Problema: los dientes de caballo no están menos evolucionados

Era un cuento darwiniano perfecto. La evidencia estaba allí mismo en los fósiles. Los dientes evolucionaron para tener coronas más altas en los rumiantes (p. ej., bovinos, ovinos, antílopes, ciervos, jirafas) con el tiempo, porque el aumento de los pastizales provocó más abrasión dental y requería más durabilidad. Evolution satisfizo la necesidad y proporcionó las herramientas dentales y digestivas para la dieta en evolución. Así es como se contó, según Gordon D. Sanson en un comentario de PNAS:

El surgimiento y expansión de los pastizales en diferentes continentes durante el Terciariocoincidió con la aparición de caracteres dentalesse supone que son adaptacionespor comer hierba.El dogma era, y en gran parte sigue siendo , que los pastos son particularmente duros y abrasivos en comparación con la dieta ancestral de las plantas del bosque. Durante mucho tiempo se ha pensado que los pastos son particularmente abrasivos debido a sus altos niveles de cuerpos de sílice endógenos (fitolitos), aunque exógenospolvo o arenaen la superficie de las hojas de hierbapuede tambiénprovocar el desgaste de los dientes.Los herbívoros desarrollaron dientes muy duraderos con coronas altas de sacrificio que podían soportar altos niveles de desgaste.(Figura 1).Los dientes también desarrollaron patrones de crestas de esmalte altamente plegados y más complejos, que se supone que son necesarios para masticar una dieta fibrosa dura.Hubo otras adaptaciones asociadas con el traslado a los pastizales, incluidos cambios en la morfología locomotora, el comportamiento del rebaño y el tamaño del cuerpo, pero el vínculo entre la forma y la función de los dientes y las propiedades biomecánicas cambiantes de la dieta son de interés aquí.Es una historia particularmente rica porque los dientes, al ser tan duros y duraderos, están bien conservados en el registro fósil.[Énfasis añadido.]

Además, los rumiantes desarrollaron preestómagos que lavan y clasifican parte de la arena de la hierba, lo que permite a los animales regurgitar la comida, rumiar y descomponer el bolo alimenticio en partículas más finas. Esto proporcionó una "ventaja inadvertida" sobre los mamíferos que no desarrollaron un estómago anterior, como los caballos.

Por desgracia, un artículo anterior en PNAS por Valerio et al. planteó una dificultad con la historia de la evolución de los dientes. Como evolucionistas, estos científicos agrícolas estuvieron de acuerdo con parte de la historia. Parece cierto que el ganado vacuno y otros rumiantes clasifican la suciedad y la arena en la parte anterior del estómago. El equipo demostró esto en una serie de experimentos. El mecanismo de clasificación parece reducir el desgaste de los dientes de una vaca.

Se han sugerido muchas razonesparael éxito evolutivo del clado muy diverso de rumiantes.Los rumiantes tienendesarrolló una fisiología del anteestómagoeso lleva aeficacia de masticación incomparable para mamíferos de su tamaño, con una reducción extrema del tamaño de las partículas. Esto se debe a un mecanismo de clasificación de partículas bien documentado en su estómago anterior que se basa en la densidad del contenido del estómago anterior, que flota/sedimenta en un medio líquido. Este mecanismo debería, sin darse cuenta, también lavar una gran proporción de arena y polvo antes de que el material sea regurgitado para la rumia. Aquí mostramos en animales vivos que este presunto lavado realmente se lleva a cabo.

Sanson pensó en este hallazgo. Puso la nueva evidencia junto con la vieja historia evolutiva y comenzó a hacer preguntas. Recordando la filosofía de la ciencia de Kuhn, se preguntó si los biólogos habían estado defendiendo un paradigma sin cuestionar sus supuestos. Si es así, ¡lo han estado haciendo durante un siglo y medio!

Es inevitable que llevemos a cabo investigaciones dentro de la lente de los paradigmas existentes, pero Thomas Kuhn argumentó quela reevaluación de los supuestos fomenta los cambios de paradigma.Durante más de 150 años, la coevolución de las gramíneas y los grandes mamíferos herbívorosha interesado a los biólogos y se ha convertidoun paradigma clásico de libro de texto de adaptación . La contribución de Valerio et al. invita a una nueva mirada a los supuestos que subyacen a este paradigma. … El artículo de Valerio et al. plantea preguntas que vale la pena desempacar.

Una simple observación debería haber perturbado la historia hace mucho tiempo: los caballos no son rumiantes. Comen hierba pero no rumian. ¿Por qué los équidos parecen tan bien adaptados al pastoreo? Al igual que los rumiantes, pueden comer pasto durante ocho horas al día y vivir una vida larga y saludable.

Cuando Sanson comenzó a cuestionar las suposiciones, encontró muchas afirmaciones dudosas en la historia que nunca quedaron bien establecidas:

Aquí hay una muestra de Sanson reflexionando sobre las complejidades de estos temas. Debilitan, si no socavan, el escenario evolutivo simplista.

