¿Le importa a tu cerebro lo que comes?

La evolución del cerebro es una de las áreas de investigación más interesantes debido a la fascinación que sentimos hacia el funcionamiento de ese centro de control del cuerpo. Entender cómo funciona y cómo ha evolucionado el cerebro en otras especies animales nos ha ayudado a los humanos a comprender un poco más la estructura de nuestro cerebro y por qué hace lo que hace. Los estudios con cerebros de murciélagos no son una excepción. Aquí presentamos un resumen de los principales resultados de una investigación de nuestro grupo que será publicada en Journal of Evolutionary Biology, donde analizamos cómo pudo haber evolucionado el cerebro en un grupo de murciélagos del Nuevo Mundo en función de un grupo de factores relacionados con la ecología de estos mamíferos voladores. En este estudio internacional colaboraron los investigadores Carlos A. Mancina, del Instituto de Ecología y Sistemática de Cuba (IES) y José J. Flores-Martínez, del Instituto de Biología de la Universidad Nacional Autónoma de México (IBUNAM).

En muchas culturas a los niños pequeños se les dice que deben comer pescado porque de esa forma van a desarrollar una buena memoria. ¿Hasta qué punto es cierto que lo que comemos influye en nuestro cerebro? Al menos en un marco evolutivo, el tipo de dieta parece influir en el tamaño del cerebro. Durante más de 40 años varios estudios han relacionado el tamaño del cerebro en murciélagos con el tipo de dieta. Y esto se ha hecho con los murciélagos de la familia Phyllostomidae que, como hemos comentado en otro post de este blog, incluye especies insectívoras, carnívoras, hematófagas, nectarívoras y frugívoras. Todas las evidencias indican que durante los 37 millones de años que lleva evolucionando esta familia, las especies que se alimentan fundamentalmente de frutos han desarrollado cerebros comparativamente mayores que las especies que consumen cualquier otro tipo de alimento.murcis_diet_brain_web_resolution_divulgare

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La importancia de los ajustes en la naturaleza

Cuántas veces hemos escuchado ese dicho universal que proclama que “la naturaleza es sabia” y la adorna de un aura de perfección fuera del alcance de los mortales. Sin embargo, la realidad es bien distinta. La naturaleza se encuentra inmersa en una lucha constante buscando sus equilibrios y los que nos dedicamos a la ciencia estamos constantemente estudiando las causas y las consecuencias de esos procesos en los que se debate el universo biológico que nos rodea.

Como ya he mencionado en alguna otra entrada, en el Laboratorio de Ecología y Evolución de la Universidad de Vigo curioseamos en los sistemas de reproducción de las plantas, explorando las consecuencias ecológicas y evolutivas que pueden tener en el contexto en el que se desarrollan.

Entre la enorme diversidad de sistemas de reproducción que exhiben las plantas (¡éstas si que dan para escribir un kamasutra!), la heterostilia ocupa un lugar especial. Lo hace, además de por haber constituido uno de los sistemas de estudio preferido de Charles Darwin, nuestro mentor científico, por su complejidad y eficiencia.

Las especies de plantas heterostilas tienen dos formas florales: en una de ellas, la estructura sexual femenina -pistilo, en color verde- se encuentra por encima de las anteras -órgano masculino, en color amarillo en la imagen. En la forma floral opuesta, brevistila, el pistilo -en color verde- se encuentra por debajo de las anteras -en color amarillo-. Lo curioso de este sistema sexual es que las alturas de las estructuras masculinas y femeninas suelen estar practicamente a la misma altura cuando se comparan flores de una población natural.

Quien a estas alturas no esté familiarizado con este mecanismo reproductivo puede visitar el post anterior y ver el vídeo en el que contamos ¿Qué es?, ¿Para qué sirve? y ¿Cómo evoluciona?

Quizás uno de los aspectos más interesantes de este sistema radica en el sorprendente ajuste que se ha producido durante la evolución de cada especie en la altura de los verticilos sexuales (i.e. cada una de los niveles en los que se encuentran los órganos masculinos y femeninos) entre los individuos de una población. De la precisión de ese ajuste van a depender muchas cosas: el éxito reproductivo de la especie, quien sea su polinizador óptimo, la posibilidad de hibridación entre especies próximas y muchas otras interesantes cuestiones. Pero antes de nada, es necesario poder cuantificar ese grado de ajuste entre las flores de una población.

Enfrentar estos problemas metodológicos implica buscar soluciones prácticas. Para facilitar su estudio, en el laboratorio de Ecología y Evolución de la Universidad de Vigo hemos desarrollado una macro de Excel que facilita enormemente el cálculo del índice de reciprocidad, o … dicho de otro modo, para que se entienda: hemos desarrollado una herramienta para calcular el ajuste que existe entre órganos sexuales masculinos y femeninos. Nosotros la utilizamos con plantas….

En este divertido vídeo podéis ver, de la mano de un conocido científico, algunas de las posibilidades que se abren al poder cuantificar de manera numérica ese grado de precisión entre verticilos sexuales.

Caracterización de la reciprocidad en plantas heterostilas from Divulgare on Vimeo.

 

 

El fascinante mundo de los polimorfismos

En 1830, John Henslow introdujo a su discípulo Charles Darwin en el fascinante mundo de los polimorfismos florales. Concretamente le presentó el caso de algunas especies de plantas hermafroditas que tienen dos formas florales que difieren en la altura y disposición de las estructuras sexuales femeninas: los pistilos. En una forma floral, los estigmas se encuentran localizados por encima de las estructuras masculinas (los estambres), mientras que en la forma opuesta, los estigmas se encuentran localizados debajo de los estambres.

Morfos longistilo y brevistilo
Las especies heterostilas se caracterizan por presentar dentro de la misma especie, individuos -morfos- con diferentes morfologías florales. Las plantas que se conocen como Longistilas presentan flores en las que el pistilo (la estructura sexual femenina, pintada en color verde) se encuentra por encima de las anteras (estructura sexual masculina, pintadas de color amarillo). En el caso del otro morfo floral, las plantas tienen flores Brevistilas, en las cuales el pistilo (femenino, pintado en verde) se encuentra situado debajo de las anteras (masculinas y en amarillo).

Para entender la fascinación que este mecanismo sexual pudo ejercer sobre el joven Darwin, hay que ponerse en época: en ese momento, la mayoría de los científicos asumian el concepto “estático” de las especies, bien delimitadas en sus características al haber sido diseñadas por el creador. ¿Qué sentido tenía entonces el hecho de que algunas especies presentaran variaciones tan grandes entre sus individuos que hubiera que hablar de “polimorfismos”? El tratar de descifrar el origen y las consecuencias de este fascinante mecanismo reproductivo que presentan algunas especies de plantas contribuyó, sin duda, a modelar ese carácter curioso y crítico que llevó al joven Darwin a formular años más tarde su hipótesis de la Selección Natural. Pero los polimorfismos florales atrajeron tanto su atención que incluso dedicó un libro a su estudio. Desde entonces, una pléyade de investigadores siguen tratando de descifrar los misterios que rodean a este refinado mecanismo reproductivo de algunas plantas. Leer artículo entero