¿Cómo evolucionaron los animales en diferentes tamaños y físicos?

Los animales tienen una caja de herramientas de desarrollo, compuesta de genes de control de alto nivel (como los genes HOX) que delinean la arquitectura del cuerpo durante el desarrollo embrionario. Además, existe un conjunto de mecanismos de control bien conservados para afectar el tamaño de los órganos, asegurándose de que los órganos se desarrollen en coordinación (por ejemplo, la vía HIPO).

Los detalles de cómo funcionan estos genes son algo diferentes entre los diferentes filamentos animales, pero en general, pequeños cambios en la expresión y funciones de estos genes (debido a mutaciones o recombinaciones en el nivel de ADN), pueden conducir a cambios dramáticos en el tamaño del órgano o en La arquitectura del cuerpo.

Entonces, para responder cómo la evolución generó diferencias tan dramáticas en la forma y el tamaño del cuerpo, al tiempo que conserva la arquitectura general del cuerpo (los elefantes y los ratones tienen órganos similares con funciones conservadas, a pesar de las diferencias de tamaño): pequeños cambios en el desarrollo embrionario debido a cambios en el embrión. Los genes de control del desarrollo podrían conducir a un efecto dramático sobre el tamaño y la forma del cuerpo en un período relativamente corto de tiempo evolutivo.

Tiktaalik es un buen ejemplo. Probablemente fue uno de los primeros animales transitorios (agua a tierra) en existir. su fósil nos muestra que sus aletas se han convertido en estructuras más “parecidas a un pie”. Supongo que se usarían para moverse en el fondo de aguas muy poco profundas, pero aún podrían funcionar más o menos de la misma manera en tierra, lo que les permitiría “caminar” allí también. Esto probablemente se produjo en un individuo como una mutación aleatoria, otorgándole la ventaja de llegar a diferentes lugares que limitarían a otros. Esto le permitió extenderse y refinarse hasta el punto de que la mayoría de las especies podían “caminar”. Ahora acaba de tener un cambio de especie de exclusivamente acuático a anfibio. Espero que esto haya ayudado a explicar.

Los animales tienen genes que controlan el desarrollo de segmentos corporales llamados genes hox. Los genes Hox controlan cómo se expresan otros genes durante el desarrollo. Los cambios en los genes hox pueden tener profundos efectos en los segmentos que controlan. Esto permite bastante flexibilidad en la evolución de los cuerpos de los animales, y ha llevado a gran parte de la diversidad de formas que vemos en los animales.

Esto, como todos estos ejemplos, está muy simplificado.

Comencemos con una población de antílopes. Dentro de esa población tiene muchas, muchas variaciones individuales: el color del pelaje, la longitud de la pierna, la longitud de la oreja y el tamaño son solo algunas. Entonces tienes muchas más variaciones que no puedes ver fácilmente: la fortaleza del sistema inmune, por ejemplo. Solo algunas de estas variaciones pueden existir en un individuo en particular, pero la población en su conjunto tiene una gran cantidad de ellas. Algunas variaciones carecen de sentido: la longitud de la oreja, por ejemplo, puede nunca desempeñar un papel en la supervivencia general del individuo o de la población en general.

Otros podrían.

El tamaño es un buen ejemplo. El tamaño de un antílope individual podría no tener sentido, hasta que intervienen otros factores. Digamos que tenemos una manada de diez mil antílopes. Algunos están en el extremo grande de su variación natural y otros están en el extremo pequeño. La región que ocupan cae en un ciclo de sequías, y gran parte del suministro de alimentos se desvanece. Los antílopes más grandes por un tiempo pueden prosperar, ya que son capaces de apartar a los más pequeños, pero simplemente no hay suficiente comida para ellos: un antílope solo puede comer y procesar X cantidad de forraje en un día, y no hay Queda esa cantidad. Los antílopes de gran cuerpo comienzan a morir de hambre y no viven más que unos pocos años. Todavía pueden reproducirse, pero hay menos de ellos cada año.

Mientras tanto, el antílope de cuerpo más pequeño en el otro extremo del rango de tamaño tiene comida más que suficiente. Viven más tiempo y, por lo tanto, producen más hijos. Pronto comienzan a superar en número al antílope de cuerpo grande, y comienzan a competir con ellos por sus compañeros. Unos pocos miles de años después, el rango de tamaño del antílope en esa región se ha desplazado hacia abajo; ahora solo hay ocasionales antílopes de cuerpo grande. La mayoría son más pequeños y más ágiles que sus antepasados.

Ser ágil también es un buen rasgo: aumenta la velocidad y te ayuda a evitar a los depredadores. Esos mismos depredadores comienzan a seleccionar los antílopes que no son tan ágiles.

Pasan millones de años. El pequeño antílope ha acumulado más cambios en su forma de otros cambios impuestos por la genética o el medio ambiente. Sus patas se han alargado y la pezuña más delgada.

Los científicos descubren el valle y comentan cuán pequeños son los antílopes. Se les da un nombre diferente al que solía ser exactamente la misma criatura al otro lado de las montañas. Debido a que el otro antílope también ha experimentado cambios, los dos ya no pueden reproducirse entre sí. Los antiguos antílopes ahora son ‘gacelas’ con diferentes dietas, diferentes formas de movimiento, diferentes pezuñas y estructuras óseas.

Mientras tanto, los animales del otro lado de la montaña se han hecho más grandes porque tienen un suministro de alimentos más disponible, y porque los antílopes de cuerpo más grande comenzaron a tener más éxito para fabricar más antílopes que otros. Pueden tener cuernos más gruesos o patas más gruesas, y eso los ayuda a enfrentar un conjunto diferente de depredadores, o ser mejores para desenterrar raíces suculentas. Estos ‘antílopes’ se han convertido efectivamente en ‘bisontes’. Comparten un ancestro común con las ‘gacelas’, pero los dos grupos ahora se han separado tanto que ahora son especies nuevas y separadas.