El bloc de les activitats de l'IPHES

3 Mar, 2011

Així es demostra en un estudi que publica Science i en el qual ha participat Florent Rivals, investigador ICREA a l'IPHES

Els patrons de desgast assenyalen que els canvis evolutius en la morfologia de la dent són posteriors als canvis en l'alimentació

S'han investigat molars de 6.500 cavalls fòssils que representen 222 poblacions diferents i més de 70 espècies extintes

Els cavalls van aparèixer a Amèrica del Nord fa uns 55 milions d'anys, però han evolucionat en centenars d'espècies diferents que varien en grandària des del d’una guineu a altres més grans que els cavalls actuals. Una de les transformacions evolutives més importants d'aquests animals és la seva dentició. Un estudi que el 4 de març es publica a Science demostra que els patrons de desgast indiquen que els canvis evolutius en la morfologia de la dent són posteriors als produïts en l'alimentació. En aquest treball ha participat Florent Rivals, investigador ICREA (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats) a l'IPHES (Institut Català de Paleoecologia Humana i Evolució Social), i professor associat de la URV (Universitat Rovira i Virgili de Tarragona - Campus de Excel·lència Catalunya Sud).

Un exemple dels milers de restes fòssils de dents de cavall que s'han estudiat per esbrinar la seva alimentació - Cedida per Matthew Mihlbachler / NYCOM

Els resultats obtinguts converteixen la investigació sobre les dents en un registre fòssil fonamental per entendre la selecció natural que defensava Darwin i els canvis climàtics del passat. Aquest estudi és fruit d'una col·laboració de l'IPHES amb dos equips dels EUA iniciada el 2004: Nikos Solounias i Matthew Mihlbachler del NYCOM (New York College of Osteopathic Medicine) i Gina Semprebon del Bay Path College (Massachusetts).

Adaptació a l'entorn

El registre fòssil dels cavalls a Amèrica del Nord és molt ampli. Això va portar a Thomas Huxley, estret col·laborador de Darwin, a utilitzar-los per defensar la teoria de l'evolució, de tal manera que els cavalls es van convertir en un exemple clàssic de canvi evolutiu per selecció natural. Aquesta teoria considera que, per selecció natural, sobreviuen els que tenen més capacitat per adaptar-se a l'entorn, moltes vegades modificat pels canvis climàtics que, entre altres aspectes, han afectat a l'alimentació.

En paleontologia s'ha considerat durant molt de temps que els canvis evolutius en les dents de cavall van ser causats per la selecció natural, a causa de modificacions en la dieta provocades per les successives variacions climàtiques i l'aparició de nous hàbitats. Per provar aquesta hipòtesi s'ha emprat l'estudi dels patrons de desgast dels molars de cavalls fòssils al llarg de tota la seva història evolutiva. Amb aquesta finalitat s'ha utilitzat el registre de la morfologia de desgast de les cúspides dels molars de 6.500 cavalls fòssils que representen 222 poblacions diferents i més de 70 espècies extintes d'aquests animals.

L'American Museum of Natural History (AMNH) té la major col·lecció de fòssils de cavalls del món, amb més de 100.000 exemplars, que els científics han utilitzat per estudiar la seva evolució. "Dietes diferents fan que les dents de cavalls, igual que els d'altres herbívors, es desgastin de manera diferent. Per això, a través de l'examen dels patrons de desgast a les dents fòssils és possible reconstruir l'alimentació de les espècies extingides", assenyala Florent Rivals. Aquesta metodologia, coneguda com l'anàlisi de mesodesgast dental, la va desenvolupar per primera vegada Nikos Solounias, paleontòleg de l'esmentat museu i un dels signants de l'article, i els seus companys, per interpretar l'alimentació de les espècies extintes.

Florent Rivals (investigador ICREA a l'IPHES) i Gina Sempredon (Bay Path College, EUA) analitzant les dades de mesodesgast dental per avaluar les dietes dels cavalls fòssils i els seus canvis al llarg del temps - Paul Schnaittach

La vegetació

"D'acord amb els patrons de desgast dental, hem pogut comprovar que les dietes dels cavalls van variar al mateix temps que els canvis de la vegetació al llarg dels últims 55 milions d'anys", apunta Florent Rivals. Així, per exemple, "els primers cavalls (de tres dits) vivien en hàbitats molt càlids -observa el mateix investigador- de tipus selva tropical, i tenien molars adaptats per menjar fruita i vegetació tova. Com el clima de la terra es va refredar, i com aquests hàbitats de selva van ser reemplaçats per altres temperats més boscosos, els cavalls van desenvolupar arestes tallants en els seus molars més adaptats per tallar fulles i vegetació més dura. Fa uns 18 milions d'anys van aparèixer cavalls amb dents amb la corona més alta i més complexos, el que suggereix que van evolucionar per fer front a l'alimentació dels hàbitats de pastures oberts (prats) que es van estendre durant aquest temps", afegeix el mateix investigador de l'IPHES.

Desajust temporal

S'ha demostrat que la majoria de les espècies de cavalls van evidenciar una variació molt gran en les seves dietes. Aquest descobriment suggereix que la selecció natural per al canvi dental pot haver estat dèbil o inexistent la major part del temps, però aquesta selecció natural es produiria de sobte, en funció de la disponibilitat de determinada alimentació i provocaria una selecció intensa en moments puntuals (Teoria de l'equilibri puntuat, de Eldredge i Gould).

També s'ha pogut saber que els canvis evolutius en la morfologia de la dent són posteriors als canvis en la dieta al voltant d'un milió d'anys o potser una mica més. Per exemple, fa uns 18 milions d'anys, comencen a aparèixer els cavalls amb els molars més evolucionats, diversos milions d'anys després que les dietes van començar a canviar.

Aquest desajust temporal en l'evolució de les dents de cavall, en comparació amb els canvis en la dieta, és fonamental per donar suport a la hipòtesi clàssica que proposa que aquestes dents han evolucionat per selecció natural causada per canvis en l'alimentació. "Si, per exemple, haguéssim trobat que els canvis evolutius en les dents eren anteriors als canvis en la dieta, la hipòtesi de l'evolució per selecció natural no tindria sentit. No obstant això, l'observació que a variacions en la dieta segueixen canvis dentals és coherent amb l'evolució causada per l'adaptació al medi", conclou Florent Rivals.

technorati tags: dentició , alimentació , dieta , fauna , cavalls , Darwin , teoria de l'evolució