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Comprueba la evolución en tu propio cuerpo

El 42% de la población estadounidense y el 11,5 de la española no cree que la evolución sea cierta. A pesar de ello, existen diferentes pruebas de que el genial Darwin estaba en lo cierto, algunas de ellas en tu propio cuerpo. ¿Te han operado del apéndice o quitado las muelas del juicio? Descubre en este artículo qué órganos vestigiales heredaste de tus antepasados.

¿QUÉ SON LAS ESTRUCTURAS VESTIGIALES?

Las estructuras vestigiales (a menudo llamadas órganos, aunque no lo sean propiamente dicho) son partes del cuerpo que han visto reducida o perdida su función original durante la evolución de una especie. Se encuentran en muchos animales, incluidos por supuesto los humanos.

Esqueleto de orca en el que se observan vestigios de las extremidades traseras. Foto: Patrick Gries
Esqueleto de orca en el que se observan vestigios de las extremidades traseras, prueba de su origen terrestre. Foto: Patrick Gries

Las estructuras vestigiales eran plenamente funcionales en los antepasados de esas especies (y lo son en las estructuras homólogas de otras especies actuales), pero actualmente su función es prácticamente nula o ha cambiado. Por ejemplo, en algunos insectos como las moscas el segundo par de alas ha perdido su función voladora y ha quedado reducido a órganos del equilibrio (halterios). Si quieres saber más sobre la evolución del vuelo en los insectos entra aquí.

Además de estructuras físicas, las características vestigiales también pueden manifestarse en comportamientos o procesos bioquímicos.

¿POR QUÉ SON PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN?

La selección natural actúa sobre las especies favoreciendo características que aumenten su supervivencia y eliminando las que no, por ejemplo cuando aparecen cambios en el hábitat. Los individuos con características poco favorables morirán o se reproducirán menos y esa característica se verá eliminada a la larga, mientras que las favorables se mantendrán ya que sus portadores la podrán pasar a la siguiente generación.

A veces hay características que no son ni favorables ni desfavorables, por lo que seguirán pasando a las siguientes generaciones. Pero toda estructura tiene un coste (energético, peligro a que se infecte, desarrolle tumores…), por lo que la presión selectiva sigue actuando para eliminar algo que no favorece al éxito de la especie. Es el caso de las estructuras vestigiales, que “tardarían más” en desaparecer a lo largo de la evolución. El hecho que existan revelan que en el pasado esas estructuras sí tenían una función importante en nuestros antepasados.

ENCUENTRA TUS ÓRGANOS VESTIGIALES

LA MEMBRANA NICTITANTE

Ya hablamos de ella en Cómo ven el mundo los animales. Se trata de una membrana transparente o translúcida que sirve para proteger el ojo y humedecerlo sin perder visibilidad. Es común en anfibios, reptiles y aves. Entre los primates, sólo la poseen completa lémures y loris.

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Membrana nictitante o tercer párpado de un avefría militar (Vanellus miles). Foto: Toby Hudson

En humanos la plica semilunaris es un vestigio de la membrana nictitante. Obviamente no la podemos mover pero aún tiene cierta función de drenaje del lagrimal y ayuda al movimiento del ojo (Dartt, 2006).

Plica semilunaris (pliegue semilunar). Foto: desconocido
Plica semilunaris (pliegue semilunar). Foto: desconocido

EL TUBÉRCULO DE DARWIN Y LOS MÚSCULOS DE LA OREJA

El 10% de la población tiene un engrosamiento en la oreja, vestigio de la oreja puntiaguda común en los primates. Esta estructura se llama tubérculo de Darwin y no tiene ninguna función.

Variabilidad del Tubérculo de Darwin en la punta de la oreja (0= ausente). Puede presentarse en otras zonas del pabellón auditivo: ver publicación.
Variabilidad del Tubérculo de Darwin en la punta de la oreja (0= ausente).  Fuente.
Comparación entre la oreja de un macaco y la nuestra. Fuente
Comparación entre la oreja de un babuino amarillo (Papio cynocephalus) y la nuestra. Fuente

Asimismo, los primates (y otros mamíferos) tienen orejas móviles para dirigir los pabellones auditivos hacia la fuente de sonido: seguramente lo habrás observado en tu perro o gato. Los humanos (y chimpancés) ya no tenemos esa gran movilidad, aunque algunas personas pueden mover ligeramente los pabellones auditivos a voluntad. Se ha comprobado mediante electrodos que estos músculos se excitan cuando percibimos un sonido que viene de una dirección concreta (2002).

