Por Oswaldo Báez Tobar
Visión general
La evolución de las especies animales en el archipiélago de Galápagos es uno de los aspectos más fascinantes de la biología evolutiva. La singularidad de las especies galapagueñas radica en el endemismo, en su origen diverso a partir de especies colonizadoras procedentes tanto del norte como del sur del continente; a su mansedumbre y primitivismo que recuerda a la fauna de otras eras y períodos de la historia de la Tierra.
La diversidad de especies animales de Galápagos es el resultado de dos procesos de especiación conocidos como: especiación alopátrica y simpátrica. La primera se explica por el aislamiento geográfico de poblaciones, que se separaron de sus parientes continentales, sobrevivieron y se adaptaron a diferentes entornos ambientales. Este proceso especiogénico se debió al efecto fundador, según el cual pocos individuos colonizadores, con el transcurso del tiempo evolucionaron hasta convertirse en especies diferentes; a esto se conoce en biología como especiación alopátrica.
Los pinzones de Galápagos son la expresión de diversos procesos evolutivos: especiación alopátrica por aislamiento geográfico y especiación simpátrica que es la formación de nuevas especies a partir de poblaciones originales que comparten el mismo espacio geográfico en el cual, por irradiación adaptativa o radiación evolutiva, se diferenciaron en su morfología, con lo cual se adaptaron a diferentes hábitats y nichos ecológicos: unos pinzones son terrestres y se alimentan de semillas duras, pequeñas, medianas y grandes; otros son arborícolas y se alimentan de frutos, de flores de cactos, de larvas de insectos como el pinzón “carpintero” y el pinzón “vampiro” que pica la base de las plumas de las alas del piquero enmascarado y chupa la sangre. Por la diversificación, los pinzones han debido ser clasificados taxonómicamente en diferentes especies y hasta en diferentes géneros.
La evolución de los pinzones de Galápagos se inició con la llegada de pocos individuos, éstos, luego de haber colonizado una isla, se dispersaron en diferentes hábitats y en otras islas del archipiélago; y, una vez diferenciados (como subespecies) regresaron a las áreas de origen, se pusieron en contacto con las poblaciones originales; pero, al haberse diferenciado en su morfología, hábitos alimenticios, comportamiento y canto, se aislaron reproductivamente de otros pinzones, así se convirtieron en especies diferentes. Estos procesos evolutivos originaron 13 especies de pinzones de Galápagos y una de la isla de Cocos ubicada cerca de Centro América; a todos se les conoce como pinzones de Darwin.
La evolución en acción
Peter Grant uno de los biólogos que más han estudiado los pinzones en Galápagos afirma que éstos derivan de una sola especie que evolucionó en un tiempo relativamente corto. Proceden de un grupo de pájaros relacionados con las tangaras, que se alimentan de semillas. Sus ancestros llegaron hace dos o tres millones de años, cuando las Galápagos habrían estado formadas solo por tres islas, de clima más cálido y húmedo, luego se habrían formado otras islas a la vez que el clima se volvió más seco, por lo cual se formó el bosque seco en las tierras bajas y el bosque nuboso en la parte alta; con ello se conformó un escenario ecológico propicio para la evolución de los pinzones, lo que a la vez permitió constatar las tres etapas de la formación de nuevas especies:
Colonización. La colonización de las islas e inicio de la divergencia debido a cambios genéticos que ocurrieron durante y después del establecimiento de la población original. La evolución pudo ser más rápida en las islas donde los pinzones inmigrantes encontraron nuevas condiciones de alimentación.
Divergencia. La variación en el tamaño y forma del pico de los pinzones, permitió que unos individuos sobrevivan a los cambios del medio ambiente; pues, los pinzones de picos grandes sobrevivieron mejor que los de picos pequeños. En las siguientes generaciones los sobrevivientes transmitieron ese atributo a la descendencia, porque es genéticamente heredable. Con el tiempo, los pinzones se diferenciaron de otras poblaciones, a tal punto que se creó una barrera de aislamiento reproductivo, que llevó a la formación de nuevas especies por medio de la selección natural.
Aislamiento reproductivo. La especiación se completa cuando las dos poblaciones que se han separado por aislamiento geográfico (en diferentes islas) llegan a ser tan distintos que, si se ponen en contacto, pueden coexistir sin cruzamiento reproductivo, pues no se reconocen como parejas potenciales y no se cruzan, es decir han evolucionado hasta convertirse en especies diferentes. Esto ha ocurrido en las islas Galápagos.
Los estudios de los pinzones en las distintas islas del archipiélago efectuados por Peter Grant, Rosemary Grant y sus colaboradores les permitió comprobar que la variación del tamaño y la forma del pico refleja la diversidad de alimentos que consumen; pues pico es la estructura clave en la sobrevivencia en diferentes hábitats hasta llegar a la madurez y, por cierto también, a la edad reproductiva.
