El ‘bolero de Ravel y la convergencia de pinos piñoneros de climas mediterranéos en América y Europa

The “Bolero de Ravel” and convergence of pinyon pines in mediterranian climates in America and Europe. The large seeds (pine-nuts) found on pinyon pines around the Mediterranean and in North America, are clear examples of convergent evolution. Both groups of pines come from pines with small, winged seeds, and both have evolved large seeds independently, as an adaptation to low-humidity environments.

Los pinos no son solamente árboles de Navidad

    Frecuentemente cuando se piensa en pinos, se asocia la idea con ambientes templados o definitivamente fríos, países de Europa del norte como Suecia o Noruega y climas en general húmedos, como en el noroeste de los Estados Unidos de América. Pocas veces se asocia la idea de un pino con ambientes desérticos, tropicales o subtropicales. Esta, como otras muchas ideas acerca de la naturaleza, está equivocada en parte y en parte es correcta porque algunos aspectos de ella son en parte correctos. Efectivamente, los ambientes con nieve están asociados a árboles que, entre otros, son pinos (aunque la mayoría son abetos como por ejemplo el más utilizado en Norteamérica como árbol de navidad). La forma de esos árboles es muy parecida a la de los pinos (triangular y con ramas que salen casi de la base del tronco). De hecho los abetos, los pinos y todos aquellos árboles o arbustos con conos pertenecen al grupo de las coníferas, entre las que hay 8 familias de las que una es la de los pinos.

Darwin nos enseñó que la evolución es un proceso histórico y adaptativo

    Solo hasta que Darwin llamó la atención sobre ello fue que los naturalistas empezaron a entender los aspectos históricos de la biología. Darwin se preguntaba por qué las especies tropicales de Sudamérica se parecían más a las especies templadas de Sudamérica que a las especies tropicales de África. La respuesta que Darwin se dio y que ha probado ser cierta una y otra vez fue que la evolución es una combinación de adaptación al medio ambiente y de herencia común o herencia ancestral, es decir, que las especies comparten ancestros comunes a medida que nos movemos hacia el pasado. Por ejemplo el ancestro común entre nosotros y los gorilas o chimpancés es más reciente que aquel entre nosotros y los ratones. Así, una parte de la apariencia de los individuos se debe al proceso de adaptación al medio ambiente (por ejemplo la presencia de alas en aves e insectos) pero otra parte de la similitud entre los organismos se debe a la historia común (por ejemplo la presencia de extremidades anteriores en los osos y los caballos). Muchas veces la historia común se puede reconstruir porque las especies de un cierto taxón tienen orígenes geográficos particulares. Los pinos, por ejemplo, solamente se distribuyen en la parte norte de los continentes (Asia, Europa y América) y sólo una especie, P. merkusii, tiene parte de su distribución al sur del ecuador, en Sumatra. Utilizando esta información así como otras se ha podido demostrar que los pinos se originaron en Asia y posteriormente se expandieron por Europa y por Norteamérica.

Los pinos se adaptan a muchos ambientes y tienen muchas especies

    A lo largo de ya más de 300 años de estudios botánicos desde que Linneo inició la actual clasificación de las plantas, se han descrito alrededor de 100 especies de pinos de las que más de la mitad están distribuidas en México y el oeste de Norteamérica. En particular existe una gran cantidad de especies en Estados Unidos y México que están catalogadas dentro de los pinos llamados piñoneros o pinos que producen piñones. Es aquí donde nuestra historia muestra una pregunta muy interesante y es que los grupos de pinos piñoneros de Europa y de Norteamérica tienen un origen diferente, ya que los pinos piñoneros de Europa son del grupo de pinos llamados duros y los norteamericanos pertenecen al grupo de pinos llamados blandos. El primero de ellos se caracteriza por tener una madera mas dura, menos resinosa, mientras que el segundo grupo se caracteriza por tener una madera blanda o más resinosa. Desde hace varios años se sabe que ambos grupos de pinos, los blandos y los duros, divergieron hace mucho tiempo pero recientemente se ha encontrado que esa divergencia es anterior a 100 millones de años.