Músculos auriculares responsables del movimiento del pabellón auditivo. Fuente

El músculo occipitofrontal también ha perdido su función de evitar que se caiga la cabeza, aunque participa en la expresión facial.

MÚSCULO PALMAR LARGO

El 16% de las personas caucásicas no posee este músculo en la muñeca, tampoco un 31% de las nigerianas ni un 4,6% de las chinas. Incluso puede aparecer en un brazo y no en el otro o ser doble según las personas.

Se cree que este músculo participaría activamente en la locomoción arborícola de nuestros antepasados, pero actualmente no tiene ninguna función necesaria, ya que no proporciona más fuerza de agarre. Este músculo es más largo en primates completamente arborícolas (lemures) y más corto en los más terrestres, como los gorilas (referencia).

Y tú, ¿lo tienes o no? Haz la prueba: junta los dedos pulgar y meñique y levanta ligeramente la mano.

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Yo tengo dos en el brazo izquierdo y uno en el derecho. Foto: Mireia Querol

MUELAS DEL JUICIO

El 35% de las personas no poseen muelas del juicio o tercer molar. En el resto, su aparición suele ser dolorosa y es necesaria la extirpación.

Yo no tengo el tercer molar. Foto: Mireia Querol Rovira
Yo no tengo el tercer molar. Foto: Mireia Querol Rovira

Nuestros ancestros homininos sí las tenían, bastante mayor que el nuestro. Un reciente estudio explica que cuando un diente se desarrolla, emite señales que determinan el tamaño de los dientes vecinos. La reducción de la mandíbula y el resto de dentadura a lo largo de la evolución ha provocado la reducción de los molares (e incluso la desaparición del tercero).

Comparativa entre la dentición de un chimpancé, Australopithecus afarensis y Homo sapiens. Fuente
Comparativa entre la dentición de un chimpancé, Australopithecus afarensis y Homo sapiens. Observa la reducción de los tres últimos molares entre afarensis y sapiens, Fuente

EL COXIS

Si te tocas la columna vertebral hasta el final, llegarás al coxis o cóccix. Se trata de 3 a 5 vértebras fusionadas vestigio de la cola de nuestros ancestros primates. De hecho, cuando estábamos en el útero materno, en los primeros estadíos de desarrollo del embrión se observa una cola con 10-12 vértebras en formación.

Distintos estados en el desarrollo embrionmario humano y comparación con otras especies. Créditos en la imagen
Distintos estadíos en el desarrollo embrionario humano (1 a 8) y comparación con otras especies. Créditos en la imagen

Posteriormente se reabsorbe, pero no en todos los casos: hay reportados 40 nacimientos de bebés con cola.

Neonato nacido con cola. Una mutación ha evitado la inhibición del crecimiento de la cola durante la gestación. Fuente
Neonato nacido con cola. Una mutación ha evitado la inhibición del crecimiento de la cola durante la gestación. Fuente

Aunque no tengamos cola, actualmente estos huesos sirven de anclaje de algunos músculos pélvicos.

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Situación del coxis. Foto: Mireia Querol Rovira

PEZONES SUPERNUMERARIOS (POLITELIA)

Se estima que hasta un 5% de la población mundial presenta más de dos pezones. Estos pezones “extra”, pueden presentarse en diferentes formas (completos o no) por lo que a veces se confunden con pecas o lunares.  Se situan en la línea mamilar (de la ingle a la axila), exactamente en la misma posición que el resto de mamíferos con más de dos mamas (observa a tu perro, por ejemplo). Habitualmente el número de mamas corresponde con la media de crías que puede tener un mamífero, por lo que los pezones extra serían un vestigio de cuando nuestros antepasados tenían más crias por parto. Lo habitual son 3 pezones, pero se ha documentado un caso de hasta 8 pezones en una persona.

