Un falso pulgar, un Dios imperfecto y un blog recién estrenado. Quizá para ser el primer artículo parezca algo atrevido relacionar un pulgar con Dios, pero lo explicaré poco a poco. Comencemos con un nombre, Stephen Jay Gould; quizás te suene de algo. Gould fue un paleontólogo, historiador de la ciencia biológica y divulgador científico muy famoso del pasado siglo (incluso tuvo su aparición en la serie televisiva The Simpsons). Escribió numerosos ensayos, libros y artículos científicos, y a uno de sus ensayos lo tituló El Pulgar del Panda (The Panda’s Thumb). ¿Por qué este nombre? Cuando leas este artículo te darás cuenta de que el pulgar de este oso es algo singular. De hecho, no es ni siquiera un pulgar, de ahí que le llamen falso pulgar. Pero, ¿qué tiene ese pulgar de especial para que acapare la portada y el fundamento de un libro? Es más, ¿qué tiene que ver un simple dedo con una divinidad? Todavía no te lo desvelaré. Habrá que llegar al final de este artículo para saberlo.
En la actualidad existen dos especies de pandas, el panda gigante (Ailuropoda melanoleuca) y el panda rojo (Ailurus fulgens), y ambos poseen lo que se llama falso pulgar. Los biólogos lo denominan «falso» porque en realidad no es un dedo; el hueso de este dedo no es un metacarpo, como ocurre en el resto de vertebrados, sino que es un sesamoideo radial. Este hueso se encuentra en la muñeca, por lo que el pulgar de los pandas es en realidad un hueso de la muñeca alargado. Y claro, al ser un hueso sin ninguna articulación, este pulgar tampoco es tan oponible como lo es el nuestro, aun cuando tenga musculatura. Tanto el panda gigante como el panda rojo lo poseen, pero lo más extraordinario es que, parece ser, lo han adquirido de forma independiente. Esto es lo que se conoce en biología como convergencia evolutiva. La convergencia evolutiva se produce cuando dos estructuras similares (con la misma función) evolucionan de forma independiente a partir de estructuras distintas o grupos de organismos distintos. Es decir, el pulgar de cada especie de panda ha evolucionado en momentos diferentes de la historia a partir de ancestros diferentes.
Bien, ¿y para qué sirve este pulgar? Varios estudios del pasado siglo mostraron que los pandas usaban este pulgar para coger y agarrar las ramas del bambú. Ambas especies se alimentan casi exclusivamente de esta planta y se cree que la posesión de este pulgar, además de otras adaptaciones para la herbivoría, ha permitido la expansión y evolución de los pandas. El panda gigante y el panda rojo comparten un ancestro común carnívoro que vivió hace unos 40 millones de años y ambos han sobrevivido hasta la actualidad a base de comer bambú, además de evitar competir por los mismos recursos con sus parientes carnívoros. Un reciente estudio de Yibo Hu y sus colaboradores, del Instituto de Zoología de Beijing en China, ha desvelado la base genética de la evolución de estos pulgares. El grupo secuenció el genoma (el conjunto de todos los genes) de los dos pandas y los compararon. Descubrieron que poseen una mutación en dos genes que intervienen en el desarrollo de las extremidades y que han provocado cambios en la musculatura y forma del hueso de sus manos dando lugar a este pulgar. «Otros siete genes, incluyendo aquellos involucrados en la absorción de vitaminas y aminoácidos que el cuerpo no produce, pueden haber ayudado a ambos pandas a sobrevivir con una dieta a base de bambú» afirma Fuwen Wei, uno de los autores del estudio. Esto explicaría la adaptación metabólica a la herbivoría y el abandono de la carnivoría por parte de los dos pandas.
Yibo Hu y sus colaboradores dedujeron que las mutaciones que provocaron la formación de los pulgares ocurrieron de forma independiente en la evolución, pero esto no está todavía tan claro. ¿Recuerdas cuando mencioné la convergencia evolutiva? Pues parece ser que esta visión evolutiva convergente de los falsos pulgares ha pasado a ser una exaptación convergente. El término convergencia se mantiene, pero ha aparecido un término nuevo: la exaptación. ¿Y esto qué es? La exaptación se define como el cambio de función de una estructura a lo largo de la evolución. Así, en el caso de los pandas este pulgar tenía otra función distinta de la alimenticia en el pasado. El pulgar existía, pero no para comer bambú. Un estudio internacional liderado por Juan Abella analizó el desarrollo del hueso sesamoideo radial en restos fósiles de osos del Mioceno en España. En base a sus resultados, el grupo de Abella pone en cuestión que este pulgar sea exclusivo de los pandas. Según ellos, ya existía una estructura similar, aunque más pequeña o hipertrofiada, en otros osos carnívoros relacionados como la especie Indarctos arctoides.
