Monstruos y mamíferos gigantes: Una mirada evolutiva al gigantismo

Los animales gigantes y los monstruos siempre han generado una fascinación enorme a muchas personas, producida gracias a una mezcla de temor y admiración a partes iguales. Aunque los dinosaurios siempre han encabezado las listas de animales gigantes, tras su extinción fueron los mamíferos los que los sustituyeron. ¿Había mamíferos enormes en la época de los dinosaurios? No, en esos tiempos (hace más de 66 millones de años), los principales mamíferos eran roedores o similares, siendo el género extinto Repenomamus el de mayor tamaño (10-15 kg). Entonces, ¿Cómo estos pequeños roedores se convirtieron en esos monstruos gigantes? Con la evolución. La vida animal (y no animal) lleva cientos de millones de años abriéndose paso entre los más diversos ecosistemas, generando una multitud de especies de tamaños innumerables. Por ello, no debe resultar sorprendente que hayan existido especies gigantescas durante un periodo de tiempo tan extenso. Sin embargo, analizando el registro fósil una cosa está clara, en comparación con la actualidad, la prehistoria estuvo plagada de bestias enormes. Podría pensarse que los animales de mayor tamaño producen fósiles mejor conservados, y de ahí el gigantismo de las especies pasadas, pero lo cierto es que los fósiles más abundantes (y más recolectados) son de pequeños invertebrados marinos. Además, los huesos de individuos de gran tamaño suelen fragmentarse, complicando el proceso de identificación. Esto hizo que antes de la anatomía comparada, muchos restos dieran lugar a falsas interpretaciones, ayudando a crear varios de los mitos de monstruos enormes que abarrotan nuestras culturas. Aunque la mayoría de nuestras miradas se posen sobre los gigantes vertebrados, lo cierto es que también hubo enormes invertebrados en la era Primaria o Paleozoico. En la era Secundaria o Mesozoico, fueron los dinosaurios quienes ostentaron el título de especies de mayor tamaño. En la era Terciaria o Cenozoico, los mamíferos antes mencionados arrebataron el récord a los protagonistas de Jurassic Park. Por lo tanto, el gigantismo ha sido una constante a lo largo de la evolución de las especies que tanto interés han despertado en nosotros. Porque sí, nos gustan los animales grandes y, de hecho, un estudio demostró que los visitantes de un zoológico pasan de media mayor tiempo observando a las criaturas de mayor tamaño que al resto. En este artículo trataremos de desvelar algunos de los misterios de este gigantismo.

En primer lugar, debemos diferenciar el término gigante aplicado al ejemplar de una especie (un individuo que se sale de la norma), del de gigante para una especie en comparación con especies similares. Como estamos hablando de animales prehistóricos, hay que tener cuidado con las especies que son descritas a partir de animales especialmente grandes dentro de su taxón, ya que pueden predecir una especie gigante comparado con otras, pero el hallazgo de individuos más pequeños desechará esa hipótesis. Por ello, resulta curioso cuando los paleontólogos defienden el gigantismo de especies descritas a partir de un único ejemplar de gran tamaño, solo por pertenecer a un grupo zoológico donde abundan las especies grandes. En segundo lugar, debemos comprender una serie de cuestiones físicas para entender del todo el gigantismo. Por ejemplo, debemos considerar que cada animal ha sido perfilado por la evolución para tener un tamaño determinado; es decir, una hormiga no podría alcanzar el tamaño de un elefante, ya que sus patas (entre otros factores) no están diseñadas para aguantar tanto peso. Es como querer construir un puente enorme con los planos de uno pequeño, cualquier variación en la masa deberá ir acompañada de su respectiva variación en la estructura. Este excesivo tamaño afectaría no solo a la morfología, sino también a la fisiología de la hormiga. Esta tendría grandes problemas para respirar aire, ya que sus tubos traqueales (sistema respiratorio de la hormiga) pierden eficacia conforme aumenta el tamaño del insecto. Sin embargo, en el agua (con una respiración branquial) no ocurriría lo mismo, como atestiguan especies del Carbonífero de la era Primaria (Paleozoico) como los escorpiones de agua que superaron holgadamente los dos metros de longitud. En este periodo (Carbonífero), también existieron artrópodos terrestres gigantes, ya que la elevada humedad y la alta concentración de oxígeno en la atmósfera, facilitaban su respiración traqueal. No obstante, tras este periodo, las condiciones climáticas se volvieron más secas y la concentración de oxígeno descendió, lo cual impidió que sobreviviese ningún artrópodo terrestre gigante. Solo quedaron las especies gigantes acuáticas, y a día de hoy, estas especies siguen siendo las de mayor tamaño entre los artrópodos.