Pezón suplementario debajo del principal. Fuente
Pezón suplementario debajo del principal. Fuente

ENCUENTRA TUS REFLEJOS Y COMPORTAMIENTOS VESTIGIALES

EL REFLEJO DE PRENSIÓN PALMAR Y PLANTAR

Alguna vez habrás experimentado que al acercar cualquier cosa a las manos de un bebé, automáticamente lo agarra con una fuerza tal que sería capaz de aguantar su propio peso. Desaparece hacia los 3-4 meses y es un remanente de nuestro pasado arborícola y a la forma de agarrarse al pelo de la madre, igual que sucede con los otros primates actuales. Observa el siguiente vídeo de 1934 sobre un estudio de dos gemelos (minuto 0:34):

En los pies también existe el reflejo de intentar agarrar algo cuando se toca la planta del pie de un bebé. Desaparece hacia los 9 meses de edad.

Por cierto, ¿te has fijado en la afición y facilidad que tienen los niños y niñas para subirse a cualquier barandilla o parte elevada en un parque infantil?

LA PIEL DE GALLINA

El frío, el estrés o una emoción intensa (por ejemplo, el escuchar cierta música) provoca que el músculo piloerector nos erice el vello dándole a la piel el aspecto de una gallina desplumada. Es un reflejo involuntario en el que algunas hormonas, com la adrenalina (que se libera en las situaciones mencionadas), están implicadas.  ¿Qué utilidad tenía esto para nuestros ancestros y tiene en los mamíferos actuales?

  • Aumentar el espacio entre la piel y el exterior, por lo que el aire caliente atrapado entre el pelo ayuda a mantener la temperatura.
  • Parecer más grandes para ahuyentar posibles depredadores o competidores.

    Chimpancé con el pelo erizado durante un display antes de un conflicto. Foto: Chimpanzee Sanctuary Northwest
    Chimpancé con el pelo erizado durante un display antes de un conflicto. Foto: Chimpanzee Sanctuary Northwest

Obviamente nosotros hemos perdido el pelo en la mayor parte del cuerpo, por lo que aunque conservamos el reflejo, no nos sirve ni para calentarnos ni para ahuyentar depredadores. El pelo se ha conservado más abundantemente en zonas donde es necesaria protección o  debido a la selección sexual (cabeza, cejas, pestañas, barba, pubis…), pero en general, también puede ser considerado una estructura vestigial.

Existen más estructuras vestigiales aunque en este artículo nos hemos centrado en las más observables. En futuros artículos hablaremos de otras internas, como el famoso apéndice o el órgano vomeronasal.

REFERENCIAS

El mundo desde los ojos de una serpiente

Imagina que eres una serpiente. Te arrastras arras de suelo, con un cuerpo largo y delgado detrás. No tienes orejas y aunque tus ojos son grandes y están bien desarrollados, no puedes parpadear. Constantemente sacas la lengua, cosa que te informa de todo lo que ha pasado a tu alrededor, especialmente el olor del suculento ratón que llevas días buscando. Los ofidios han sufrido tantas modificaciones corporales que sus sentidos han tenido que adaptarse a su estilo de vida. Con más de 3.000 especies actuales de serpientes es difícil generalizar, pero en esta entrada explicaremos algunas de las adaptaciones sensoriales más curiosas de los ofidios actuales, intentando arrojar algo de luz al mundo de estos animales tan fascinantes e injustamente tratados.

OLFATO: PROBANDO EL AIRE

Uno de los sentidos más desarrollados de los ofidios es el olfato. Es sabido que las serpientes utilizan la lengua para oler el aire y detectar sustancias químicas. Antes se creía que las serpientes sólo utilizaban la lengua para oler y que el epitelio nasal solo servía para activar este mecanismo. Ahora sabemos que las serpientes huelen utilizando tanto la nariz como la lengua, aunque ésta les es más útil en determinadas situaciones.

epitellium jacobsonImagen de microscopio de un corte transversal del cráneo de una serpiente, en la que se ve el epitelio olfativo, tanto de la cavidad nasal como del órgano vomeronasal. Imagen de Elliott Jacobson.

Las serpientes prueban el aire mediante la lengua y el órgano vomeronasal u órgano de Jacobson. Este órgano no es exclusivo de las serpientes, ya que se encuentra también en otros lagartos, algunas salamandras y en muchos mamíferos. El órgano vomeronasal sirve para detectar sustancias químicas no volátiles (que necesitan contacto directo con el epitelio para ser detectadas) como por ejemplo feromonas o el rastro de una presa.

Jacobson's_organ_in_a_reptile.svgEsquema de la posición del órgano vomeronasal. Éste se forma durante el desarrollo embrionario a partir de la cavidad nasal y tiene una apertura al paladar. Imagen de Fred the Oyster.