«En este artículo nos referimos a esta coincidencia en estas dos especies de pandas como un caso de exaptación convergente, un fenómeno similar a la convergencia anatómica o evolutiva donde una determinada estructura corporal cambia su función original para adquirir otra que confiere una determinada ventaja» explica Abella. Es decir, que el pulgar de los pandas no sería el falso pulgar de los pandas sino el falso pulgar de los ailuropodinos (el grupo que reúne a los dos pandas actuales y a las especies del género Indarctos). «En el caso de las especies de menor tamaño, pensamos que este dedo les servía para sujetarse y desplazarse por las ramas de los árboles» dice Juan Abella. Con el trascurso del tiempo, este sesamoideo radial se iría haciendo más grande en los linajes de los pandas hasta adoptar la función que tienen en la actualidad. La imagen superior, tomada de dicho estudio, representa la mano de un oso panda (a), de un panda rojo (b) y de Indarctos arctoides (c). Se puede apreciar cómo el falso pulgar ya estaba presente en dicha especie del Mioceno.
A pesar de los estudios que se han llevado a cabo con los pulgares, no está claro todavía si estos son exclusivos del linaje de los pandas o si ya estaban presentes en especies emparentadas. Lo que sí está claro es que esta estructura tan peculiar ha intrigado a biólogos y, también, a teólogos. Los datos apuntan a que el falso pulgar es una exaptación biológica, al igual que las plumas de las aves o los huesos del oído de los vertebrados. Pero volvamos por un momento al inicio. Stephen Jay Gould, aquel famoso paleontólogo, fue el que inventó el término exaptación en un artículo científico de 1982. «Proponemos que aquellas características que en la actualidad mejoran el fitness, pero que no se crearon por selección natural para su función actual, sean llamadas exaptaciones». Por cierto que la palabra fitness en biología se refiere a la capacidad de un organismo de reproducirse con un cierto genotipo, y en términos cuantitativos se expresa como la proporción de genes de dicho organismo en los genes totales de la siguiente generación.
En su libro El Pulgar del Panda, Gould propuso el pulgar del panda como un desafío directo al diseño de Dios. Se preguntaba por qué una deidad iba a diseñar un dedo de tal forma, con una anatomía imperfecta (un pulgar rígido que casi no se puede oponer y que sale de la muñeca), pudiendo hacerlo desde la máxima eficiencia anatómica. Si verdaderamente Dios respondía a un diseño natural eficiente y optimizado, no tendría que haberles dado a los pandas ese pulgar. Gould plantó cara a la religión con un pulgar aunque en el momento de escribir su libro no propuso el pulgar como una exaptación. Ni siquiera lo puso como ejemplo en su artículo donde definió el concepto. Es por eso que me gusta definir a este pulgar tan singular como el dedo que desafió a Dios.
Referencias:
1. Stephen Jay Gould y Elisabeth Vrba (1982). Exaptation: a missing term in the science of form. Paleobiology, 8 (1), pp: 4-15.
2. Yibo Hu, Qi Wu, Shuai Ma, Tianxiao Ma, Lei Shan, Xiao Wang, Yonggang Nie, Zemin Ning, Li Yan, Yunfang Xiu y Fuwen Wei (2017). Comparative genomics reveals convergent evolution between the bamboo-eating giant and red pandas. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114 (5), pp: 1081-1086.
3. Carl Zimmer. The other Panda’s thumb. Discover Magazine (26 diciembre 2005). Disponible en: http://blogs.discovermagazine.com/loom/2005/12/26/the-other-pandas-thumb/
4. Estefanía Jiménez Solís. El origen del falso pulgar de los osos panda. Revista Pangea (2 julio 2015). Disponible en: http://www.pangea-magazine.com/el-origen-del-falso-pulgar-de-los-osos-panda/
5. Jane Qiu. How the panda’s thumb evolved twice. Nature / News (16 enero 2017). Disponible en: https://www.nature.com/news/how-the-panda-s-thumb-evolved-twice-1.21300
6. Juan Abella, Alejandro Pérez-Ramos, Alberto Valenciano, David M. Alba, Marcos D. Ercoli, Daniel Hontencillas, Plinio Montoya y Jorge Morales (2015). Tracing the origin of the panda’s thumb. The Science of Nature, 102 (35), pp: 1-13.
Recursos: La imagen de portada se ha extraído del artículo de Jane Qiu (autores: Katherine Feng/MindenPictures/NGC y Wegner/ARCO/NPL). La fotografía del panda rojo (Ailurus fulgens) es obra de Mathias Appel. Los dibujos de los huesos de las extremidades anteriores de las tres especies mencionadas en el texto se han extraído del artículo de Juan Abella et al. (2015).
