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