Un nuevo estudio realizado en la Universidad de Bristol indica que la evolución del comportamiento que genera la aparición de nuevas especies posee una base neuronal: las diferencias en la morfología del cerebro se acumulan genéticamente, de una manera consistente con la selección natural. Responden a la necesidad de adaptarse al entorno y a la información que aporta.
Según una nota de prensa, el cerebro tendría un papel trascendente en el largo proceso que desemboca en la aparición de nuevas especies. Los investigadores británicos observaron que la estructura cerebral se encuentra finamente sintonizada con los hábitats específicos que ocupa cada especie, promoviendo el surgimiento de nuevas variedades cada vez más especializadas.
Como consecuencia de esto, los cambios en la forma en que los animales perciben y procesan la información de su entorno pueden apoyar la aparición de nuevas especies.
El estudio, que explora el papel subestimado que han tenido hasta el momento los cambios en el cerebro para explicar la evolución de nuevas especies, fue publicado recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Los cerebros de las mariposas
El hallazgo se obtuvo al estudiar las múltiples especies de mariposas que habitan en los bosques de América Central y del Sur. En este caso, los especialistas se concentraron en dos variedades con diferencias ecológicas pero estrechamente relacionadas, con capacidad para producir descendencia y generar una nueva especie.
Por un lado, la variedad Heliconius cydno vive en los bosques profundos y tiene poco acceso a la luz natural. En tanto, su linaje hermano incluye a la especie Heliconius melpomene, que habita en el borde de los bosques y tiene a su alcance una mayor cantidad de luz.
El equipo de científicos descubrió diferencias sustanciales en los cerebros de ambas especies. Por ejemplo, la variedad que habita las profundidades del bosque concentra una mayor cantidad de recursos en regiones del cerebro dedicadas a procesar la información visual.
Tanto en el estudio de las poblaciones en su propio hábitat como al criar individuos en cautiverio en condiciones controladas, los investigadores demostraron que las diferencias y variantes en la morfología del cerebro se acumulan en sintonía con la selección natural.
Esto confirma que las especies registran modificaciones cerebrales a lo largo del tiempo, motivadas por la necesidad de adaptarse al entorno y comprender la información que éste les aporta. Gradualmente, las variaciones se van acumulando hasta desembocar en el surgimiento de nuevas especies.
Microhábitats y aspectos genéticos
Las variedades muestran un elevado nivel de especialización en función de las diferencias en el hábitat. Esto explica por qué pueden existir tantas especies distintas en un área geográfica pequeña, como así también por qué dos especies cercanas en su localización pueden presentar tantas diferencias.
Por otro lado, los científicos estudiaron el componente genético ligado a los cambios cerebrales. A partir del patrón de expresión génica en el tejido cerebral de las dos especies de mariposas analizadas, pudieron agrupar con precisión a los individuos en la especie correcta.
Descubrieron que la expresión de los genes que impulsan estas variaciones evoluciona rápidamente, y parece ubicarse en regiones del genoma con profundas diferencias entre las dos especies.
Para avanzar en este tema, los especialistas produjeron híbridos de ambas especies de mariposas. Hallaron que estos híbridos mostraban morfologías cerebrales intermedias y patrones de expresión génica particulares en el cerebro.
Según los investigadores, estos hallazgos muestran que las variedades necesitan adaptarse a diferentes microhábitats, sustentando la aparición de un gran número de especies en áreas aparentemente pequeñas. Aunque siempre se ha puesto el foco en los cambios en el comportamiento, la nueva investigación demuestra que las variaciones en el cerebro desempeñan un papel crucial en este tipo de procesos.
Referencia
Neural divergence and hybrid disruption between ecologically isolated Heliconius butterflies. Stephen H. Montgomery, Matteo Rossi, W. Owen McMillan and Richard M. Merrill. PNAS (2021).DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2015102118
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