¿Cómo sabemos que evolucionaron las polillas del abedul? (Muy Animal)

Durante la Revolución Industrial, el hollín cambió el color de la corteza de los abedules; también cambió el color de las polillas. Hoy se emplea como ejemplo de evolución.

 

En términos de evolución biológica, y desde hace casi un siglo, uno de los ejemplos que mejor ha ilustrado el mecanismo de la selección natural ha sido el melanismo industrial observado en la polilla del abedul (Biston betularia).

Fue el biólogo evolutivo John B. S. Haldane, uno de los divulgadores científicos más prominentes de su época, y uno de los primeros científicos en formular una teoría factible del proceso de abiogénesis, quien indicó por primera vez, en 1924, que tras el fenómeno de melanismo industrial debía existir una presión selectiva. Sin embargo, grupos de presión creacionistas siempre se han opuesto a esta interpretación del evento, arguyendo que se trata de una aclimatación y no de un auténtico proceso evolutivo.

Para saber si el melanismo industrial sufrido por las polillas del abedul es realmente un proceso evolutivo o no, debemos entender qué es el melanismo industrial y qué entendemos por “proceso evolutivo”.

¿Qué es el melanismo industrial?

Una de las características que permiten identificar al abedul incluso en invierno, sin hojas, es su corteza. El abedul es un árbol con un tronco peculiar, con la corteza de color blanco con pequeñas manchas grises o negras, en forma de cortes horizontales, denominadas lenticelas. La polilla del abedul no recibe su nombre de forma gratuita, pues es un animal habitual en los bosques de abedules; de hecho, su nombre científico, Biston betularia, hace referencia a estos árboles pertenecientes al género Betula.

Troncos de abedul, con su característica corteza blanquecina
Troncos de abedul, con su característica corteza blanquecina

La polilla del abedul es un insecto que se camufla de forma muy eficiente cuando se posa en el tronco de los árboles. Su coloración, blanca con manchas oscuras, es muy parecida a la corteza del abedul, de modo que, en reposo, resulta muy difícil de observar.

Pero si en algo ha demostrado ser bueno el ser humano, es en alterar el medio. Cuando comenzó la Revolución Industrial, toneladas de cenizas y hollín eran liberadas a la atmósfera como consecuencia de la quema de carbón. Ese polvo terminaba depositado sobre todas las superficies, incluyendo los troncos de los árboles. Los abedules, antaño blancos, se tiñeron de negro tizón y las polillas, que antes se camuflaban de manera excepcional, ahora se convirtieron en blanco perfecto para los depredadores, sobre todo las aves.

Sin embargo, algunas polillas conseguían esconderse con éxito en los troncos tiznados: eran negras en lugar de blancas. En poco tiempo, la mayor parte de la población de polillas era de coloración negra. A la coloración oscura causada por acumulación de melanina se denomina melanismo, y a este caso concreto se le denominó melanismo industrial.

En el año 1958, el biólogo evolutivo Henry Bernard D. Kettlewell confirmó experimentalmente la hipótesis de Haldane: el motor principal para el melanismo industrial en la polilla del abedul fue la presión selectiva, concretamente la presión que causaban las aves depredadoras sobre las polillas. ¿Pero se trataba de una simple aclimatación o realmente de un caso de evolución biológica?

Aclimatación versus adaptación

El concepto de evolución biológica hace referencia a cambios heredables acumulados en una población debido a la presión selectiva

Sin duda, lo sucedido en la población de polillas se debía a una presión selectiva, pero para considerarlo 'cambio evolutivo' era necesario comprobar que los cambios fuesen heredables. Los cambios evolutivos acumulados que proporcionan ventajas a la población se denominan adaptaciones.

La alternativa a una explicación evolutiva es que se trate de una aclimatación. Las aclimataciones son modificaciones fisiológicas que suceden en un organismo, en respuesta a cambios en el medio ambiente. Las aclimataciones no son rasgos heredables.

Uno de los mejores ejemplos de aclimatación es el de la altura de las coles. Cuando una col crece en un suelo permeable, cuya superficie se mantiene relativamente seca, el tallo crece corto y ancho, y sus hojas crecen muy juntas. Pero si se desarrolla en un suelo muy húmedo, las hojas inferiores tienden a pudrirse, lo que induce en la planta un crecimiento del tallo, que se hace más largo y fino; sus hojas quedan, así, separadas entre sí a lo largo del tallo. Si tomas una semilla de una col de tallo largo y la plantas en un suelo seco, obtendrás una col de tallo corto, y viceversa. La longitud de las coles es, por tanto, una aclimatación no heredable.

¿Cuál es el caso del melanismo industrial de las polillas del abedul? ¿Es el hollín en el ambiente el que, de algún modo, hace que las polillas se vuelvan negras, aclimatándose al nuevo entorno? ¿O realmente hay un rasgo genético que confiere a las polillas ese melanismo? ¿Se trata de una aclimatación o de una adaptación evolutiva?

Polillas del abedul, en su forma normal (blanca) y melánica (oscura)
Polillas del abedul, en su forma normal (blanca) y melánica (oscura)

La adaptación evolutiva del melanismo industrial

Varios experimentos apuntaban a que no existía ningún mecanismo de aclimatación que indujera el melanismo en las polillas. La alimentación o el hábitat de las orugas no influía en modo alguno en la coloración de los adultos, que dependía directamente de la coloración de sus padres. Además, se observó que el rasgo de melanismo seguía una herencia puramente mendeliana. Todo esto apuntaba a que, en efecto, se trataba de una adaptación evolutiva.

Pero hubo que esperar hasta el siglo XXI para comprobar la existencia de un gen específico que codifica el rasgo de coloración en las polillas del abedul. Concretamente, se trata de un transposón, o elemento genético transponible, un gen con la capacidad de moverse de unas partes a otras del genoma. En el proceso de transposición se pueden producir mutaciones, y una de ellas es la causante del melanismo. Estudios genéticos recientes indican que la transposición que dio lugar al evento de melanismo industrial sucedió en torno al año 1819. La posterior selección natural, causada por la depredación de las aves, que veían mejor en los troncos negros a las polillas blancas que a las melánicas, fue la que favoreció que el rasgo se generalizase en la población, asentándose como adaptación evolutiva.

En definitiva, a pesar de lo que los creacionistas traten de decir, el melanismo industrial de Biston betularia sigue siendo un ejemplo perfecto para ilustrar el funcionamiento del proceso evolutivo de forma comprensible.

Referencias:

Hof, A. E. van’t et al. 2016. The industrial melanism mutation in British peppered moths is a transposable element. Nature, 534(7605), 102-105. DOI: 10.1038/nature17951

Kettlewell, H. B. D. 1955. Selection experiments on industrial melanism in the Lepidoptera. Heredity, 9(3), 323-342. DOI: 10.1038/hdy.1955.36

Walton, O. C. et al. 2018. Avian vision models and field experiments determine the survival value of peppered moth camouflage. Communications Biology, 1(1), 1-7. DOI: 10.1038/s42003-018-0126-3

Vary (Álvaro Bayón)

Vary (Álvaro Bayón)

Soy doctor en biología, especializado en especies invasoras. Intento divulgar sobre ciencia y naturaleza mientras lucho férreamente contra las pseudociencias y el pensamiento mágico. Cuando me queda tiempo, cazo pokémon y hago artesanía. Además, soy (un poco) adicto al twitter.

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