¿Podría un animal desarrollar algún tipo de vejiga de gas que le permita volar por el aire como los peces nadan en el agua?

La evolución es el proceso por el cual la presión selectiva (falta de alimentos, muchos alimentos, semillas más grandes, casi cualquier cosa que pueda alterar la probabilidad de procrear) impulsa cambios en las frecuencias alélicas dentro de una población, no dentro de un solo organismo. Las frecuencias alélicas dentro de una población (cuya diversidad es el resultado de cosas como mutaciones, duplicaciones, translocaciones, etc.) pueden cambiar con bastante rapidez con las condiciones ambientales. Las bacterias bajo la selección de antibióticos y los virus bajo la selección de medicamentos antirretrovirales pueden evolucionar en cuestión de horas. La clave con ambos organismos es que tienen mecanismos para mantener o crear material genético muy diverso dentro de la población, sobre el cual la presión selectiva puede actuar. En organismos superiores, un ejemplo bien documentado son los cambios de color en las polillas en Inglaterra como resultado de la contaminación: evolución de la polilla moteada [1].

La evolución requiere presión selectiva y material genético sobre el cual se puede ejercer la selección (dentro de la población, no hay evolución dentro de un organismo, no puedo enfatizar eso lo suficiente). En organismos que pueden reproducirse asexualmente como bacterias, la selección puede ejercerse hasta el punto de expandir clonalmente un solo organismo. Para los organismos de vida más larga que se reproducen sexualmente, esto no es posible. Los lagartos definitivamente pueden evolucionar en pájaros, la clave para tal transición es mucho, mucho tiempo, ya que la diversidad genética dentro de una población cambia a un ritmo limitado por el ritmo de los cambios genéticos (que generalmente son bastante limitados a medida que los organismos intentan mantener su genomas). La presión selectiva no puede hacer otra cosa que alterar la frecuencia de los alelos que ya existen dentro de una población. Se requiere mucho y mucho tiempo para cambios drásticos.

Eso es realmente solo una explicación de la evolución para enfatizar los dos componentes de la evolución 1) variación genética dentro de una población 2) presión selectiva sobre esa población.

La variación genética en este universo está 100% limitada a cosas que existen en nuestra realidad (sin ojos láser o visión de rayos X, lo siento) y está limitada en su tasa de cambio por nuestros numerosos mecanismos para evitar alteraciones drásticas en la línea germinal. Durante largos períodos de tiempo (en relación con nuestra vida útil), la presión selectiva puede causar cambios drásticos, pero generalmente hay compensaciones. El camino de un organismo a otro es sinuoso sin ninguna dirección real o objetivo final (porque no hay ninguno excepto en la narrativa retrospectiva que adoptamos). Donde quiera que la evolución conduzca, su ‘objetivo’ definitivamente no es humano o inteligencia o la acumulación de rasgos más geniales. Si hay un nicho con más alimentos o menos presión depredadora, algunos organismos generalmente encuentran una manera de explotarlo. También hay cierta dependencia de la ruta, la pérdida de rasgos es posible (ojos en los peces que habitan en cuevas), pero, sin embargo, cada población comienza con su propia variación. Durante los tiempos de cambio drástico, la extinción es un resultado común si el rango de variación dentro de esa población no abarca rasgos de supervivencia.

Los organismos unicelulares tienen la capacidad de “robar” algo de material genético, pero los organismos que ya no viven lo hacen simplemente porque no hay un mecanismo de propagación de ese material a todas las células en un adulto y la procreación lleva demasiado tiempo para “probar” el material genético ambiental. . Incluso si los organismos más grandes tuvieran algún mecanismo para incorporar ADN externo en la línea germinal, los riesgos serían catastróficos y las recompensas no surgirían a tiempo para evitar la extinción. Imaginemos que los humanos o cualquier organismo más longevo que incorpore aleatoriamente ADN ambiental en nuestro genoma a gran escala, el resultado sería una disminución rápida en la tasa de natalidad a cerca de 0 sin ninguna probabilidad razonable de una mayor aptitud.

Con un poco de ingeniería genética súper dudosa, quizás podamos alterar las cosas, pero esa no es una opción todavía, e incluso si lo fuera, no sería la evolución en el sentido biológico como se define actualmente, por lo que la respuesta a su pregunta es no.

Notas al pie

[1] Polilla a la pimienta – Selección natural

Si la pregunta es si un animal podría poseer o no la capacidad de vuelo boyante, absolutamente. Hay muchas moléculas que son suficientemente más livianas que el aire y pueden fabricarse orgánicamente. El metano, el amoníaco, el hidrógeno y algunos otros son lo suficientemente livianos como para ser útiles, aunque el hidrógeno sería el más eficiente.

La piel del batidor de oro se usó históricamente para hacer bolsas de gas, y la piel está hecha de los intestinos de las vacas, por lo que definitivamente existe la capacidad de los animales de fabricar materiales de contención adecuados. El látex natural también es adecuado, aunque no tan bueno.

Los animales tendrían que ser muy grandes y muy ligeros para que el vuelo flotante sea práctico. Esto probablemente no sería excelente por su capacidad para sobrevivir a la depredación. También serían increíblemente inflamables, lo que probablemente no sea un gran problema para un solo animal. En cuanto a la comida, su gran tamaño haría que la depredación sea una opción poco probable, por lo que probablemente serían fotosintéticos. O tal vez algún tipo de planta depredadora, como una trampa de mosca gigante Venus flotante.

En cuanto a lo que en la Tierra podría causar la cadena evolutiva que resultaría en un vuelo boyante, su suposición es tan buena como la mía, y muy poco probable.

No.

Primero, necesitaría un gas biológico que sea significativamente menos denso que el aire. Helio e hidrógeno están por la ventana. El metano o el amoníaco serían suficientes, aunque son mucho más densos que el hidrógeno o el helio.

En segundo lugar, necesitarías un animal que tuviera una gran cámara de este gas dentro de su cuerpo. El animal sin duda se parecería a un globo de aire caliente: una envoltura muy delgada de piel que rodea una enorme cámara de gas.

Tal animal podría flotar en el aire sin gastar energía. Esto podría ser una poderosa ventaja evolutiva.

Pero hay varias enormes desventajas evolutivas. Primero, ¿cómo regularía su altitud? Comer y beber lo haría pesado; tan pesado que tal vez no pueda despegar. Pero mientras tenga hambre, sería más ligero; tan ligero que tal vez no pueda aterrizar. En segundo lugar, sería al capricho de incluso la ráfaga de viento más suave. En tercer lugar, sería extremadamente vulnerable a los pinchazos, ya sea por depredadores o por accidente.

La razón por la que la vejiga natatoria funciona en el agua es que una pequeña cámara de gas dentro de un pez puede tener un efecto significativo en su flotabilidad. Pero en el aire, tal cosa no sería remotamente práctica.

Así que no veo cómo podría ser remotamente posible.

La evolución no funciona a través de un proceso de observar un problema y tratar de diseñar una solución en un organismo vivo. Las aves desarrollaron plumas (no originalmente para volar), estructuras esqueléticas más ligeras y otros rasgos que le permiten poseer con éxito el nicho ecológico sobre la superficie del planeta.

Desarrollar una vejiga de aire para hacer que algún organismo flote sobre la superficie sería un paso sorprendente en la evolución, incluidas las vías bioquímicas para llenar la vejiga con un gas más ligero que el aire, como el hidrógeno o el helio. E incluso entonces, este organismo simplemente flotaría allí, presa perfecta para las aves.

Debo decir que la respuesta simple sería no.