¿Le importa a tu cerebro lo que comes?

La evolución del cerebro es una de las áreas de investigación más interesantes debido a la fascinación que sentimos hacia el funcionamiento de ese centro de control del cuerpo. Entender cómo funciona y cómo ha evolucionado el cerebro en otras especies animales nos ha ayudado a los humanos a comprender un poco más la estructura de nuestro cerebro y por qué hace lo que hace. Los estudios con cerebros de murciélagos no son una excepción. Aquí presentamos un resumen de los principales resultados de una investigación de nuestro grupo que será publicada en Journal of Evolutionary Biology, donde analizamos cómo pudo haber evolucionado el cerebro en un grupo de murciélagos del Nuevo Mundo en función de un grupo de factores relacionados con la ecología de estos mamíferos voladores. En este estudio internacional colaboraron los investigadores Carlos A. Mancina, del Instituto de Ecología y Sistemática de Cuba (IES) y José J. Flores-Martínez, del Instituto de Biología de la Universidad Nacional Autónoma de México (IBUNAM).

En muchas culturas a los niños pequeños se les dice que deben comer pescado porque de esa forma van a desarrollar una buena memoria. ¿Hasta qué punto es cierto que lo que comemos influye en nuestro cerebro? Al menos en un marco evolutivo, el tipo de dieta parece influir en el tamaño del cerebro. Durante más de 40 años varios estudios han relacionado el tamaño del cerebro en murciélagos con el tipo de dieta. Y esto se ha hecho con los murciélagos de la familia Phyllostomidae que, como hemos comentado en otro post de este blog, incluye especies insectívoras, carnívoras, hematófagas, nectarívoras y frugívoras. Todas las evidencias indican que durante los 37 millones de años que lleva evolucionando esta familia, las especies que se alimentan fundamentalmente de frutos han desarrollado cerebros comparativamente mayores que las especies que consumen cualquier otro tipo de alimento.murcis_diet_brain_web_resolution_divulgare

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¿CUÁNDO SE VOLVIERON IMPORTANTES LAS PLANTAS PARA LOS MURCIÉLAGOS?

Diversificación de los hábitos de alimentación en la familia Phyllostomidae

Rojas, D., Vale, A., Ferrero, V., Navarro, L. (2011) When did plants become important to leaf-nosed bats? Diversification of feeding habits in the family Phyllostomidae. Molecular Ecology 20:2217-2228.

En este año Internacional de los murciélagos, en Divulgare queremos aportar nuestro granito de arena para dar la visibilidad e importancia que se merecen estos desconocidos mamíferos. ¿Sabias que los murciélagos tienen una enorme importancia en el funcionamiento de los ecosistemas a nivel mundial? ¿y que muchos de ellos se alimentan de frutos carnosos, polen y néctar de flores? Realmente, entre los murciélagos se pueden observar muchas conductas tróficas distintas: insectívoros, carnívoros, sanguívoros (si, pero son sólo 3 especies!), omnívoros, nectarívoros (se alimentan de néctar y polen) y frugívoros. Para que sepas un poquito más sobre la evolución de los hábitos tróficos de este fascinante grupo de mamíferos voladores os resumimos uno de los últimos trabajos que hemos publicado sobre una familia de murciélagos neotropicales: los filostómidos.

Una gran proporción de los murciélagos de la familia Phyllostomidae del Nuevo Mundo se alimenta de frutas, néctar y polen, y muchos de ellos presentan adaptaciones para alimentarse también de insectos y pequeños vertebrados. Sin embargo, sabemos que los ancestros de estos murciélagos «vegetarianos» se alimentaban principalmente de insectos. Entonces, ¿Cuándo se volvieron fitófagos? y ¿por qué? Hasta ahora, los intentos de analizar la diversificación de la especialización trófica en este grupo y en particular, la evolución de la nectarivoría y la frugivoría, han producido resultados contradictorios.

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Figura 1. Muchas especies de murciélagos filostómidos polinizan las flores y dispersan las semillas de más de 100 especies de plantas. Fotografías realizadas por Carlos A. Mancina.

En este estudio propusimos una hipótesis filogenética molecular para los murciélagos filostómidos. Sobre la base de una matriz de hábitos de alimentación, probamos diferentes hipótesis para conocer cómo se produjo la evolución de las especializaciones tróficas en el grupo. Nuestros resultados apoyan el modelo evolutivo que propone una diversificación de la dieta directamente desde la insectivoría: los primeros murciélagos eran insectívoros y a partir de ellos se fueron originando, de manera independiente, linajes de murciélagos con hábitos tróficos diferentes. Las estimaciones de los tiempos de divergencia de los murciélagos filostómidos y la reconstrucción de los estados ancestrales con un enfoque bayesiano apoyan la evolución paralela de la frugivoría en cinco linajes y de la nectarivoría en tres linajes de murciélagos, durante el Mioceno.

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Figura 2. Evolución de los hábitos de alimentación en murciélagos filostómidos. A partir de ancestros insectívoros (señalados en color azul) se originaron linajes con hábitos tróficos distintos como la sanguivoría (en rojo), la carnivoría (en lila), la nectarivoría (en amarillo) y la frugívoría (en verde). Todos estos cambios se han producido en los últimos 20-25 millones de años, pero sobre todo en el Mioceno y el Plioceno.

Los resultados que hemos obtenido apoyan la hipótesis de que la evolución de la frugivoría (en color verde en la Figura 2) en los murciélagos filostómidos se produjo a partir de un grupo de murciélagos que dispersaban frutos blandos de plantas típicas de vegetación secundaria hacia murciélagos más especializados que se alimentan de frutos más duros o más ricos en fibras, típicos de plantas de vegetación primaria o del dosel de los bosques.

Lo sorprendente del caso es que, mientras que para cambiar el hábito trófico de insectívoro a carnívoro no son necesarias demasiadas adaptaciones, el cambio de una dieta basada en insectos a una dieta principalmente basada en frutos, néctar y polen implica importantes cambios en la morfología craneal y dentición, comportamiento de forrajeo y también en el tamaño relativo del cerebro. Y esto ha ocurrido varias veces de manera independiente en esta familia de murciélagos. ¿Por qué? Posiblemente esté relacionado con el descubrimiento, durante el Mioceno, por parte de estos murciélagos de un recurso abundante y poco explotado hasta ese momento: los frutos y flores constituyeron un recurso predecible y relativamente constante. A partir de ahí la aparición de innovaciones ecológicas, en linajes independientes, para aprovechar este nuevo recurso siguió su curso.

En base a estos resultados y a estudios recientes de la dieta de los murciélagos, proponemos que la explotación de recursos 1) abundantes y 2) no explotados hasta el momento por parte de los filostómidos, proporcionó ventajas selectivas a estos murciélagos, favoreciendo la aparición de innovaciones ecológicas de forma independiente en diferentes linajes de la familia. Estas innovaciones les permitieron diversificarse explotando recursos tróficos diferentes.

Entre estas innovaciones hay algunas relacionadas con la morfología craneal, el tamaño relativo del cerebro, o con la capacidad de vuelo, pero…. eso lo dejamos para otra entrada (si esta tiene lectores 😉 ).