El seguimiento a las poblaciones de Daphne realizado por Peter y Rosemay Grant por 40 años les permitió constatar que la evolución por selección natural en los pinzones (pinzón de cactos y terrestre mediano) ocurre en forma rápida cuando el ambiente cambia. Más aún puede ser medida e interpretada. El tamaño y forma del pico y el canto (que es aprendido a temprana edad, entre 10 y 40 días después de la eclosión) constituye una barrera de aislamiento reproductivo. Sin embargo, en los pinzones de Galápagos la barrera de aislamiento reproductivo no es impermeable, ya que los pinzones pueden cruzarse y dar descendencia híbrida fértil.
Explicación desde la genética
Los Grant tomaron muestras de sangre de los pinzones de Daphne Mayor, con esas muestras investigadores de la Universidad de Uppsala, Suecia, liderados por Leif Andersson han logrado secuenciar los genomas de 120 individuos, y han determinado que solo unos pocos genes explican la variación del pico de los pinzones. En efecto, se puede atribuir a seis loci genómicos; uno de ellos es un supergen compuesto por cuatro genes que se encontraban bajo una fuerte selección natural como resultado de una sequía de dos años.
El genetista Leif Andersson que estudió la población desde la genética determinó que la evolución de los picos está ligada a genes específicos como el gen ALX1, que codifica una proteína esencial para el desarrollo craneofacial; pues actúa como factor de transcripción para la formación del esqueleto del pico de los pinzones. Por lo tanto, mutaciones leves de un gen pueden producir modificación en un carácter esencial para la vida, lo que tiene efecto en la sobrevivencia y en la evolución.
Aporte de la genética del desarrollo
Después de los estudios del genoma de los pinzones se han realizado estudios del desarrollo temprano de los picos, lo que ha permitido demostrar que las proteínas morfogenéticas del hueso BMP4, y CaM, actúan en la determinación de los ejes del pico (profundidad, ancho y largo) lo cual se expresa en las diferentes formas y tamaños de los picos que caracterizan a las diferentes especies. BMP4 influye en la profundidad y ancho del pico, mientras que CaM incide en el desarrollo del largo del pico. De este modo la evolución en acción de los pinzones está siendo comprobada por la genética del desarrollo.
Enfoque epigenético
Los cambios epigenéticos son cambios heredables en la expresión génica, pero que no implican cambios en la información genética contenida en el ADN; se conoce ahora que pueden incidir en el cambio evolutivo. Michael Skinner y sus colaboradores estudiaron la epigenética en los pinzones de Galápagos y comprobaron que los cambios epigenéticos se correlacionan con la historia evolutiva, Las epimutaciones fueron más comunes que las mutaciones genéticas. Las epimutaciones específicas se asociaron con genes relacionados con la proteína morfogenética del hueso (BMP por las siglas en inglés) y con la melanogénesis (generación del color obscuro). Con lo cual concluyeron que los factores del estrés ambiental (variaciones climáticas, alimentos disponibles en épocas de sequía…) pueden alterar los patrones de metilación del ADN, es decir, los pinzones podrían responder a los cambios del entorno a través de cambios epigenéticos, y que esta respuesta podría ser más rápida que la selección natural, que actúa sobre variaciones genéticas preexistentes.
El equipo de científicos también descubrió que las diferencias epigenéticas son específicas de cada especie, lo que sugiere que los pinzones responden rápidamente y de manera única a los cambios ambientales; así las mutaciones epigenéticas podrían explicar como los pinzones de Galápagos se adaptan en forma rápida a entornos nuevos y variables. Los mecanismos epigenéticos pueden ser una fuente de variación fenotípica heredable. Skinner expresó: “es posible que los cambios epigenéticos contribuyan a la base molecular de la evolución de los pinzones de Darwin”:
Al concluir esta breve nota es preciso destacar que todo el conocimiento que se ha logrado de los pinzones de Galápagos se debe a la consistencia y continuidad de una línea de investigación mantenida por más de 40 años de trabajo de campo y de laboratorio, así como a la convergencia de varias disciplinas biológicas en torno a un mismo objetivo. Galápagos es un laboratorio de la evolución.
Bibliografía
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Freeman, S. y Herron, J.C. 2002. Análisis Evolutivo. Pearson Educación, S. A., Madrid.
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Lack, D. 1982. Subespecies y simpatría en los pinzones de Darwin. En: Compendio de Ciencia en Galápagos. Publicación de la Estación Científica Charles Darwin, Isla Santa Cruz, Galápagos.
Weiner, J. 2002. El pico del pinzón. Una historia de la evolución en nuestros días. Barcelona, España. Galaxia Gutenberg.
Quito, abril 2026.