La inconfundible lengua bífida de las serpientes está muy especializada en transportar partículas al órgano vomeronasal. Ésta presenta un seguido de papilas o depresiones (dependiendo de la especie) microscópicas que ayudan a la captación y retención de partículas olorosas. Después lleva esta información hasta el paladar, donde entra en contacto con el órgano vomeronasal.

Water_Monitor_Sunderban_National_Park_West_Bengal_India_22.08.2014Los varanos (parientes de las serpientes) también presentan una lengua bífida que les permite oler el aire. Foto de un varano acuático (Varanus salvator) en la India, de Dibyendu Ash.

Las serpientes sacan la lengua al aire o contra alguna superficie para recoger “muestras químicas” del ambiente. Además, se cree que el hecho de que la lengua sea bífida les sirve para detectar mejor la dirección de donde viene el estímulo, ya que la información que obtienen de cada punta de la lengua va a una de las dos cavidades del órgano vomeronasal y viaja hasta el cerebro por vías separadas.

grass-snake-60546Foto de una culebra de collar (Natrix natrix) sacando la lengua para probar el aire. Imagen de WikiImages.

Las serpientes utilizan esta información química para rastrear presas, buscar pareja y detectar el estado reproductor de otro individuo. Además, en un artículo reciente se ha estudiado como las serpientes (gracias a su sentido del olfato) eran capaces de reconocer a sus hermanos y familiares, escogiéndoles ante un desconocido para compartir sus refugios de hibernación.

OÍDO: ESCUCHAR SIN OÍDOS

El oído es uno de los sentidos menos desarrollados de los ofidios. La falta de oído externo hizo que durante mucho tiempo se pensase que las serpientes eran sordas. Aun así, recientemente se ha comprobado que las serpientes sí que tienen diferentes métodos para detectar diferentes tipos de vibraciones.

Heller_Tigerpython_Python_molurus_molurusRetrato de una pitón de la India (Python molurus) en el que se ve claramente la ausencia de oído externo. Foto de Holger Krisp.

Como ya comentamos en una entrada anterior, las serpientes no presentan ni oído externo ni tímpanos. Aun así, sí que presentan todos los elementos del oído interno característicos de los tetrápodos. Lo que cambia es el método de transmisión de los estímulos vibracionales, que en los ofidios se lleva a cabo mediante un hueso llamado columella.

columella2Esquema del aparato auditivo de una serpiente cualquiera. Imagen de Dan Dourson.

La columella es un pequeño hueso largo y delgado que está atado mediante ligamientos y tejidos cartilaginosos a la parte posterior de la mandíbula superior y se articula con la mandíbula inferior. Las serpientes tienen una a cada lado del cráneo y realizan una función equivalente a los estribos (huesos del oído medio de los mamíferos). Las columellas están completamente envueltas de tejidos de manera que las vibraciones, tanto aéreas como terrestres o acuáticas, son transmitidas a estos huesos, los cuáles se encuentran en contacto con el líquido del oído interno.

Aun así, la sensibilidad de las serpientes a las ondas aéreas es bastante limitada. Por ejemplo, mientras que los seres humanos podemos oír vibraciones aéreas de entre 20 y 20.000 Hz, las serpientes sólo detectan vibraciones entre los 50 y 1.000 Hz. Aún y teniendo un rango auditivo tan limitado, en algunas especies de serpientes se ha visto que el aparato auditivo puede recibir estímulos vibratorios de cualquier parte del cuerpo, ya que éstos se transmiten a través de los tejidos hasta las columellas.

anaconda-600096Las serpientes acuáticas como la anaconda (Eunectes murinus) pueden detectar con todo el cuerpo los sonidos de animales moviéndose bajo el agua. Foto de Ddouk.

Aún con las limitaciones que tienen para detectar ondas aéreas, lo que se les da mejor es detectar vibraciones provenientes del suelo o del agua. La mayoría de serpientes pueden detectar con gran precisión la vibración causada por los pasos de una presa apoyando la mandíbula inferior (que está en contacto con las columellas) al sustrato.

Cerastes_gasperetti_(horned)La víbora cornuda arábica (Cerastes gasperettii) es una serpiente que vive en desiertos arenosos, donde el terreno permite una gran transmisión de vibraciones terrestres. Imagen de Zuhair Amr.