La causa de la abrasiónse ha vuelto más polémicoya que varios estudios hancuestionó la dureza de los fitolitos vegetales y en consecuencia su capacidad para desgastar el esmalte dental. Sin embargo, incluso si los fitolitos de las plantas contribuyen al desgaste del esmalte, se ha estimado quebúfalo africanopuede consumir entre 10 y 28 kg de arena y 300 y 400 kg de sílice endógena por año dependiendo del tipo de suelo.Un búfalo de quince años en suelos de granito podría haber masticado más de 200 millones de veces con una dieta que contenía alrededor de 6.000 kg de sílice, 14 veces la cantidad de arena en el alimento.Estas son cantidades formidables y atestiguanla durabilidad de los dientesy la necesidad de coronas altas.Con el potencial de tales cantidades de abrasivos en la dieta, ¿cualquier ventaja inadvertida se vuelve menos importante? en grazers si el desgaste de la sílice endógena inunda el desgaste de la arena exógena? Por otro lado, si los rumiantes ramoneadores consumen niveles más bajos de arena pero prácticamente nada de sílice,puedetener una ventaja inadvertida relativamente mayor . La contribución relativa de abrasivos endógenos a exógenos debe medirse sistemáticamentesobre dietas, estaciones y tipos de suelo e integrado con estudios sobre el comportamiento de masticación.

Sanson comenta: "Posiblemente, Valerio et al. sin darse cuenta resaltan sololo mucho que no sabemos sobre masticar, que es una parte tan vital de la preparación mecánica de los alimentos que un gran herbívoro podría invertir 8 horas diarias en la actividad". Luego procede a hacer más preguntas:

Los dientes de los rumiantes deben lidiar con alimentos abrasivos frescos al ingerirlos y alimentos ablandados, lavados y clasificados durante la rumia, posiblemente comprometiéndose con una gama más amplia de propiedades biomecánicas que un no rumiante.Un caballo debe acomodar partículas de comida sin lavar y sin clasificar.Entonces, ¿por qué los dientes son tan similares en muchos aspectos y por qué el paradigma fundamental todavía tiene sentido cuando las suposiciones pueden no ser tan sólidas después de todo? ¿Son relevantes las propiedades biomecánicas? La dureza de la dieta a menudo se considera en términos de la energía requerida para masticar la comida, peroeso puede no ser un factor limitante.Más bien la dureza podría afectarcómo la comida resiste localmente la fractura y fluyea lo largo de las cuencas entre las crestas del esmalte complejo cuando se mastica.

Continúa cuestionando supuestos que han sustentado un paradigma durante siglo y medio. ¡Maldita sea Valeria y otros! Simplemente hicieron que fuera más difícil masticar la historia darwiniana.

Valerio et al. sugieren un nivel adicional de complejidad. Su perspectiva, como científicos agrícolas y veterinarios familiarizados con el intrincado funcionamiento del sistema digestivo de los rumiantes,se basa en las suposiciones hechas por paleontólogos sobre la coevolución de pastos y herbívoros.Desentrañando elfuerzas selectivasque han llevado a lapatrones de evolución dentalse ha vuelto más difícil.

La dificultad radica en la narrativa, no en la evidencia. Cada mamífero, rumiante o no, vive bien en su hábitat porque tiene las herramientas adecuadas para el trabajo. No vemos caballos o vacas desplomándose en la hierba por el hambre, sufriendo de dientes desgastados en encías envejecidas. Los ganaderos tienen más sentido de los caballos que esto; pueden saber la edad de un caballo al mirarle los dientes, incluso si son lo suficientemente corteses como para evitar mirarle la boca a un caballo regalado. Los caballos jubilados que se ponen a pastar continúan pastando y generalmente mueren por otras causas además de la pérdida de dientes. Las vacas no se ríen de ellos, mugiendo que deberían haber desarrollado estómagos anteriores.

¿No es esa la motivación que hace que se derrumben tantos relatos evolutivos? En su mito del progreso, imaginan a los animales emergiendo con mayor complejidad durante millones de años. Su ícono del "árbol de la vida universal" comienza en una sola raíz y se ramifica en todas las direcciones, cada rama "innovando" las herramientas necesarias para cualquier criatura que se presente. Las innovaciones surgen debido a las "fuerzas selectivas" que las impulsan hacia soluciones para los desafíos que les arroja el entorno. Es un escenario tan maravilloso. ¿Cómo puede estar mal cuando se siente tan bien?

Los evolucionistas han estado rumiando esto durante demasiado tiempo, asumiendo que las "fuerzas selectivas" mágicas de Darwin tienen el verdadero valor para lidiar con la hierba arenosa. Hora de cambiar de canal y ver Cómo funcionan las cosas.