Ilustración de Pterygotus anglicus, un artrópodo del carbonífero que alcanzaba los 2,3 metros de longitud (Fuente: Wikipedia)

Otra de las cuestiones físicas (o matemáticas) que se deben tener en cuenta a la hora de hablar de gigantismo, es que la superficie de una animal aumenta con el cuadrado y el volúmen con el cubo de las dimensiones lineales que presenta. Esto ya quedó reflejado en la afamada obra de Los viajes de Gulliver, donde los liliputienses que presentaban una proporción respecto al gigante Gulliver de 12 a 1 (en longitud), calcularon que tenían que alimentarlo con raciones 1728 veces más grandes (12^3 = 1728). Es decir, si tenemos un animal que dobla su longitud, aumenta 4 veces su superficie y 8 veces su volumen. Esto también está muy relacionado con el calor y la termorregulación. Además, en el mundo de los vertebrados terrestres es muy raro que al aumentar el tamaño no varía la forma del animal, ya que no lo hacen de forma isométrica. Esto se debe a que conforme aumenta el tamaño del cuerpo, para mantener un diseño funcionalmente equilibrado, debe cambiar también su forma, proceso que se conoce como alometría. Es decir, que la aparición de formas gigantes dentro de un grupo taxonómico, requiere un rediseño de las proporciones que normalmente muestran los miembros de dicho grupo. Este rediseño puede generar la aparición de un taxón diferente por un proceso de cambio evolutivo. Debido a este crecimiento alométrico, es común que muchas especies animales sean clasificadas como gigantes debido al colosal tamaño de algunas de sus partes. Bocas enormes, grandes dientes o cornamentas gigantescas pueden ser características que nos resultan llamativas para calificar a un animal como monstruo, aun cuando no posee un tamaño total considerable. Un ejemplo podrían ser los cérvidos que evolucionaron hace unos 2 millones de años, durante los periodos glaciares, a megacerinos y alcinos gigantes. En estas especies, lo que resulta fascinante es el tamaño desproporcionado de sus astas en comparación con la envergadura de su cuerpo. Se trata de un claro ejemplo de crecimiento alométrico. Aun así, este tamaño (el de las astas) tendrá un límite, ya que como he mencionado anteriormente, conforme aumenta el tamaño de un cuerpo, son necesarios una serie de rediseños de la morfología y fisiología del animal. Por ejemplo, cuando un vertebrado sobrepasa un determinado tamaño, es necesario que el esqueleto se reestructure para poder soportar las nuevas tensiones y esfuerzos que el gigantismo va a generar. Lo mismo debe ocurrir con la fisiología, ya que al aumentar de tamaño deberá adaptarse a unos requerimientos nutricionales muy superiores (recuerda las raciones de Gulliver). Otro ejemplo lo podemos volver a encontrar en los cérvidos y bóvidos de cornamentas desproporcionadas, que también sufren modificaciones en sus vértebras cervicales, para poder soportar sus cráneos voluminosos con sus pesadas astas o cuernos. O como olvidar a los tigres dientes de sable, que a pesar de mostrar un tamaño semejante a las especies actuales más emparentadas, el tamaño de sus colmillos era muy superior al de los géneros actuales.