VISTA: LUZ Y COLOR

Los ojos de las serpientes no difieren mucho de los del resto de vertebrados terrestres. Pero sí que tienen algunas características especiales, debido seguramente a sus orígenes subterráneos o subacuáticos. La mayoría de científicos creen que las serpientes por decirlo de algún modo, tuvieron que “reinventar sus ojos”.

Typhlops_vermicularis2Los ofidios más  primitivos, como esta serpiente ciega europea (Typhlops vermicularis), tienen ojos pequeños y poco desarrollados. Imagen de Kiril Kapustin.

La estructura del ojo es prácticamente igual que en el resto de tetrápodos. Una diferencia es el método de enfoque que, mientras que en el resto de tetrápodos el ojo enfoca cambiando la curvatura del cristalino, las serpientes enfocan moviendo el cristalino adelante y atrás. Además, mientras que casi todos los vertebrados terrestres tienen párpados que protegen el ojo, las serpientes tienen una escama ocular transparente que se renueva cada vez que mudan de piel.

Rat_Snake_Molting,_Missouri_OzarksVíbora ratonera (Pantherophis obsoletus) a punto de mudar de piel, momento en que la escama ocular se ve opaca. Foto de Bob Warrick.

Dependiendo del estilo de vida de la serpiente su visión presenta adaptaciones diferentes, aunque en la mayoría de especies la retina presenta tanto bastones (sensibles en condiciones de poca luz) como conos (permiten ver los detalles y el color). Las serpientes subterráneas más primitivas presentan ojos bastante simples, con sólo bastones que les permiten diferenciar la luz de la oscuridad. En cambio la mayoría de serpientes diurnas presentan pupilas redondas con conos y bastones.

Ahaetulla_headMuchas serpientes arborícolas como esta serpiente látigo verde (Ahaetulla nasuta) presentan pupilas horizontales que les permiten aumentar su campo de visión, haciendo que puedan calcular mejor las distancias entre rama y rama. Foto de Shyamal.

Aparte de la luz visible, algunas serpientes pueden ver otras longitudes de onda. Los crótalos y algunos pitonomorfos (pitones y boas) pueden detectar la radiación infrarroja, pudiendo ver la signatura térmica de su alrededor. Esto les resulta extremamente útil para detectar las presas en condiciones de poca luz, ya que pueden percibir su calor corporal.

The_Pit_Organs_of_Two_Different_SnakesFotos de una pitón y un crótalo donde se señalan tanto las narinas (flechas negras) como las cavidades termorreceptoras (flechas rojas). Imagen de Serpent nirvana.

Esto lo consiguen mediante las cavidades termorreceptoras, unas cavidades que han aparecido independientemente en los crótalos y en los pitonomorfos. Mientras que los crótalos sólo presentan un par de fosetas loreales a ambos lados del hocico, los pitonomorfos presentan varias fosetas labiales en el labio superior o en el inferior. Aunque tienen menos, las de los crótalos son más sensibles que las de las pitones.

Diagram_of_the_Crotaline_Pit_OrganEsquema de la estructura de la cavidad termorreceptora de un crótalo. Ésta presenta una membrana sensible a los cambios de temperatura, detrás de la cual hay una cámara con aire y nervios sensibles al calor. Este aire se dilata con los incrementos de temperatura y activa el nervio trigémino. Imagen de Serpent nirvana.

Estas fosetas son extremadamente sensibles y pueden detectar cambios de temperatura de hasta 0,001°C. El nervio trigémino llega al cerebro vía el tectum óptico, haciendo que la imagen detectada por los ojos se superponga con la imagen infrarroja de las fosetas. Ésto hace que estas serpientes detecten tanto la luz visible (como nosotros) como la radiación infrarroja, de una forma que a nosotros nos resulta imposible de imaginar.

Vídeo de BBCWorldwide en el que se nos explica como una cascabel de los bosques (Crotalus horridus) utiliza su detección de la radiación infrarroja para cazar una rata en la oscuridad.

Como habéis visto, las serpientes perciben el mundo de forma muy diferente a la nuestra. Las serpientes no dejan indiferente a nadie y, de la misma forma que distintas personas ven a las serpientes de formas diferentes, las diferentes especies de ofidios presentan adaptaciones diferentes y diversas para percibir el mundo que les rodea. Esperemos que con esta entrada hayáis podido entender un poco mejor el increíble mundo en el que viven las serpientes.

REFERENCIAS

Las siguientes fuentes han sido consultadas durante la elaboración de esta entrada:

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