Un equipo internacional de más de 100 científicos ha emprendido una tarea de lo más compleja y desafiante: han determinado los tiempos y patrones de evolución de la mayor parte del árbol genealógico de los insectos, hasta llegar a la antepasada del insecto original que vivió hace unos 500 millones de años. Por lo tanto, los investigadores pudieron determinar cuándo aparecieron por primera vez en el mundo los principales grupos de insectos, la mayoría aún vivos en la actualidad, o cuándo los primeros insectos voladores extendieron sus alas.
El árbol genealógico de los insectos
Estudiar insectos antiguos no es tarea fácil. Debido a que son tan pequeños y blandos, hay poca evidencia fósil para mentir. Su enorme y monstruosa diversidad ayuda y al mismo tiempo no lo hace. Aproximadamente el 80% de las más de 1,6 millones de especies de animales descritas por los científicos en la actualidad son insectos o uno de cada dos organismos multicelulares (incluidas las plantas). Realmente, no hay duda de que los insectos gobiernan el mundo ahora y seguirán haciéndolo durante mucho, mucho tiempo. Nos gusta pensar que los humanos somos realmente inteligentes, pero vale la pena considerar que el último cadáver humano será consumido por insectos; historia verdadera. Pero, ¿por cuánto tiempo exactamente han reinado los insectos en el mundo?
La libélula emperador australiana es solo un puñado en comparación con sus antepasados que medían más de 60 cm. Flickr/Daniel paisaje de luz, CC BY
Un equipo formado por algunos de los biólogos, taxónomos, genetistas y matemáticos más renombrados del mundo intentó responder a esta pregunta tan desafiante como parte del proyecto 1000 Insect Transcriptome Evolution. Con este fin, los investigadores utilizaron un conjunto de datos de secuencias de ADN de una escala sin precedentes y nuevas técnicas de análisis, junto con, por supuesto, registros fósiles.
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La genética fue muy importante para este tipo de proyecto, porque los genes pueden actuar como una especie de reloj molecular. Al observar los genes de varios insectos, los científicos pueden inferir cuándo divergieron en función de los genes que comparten. Se secuenció el ADN de unos 140 tipos de insectos, como polillas, moscas, avispas y escarabajos, lo que significa miles de muestras para miles de especies.
La mosca serpiente (Dichrostigma flavipes) no renunció a sus extremidades para desarrollar alas. Crédito: Dr. Oliver Niehuis, ZFMK, Bonn
Comprobando el reloj molecular
Para usar el reloj molecular, los científicos tuvieron que observar los genes que eran comunes entre las especies y finalmente se seleccionaron unos 1.478 genes directamente comparables para los análisis. Sin embargo, las posibles combinaciones de genes eran del orden de millones de billones. No existe una supercomputadora que pueda procesar estos números, pero afortunadamente el equipo era grande y amplio en los campos de especialización. Aquí es donde intervino el científico informático y experto en bioinformática Alexandros Stamatatakis y desarrolló un método matemático para excluir combinaciones altamente improbables y centrarse en las probables.
El biólogo evolutivo Karl Kjer de la Universidad de Rutgers en Nueva Jersey, uno de los líderes del estudio, dijo: La Tierra hace 480 millones de años se parecía más a Marte que nuestra Tierra actual: nada más que roca, sin vida en la tierra. Los océanos estaban llenos de vida, pero la vida fuera del agua es realmente un desafío. Las plantas y los insectos coevolucionaron simultáneamente, cada uno dando forma al otro.
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La avispa cuco (Hedychrum nobile) uno de los insectos cuyo ADN fue secuenciado para el estudio. Crédito: Dr. Oliver Niehuis, ZFMK, Bonn
Su trabajo revela que los insectos emergen por primera vez alrededor de la época en que también aparecieron las plantas en el planeta, hace unos 500 millones de años, durante el Período Ordovícico Temprano. Los antiguos ancestros de los insectos (Hexapoda) probablemente eran similares a los peces plateados, insectos primitivos modernos que nunca desarrollaron alas. Hablando de alas, el vuelo de los insectos surgió hace unos 406 millones de años, casi al mismo tiempo que las plantas comenzaron a diversificarse realmente en la tierra y a crecer más. Además, es muy importante señalar que la diversificación de insectos despegó mucho antes que las angiospermas (plantas con flores). Los científicos dicen que los primeros insectos probablemente evolucionaron de un grupo de crustáceos venenosos llamados remipedia.
Pececito de plata (Lepisma saccharina). Flickr/Stanislav Sedov, CC BY
Tenga en cuenta que los insectos se adaptaron extremadamente rápido y no es difícil entender por qué. Los insectos alcanzan la madurez extremadamente rápido y se reproducen en enjambres. Es mucho más probable que surja una mutación útil y se adhiera a una gran población. La mayoría de los principales grupos de insectos aparecieron en un estallido de evolución hace unos 350 millones de años, como los saltamontes y las cucarachas. Muchos grupos comunes de insectos como moscas, avispas y escarabajos aparecieron hace más de 200 millones de años.
El estudio publicado en Science ofrece el análisis más detallado y extenso de su tipo. Ahora, los científicos tendrán esta enorme base de datos a su disposición para estudiar cómo los insectos sobrevivieron y se adaptaron a algunas de las crisis más terribles en la historia del planeta.
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