Tras la extinción de los dinosaurios hace unos 66 millones de años, comenzó la era de los mamíferos que, gracias a su condición de homeotermos (capacidad para regular su temperatura), pudieron colonizar todos los nichos ecológicos en los que esta clase animal está presente en la actualidad. Muchos de estos taxones sufrieron un aumento (y disminución) de su tamaño ancestral debido a una fuerte selección diferencial que puede generar el aislamiento en regiones como islas. Un estudio sobre la masa corporal y la filogenia de más del 75% de las especie de mamíferos existentes, demostró que las variaciones en el tamaño podían predecirse a partir de un número reducido de predictores. Por ejemplo, las mayores tasas de variación de tamaño, están asociadas a regiones continentales frías, de menor altitud, pobres en especies y de alta energía. Cuando en el registro fósil comenzaron a aparecer especies de mamíferos de envergaduras elevadas, la explicación más plausible, sería la de los cambios en las condiciones climáticas. Por ejemplo, según la regla de Bergmann, como al aumentar el tamaño la superficie aumenta con el cuadrado de éste, pero el volumen aumenta con el cubo, un tamaño corporal más grande permitirá conservar mejor el calor ya que existen menos unidades de superficie (respecto a las unidades de volumen) por las que perder el calor. De esta forma, animales que viven en regiones menos cálidas, tenderán a tener un tamaño superior. Por otro lado, en el caso de altitudes elevadas, la presión del oxígeno también se reduce, por lo que su disponibilidad será inferior. Como un aumento de tamaño también implica un aumento de la tasa metabólica (consumo energético), los animales de regiones con mayor altitud, tenderán a mostrar tamaños inferiores para reducir su tasa metabólica, ya que disponen de una cantidad menor de oxígeno para su metabolismo energético.

Esqueleto de Megaloceros giganteus, un ejemplo de crecimiento alométrico (Fuente: Wikipedia)

Si en un ecosistema el número de especies depredadoras es inferior, o el número de presas es superior (con una mayor disponibilidad energética), el tamaño de los animales no se verá afectado por estos límites (elevado número de depredadores o reducido número de presas), con lo que podrán alcanzar envergaduras superiores. Un ejemplo típico de ello son los emús australianos, que viven en ecosistemas que carecen de grandes depredadores. Entonces, el tamaño no supone una desventaja en cuanto a que serán más visibles, más lentos, y con menor número de lugares para resguardarse, ya que no hay depredadores que puedan aprovecharse de estas desventajas. Otro factor que afecta al gigantismo o enanismo de las especies, se centra en la concentración atmosférica de dióxido de carbono, ya que conforme esta aumenta se reduce la digestibilidad de las hojas y el valor nutricional que estas aportan a los herbívoros. Dando como resultado tasas de crecimiento más lentas, y explicando el enanismo que padecían especies que vivieron en periodos con mayor concentración de este gas de efecto invernadero. Como el cambio climático actual atestigua, un aumento de estos gases, conlleva a un aumento de la temperatura (efecto invernadero), lo que también afecta al enanismo (regla de Bergmann) y explica la reducción de tamaño del 30% que sufrieron varias especies de bóvidos hace unos 56 millones de años.

Como hemos visto, son numerosas las condiciones necesarias para que en una especie concreta se origine el gigantismo, y muchas de ellas tienen que ver con el clima. Esto nos es útil para conocer las respuestas evolutivas que tendrán los mamíferos ante el calentamiento global del futuro. De hecho, algunos modelos predicen que con el aumento de la temperatura global del próximo siglo (causada por el ser humano), muchas especies puede que reduzcan su tamaño, como ya demuestran las observaciones de especies de mamíferos que han empequeñecido en comparación con sus homólogos del pasado. Sin embargo, el ritmo de calentamiento actual es muy superior a los acontecidos en el pasado, por lo que es posible que las especies de hoy no actúen de la misma forma y su ritmo de decrecimiento sea más acelerado. Así que ya sabes, si no quiere unos nietos enanos, recicla y respeta el medio ambiente (entiéndase la exageración).

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