriamiento Global

Fueron seis los componentes faunísticos que detectamos en las faunas de roedores del Mioceno superior iberoccitano, pero no voy a profundizar aquí en sus distintas composiciones (si alguno está interesado, pues que vaya al artículo original, en donde lo explicamos todo muy clarito). Tan sólo comentaré que se pueden distinguir tres periodos temporales en los que dominaron diferentes parejas de componentes faunísticos, generalmente uno más asociado con la Provincia Centroibérica y otro con la Cataloccitana:

  • En primer lugar, las faunas de finales del Mioceno Medio fueron dominadas por componentes con un elevada diversidad de lirones, tanto terrestres como arbóreos. Sin embargo, estos componentes faunísticos se vieron negativamente afectados por el enfriamiento global que se inició hace 14 millones de años y que se prologó a lo largo de todo el Neógeno hasta dar lugar a las glaciaciones del Pleistoceno. La disminución de estos componentes culminó en el evento faunístico Vallesiense (la ahora tan discutida Crisis Vallesiense; consúltense los trabajos de Casanovas-Vilar et al., 2014 y Domingo et al., 2014 para una revisión de la situación actual de esta problemática).
  • Paralelamente se incrementó la diversidad de los dos componentes que sustituirían a las faunas anteriores. Uno de ellos agrupaba gran cantidad de taxones forestales, incluyendo un buen número de ardillas voladoras; mientras que el otro estaba marcado por la aparición de los primeros murinos (ratas y ratones del Viejo Mundo) en la península, asociados a ambientes abiertos. Particularmente, el componente más asociado a ambientes forestales se vió especialmente favorecido en la provincia septentrional por ese mismo enfriamiento global.
  • Finalmente, a medida que la temperatura del planeta continuaba descendiendo, componentes faunísticos asociados a los ambientes más áridos de la provincia meridional reemplazaron a los anteriores como componentes dominantes (en general, se suele asociar un planeta más frío con un incremento de la aridez). La diversificación de los murinos en estos ambientes cada vez más áridos parece que estuvo de alguna manera relacionada con la Crisis Mesiniense.

Tres familias de roedores, lirones, ardillas y ratones del Viejo Mundo

Esta breve descripción sólo hace hincapié en tres familias de roedores, lirones, ardillas y ratones del Viejo Mundo, pero eso no significa que no hubiera otros grupos de roedores que sufrieran similares destinos en la Región Iberoccitana. La diversidad de nuestras faunas durante el Mioceno Superior fue enorme, como corresponde a un área dominada por paisajes tropicales y subtropicales. Entre otros, también había hámsters, gerbillos, puercoespines, castores o eomyidos; pero en este periodo no llegaron a ser tan significativos (al menos en número de taxones) como las ardillas, lirones, ratas y ratones.

De ardillas, lirones, ratas y ratones... y castores, hámsters, gerbillos, puercoespines, etc

La decisiva influencia de los cambios climáticos en la historia evolutiva de los mamíferos

Para finalizar, me parece oportuno comentar que la idea de realizar esta investigación surgió como un intento de emular algunos grandes trabajos anteriores sobre sucesiones faunísticas, que siempre nos han parecido una de las cosas más interesantes que se puede llegar a estudiar en Paleontología. Sin duda alguna, de todos esos trabajos, el más querido por nosotros es el de van der Meulen & Daams (1992), los cuales nos introdujeron en las maravillosas faunas de roedores del Mioceno aragonés y su interés como indicadores paleoambientales. Mucho más reciente, tenemos el trabajo de Figueirido et al. (2012), que muestra la decisiva influencia de los cambios climáticos en la historia evolutiva de los mamíferos de Norteamérica. Y no podemos terminar sin recordar el trabajo que lo empezó todo, el estudio multivariante de las biotas marinas del Fanerozoico realizado por Sepkoski (1981). Una aportación como la nuestra viene a complementar la imagen que tenemos sobre las sucesiones faunísticas con una visión de gran resolución espaciotemporal, como sólo las faunas de micromamíferos del Neógeno ibérico pueden ofrecer. Este detalle nos permite vislumbrar la influencia combinada de cambios climáticos y variaciones biogeográficas en la evolución de la biosfera.

En respuesta al compromiso de PMMV con el movimiento Open Access (#OA), tal complemento al conocimiento científico ahora está disponible para todo el mundo en la nueva revista de acceso abierto que el grupo Nature lanzó hace algo más de un año, Scientific Reports. Debemos agradecer a su equipo editorial que haya tenido la amabilidad de sufragar la publicación de nuestro artículo, debido a la ausencia de financiación por la que pasa nuestro equipo a causa de los recortes presupuestarios que el gobierno español está imponiendo al sistema científico de nuestro país.

El «espíritu aventurero» de nuestra juventud.

En PMMV estamos muy contentos de poder afirmar que uno de nuestros doctores ha sido seleccionado para un contrato de investigación postdoctoral en Alemania por medio de la prestigiosa Fundación Alexander von Humboldt. Se trata de Juan L. Cantalapiedra, que el año que viene se incorporará al Museum für Naturkunde de Berlín para desarrollar nuevos y excitantes estudios sobre la evolución de los rumiantes y otros organismos. Allí colaborará con Faysal Bibi, un viejo conocido de PMMV por ser un antiguo estudiante de doctorado de Elisabeth S. Vrba coincidiendo con el final de la estancia postdoctoral del coordinador de PMMV, Manuel Hernández Fernández, en la Universidad de Yale. ¡Todos los círculos se cierran en un magnífico puzzle cósmico!

En nuestras estadísticas del equipo, Juan se une a Ana R. Gómez Cano, que ya lleva un año en el extranjero, mostrando su buen hacer como científica en el estudio de la evolución de los mamíferos del Neógeno africano. Ella se encuentra actualmente afiliada, también con un contrato postdoctoral, al Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon de la École Normale Supérieure de Lyon, colaborando con Laurent Viriot en el análisis de la ecomorfología dental de súidos y micromamíferos.

Doctores españoles

Así que podemos sentirnos orgullosos de que los doctores made in PMMV logran perseverar en la difícil carrera científica. Esperemos que los numerosos avances que están desarrollando en sus trabajos sirvan para que en un futuro no muy lejano sean capaces de regresar a España a continuar sus líneas de investigación (antiguas y nuevas) en unas condiciones adecuadas.

Confiemos en que se arregle a no tardar mucho la espeluznante situación por la que está atravesando el sistema científico español desde hace ya más tiempo del que se debería aceptar, y así podamos recuperar estos cerebros «fugados» (más bien desterrados por las administraciones que gestionan nuestra Ciencia) para que no se cumpla esta imagen:

Las necesidades de los jóvenes

Si se logra que estos

jóvenes investigadores

(ya no tan jóvenes, en cualquier caso; se trata de personalmente altamente cualificado, perfectamente capaz de llevar a cabo estudios sumamente sofisticados y dirigir sus propias líneas de investificación) puedan regresar a España para mostrar las nuevas aptitudes que hayan alcanzado con sus estancias en centros de investigación extranjeros, entonces se habrá logrado alcanzar lo que nuestros gestores llaman “movilidad exterior” y atribuyen al “espíritu aventurero” de nuestros jóvenes. Pero de momento, viendo lo que está pasando en otros equipos de investigación, ese no es el caso; así que tendremos que seguir hablando de “fuga de cerebros”.