El tiempo profundo y los presupuestos de las naciones

Aquí nos topamos con otro problema que Darwin empezó a resolver pero que actualmente aún nos cuesta mucho trabajo entender. Este es el concepto del tiempo profundo, aquel que no es el relacionado con 20, 30, 100 o 2.000 años sino el que se refiere a millones o miles de millones de años. A veces pienso que estas cifras se parecen a los presupuestos de los países, que simplemente no podemos imaginar. Si alguien gana al año 1, 2, 5 o 10 millones de pesetas, eso lo podemos entender, pero cuando pensamos que el presupuesto de algunos países es de billones de pesetas (si, un uno con doce ceros) entonces nuestra capacidad de análisis y de imaginación simplemente no alcanza. Así, al hombre le está costando mucho trabajo entender la evolución biológica, entre otras cosas, porque los tiempos geológicos en los que la mayoría de los procesos ocurren son de al menos un millón de años o mil milenios como el que acaba de terminar y que se inició en medio de la edad media. Mil veces ese período es sin duda inimaginable.

¿Qué tan profundo es el origen de los pinos?

    En todo caso, fue hace 100 millones de años (o 100.000 milenios) que se separaron los linajes que dieron lugar a los pinos duros y a los pinos blandos. El tiempo de generación entre padres e hijos en pinos es de alrededor de 10-30 años, es decir, que en 100 millones de años habrán pasado entre ¡3 y 10 millones de generaciones! Este dato nos dice al menos dos cosas adicionales de la evolución. La primera es que la evolución morfológica en este grupo de árboles debe de proceder verdaderamente en forma lenta porque las diferencias entre los pinos duros y los blandos, aunque aparentes, son menores cuando las comparamos con las que separan a las plantas de los animales que divergieron hace al menos 1.000 millones de años. ¡Y parecen una eternidad (los 100 millones de años) al compararlos con el tiempo de divergencia entre los gorilas y los chimpancés y el hombre (de 5 a 7 millones de años)! La segunda es que es un grupo de árboles verdaderamente antiguos, que merecen que les dediquemos un respeto especial como un ejemplo de la ética del hombre hacia la naturaleza.

Los pinos piñoneros de América y del Mediterráneo: ¿parientes cercanos distantes?

    En este contexto es, por demás, curioso que siendo que ambos grupos divergieron hace 100 millones de años hayan evolucionado carácteres y más aún síndromes adaptativos que muestran una convergencia evolutiva como la que es aparente entre los grupos de piñoneros del Mediterráneo y de Norteamérica. En ambos casos las semillas de los árboles no presentan alas como en otras especies de pinos sino que además tienen un gran tamaño y llegan a pesar hasta 900 mg. Estas semillas tienen la capacidad, por su tamaño, de tener una gran cantidad de reservas y por ello després de una lluvia razonablemente fuerte, las semillas podrían germinar y producir una plántula de un tamaño tal que podría resistir un ambiente con poca humedad. Este tipo de adaptaciones garantizan que los piñoneros puedan sobrevivir de manera adecuada en ambientes donde hay poca precipitación repartida desigualmente durante el año pero además con un grado alto de variación entre años. Curiosamente, estas son las características de los climas mediterráneos de California y de las costas del Mediterráneo en donde crece una especie de piñoneros, Pinus pinea, que tiene características que le permiten crecer en zonas con poca humedad y suelos pobres. Esta especie crece en suelos de arenisca y arena y aunque su distribución original es hasta ahora desconocida por el uso intensivo que se le ha dado en tiempos históricos (por haber sido cultivada y porque sus piñones han sido utilizados por el hombre), es sin lugar a dudas una especie mediterránea. Seguramente los dispersores de esta especie son aves del género Cyanopicus (urraca). Además de esta especie de pino piñonero (P. pinea), en el Mediterráneo hay otras nueve especies de pinos que tienen semillas con alas y de su dispersión en general se encarga el viento.

Los piñoneros americanos: una lucha contra la aridez

     En el oeste de Norteamérica existe un ambiente mediterráneo más seco con precipitaciones de alrededor de 300-400 mm y suelos pobres en nutrientes. Allí crece una gran cantidad de especies de piñoneros (según la clasificación que se utilice fluctúan entre 12 y 19 especies diferentes). Estas especies crecen en California, Arizona, Colorado, Nuevo México, Nevada, Utah y hasta Idaho en los Estados Unidos y en la parte mexicana en la mayoría de los estados norteños de México pero tan al Sur como el Estado de Puebla, lo cual muestra un extraordinario éxito adaptativo. Mantienen una abundancia importante en ambientes secos y con suelos pobres en climas que van desde el típico clima mediterráneo hasta ambientes en donde hay lluvias de verano en las partes continentales y sureñas de México.

    Al inicio de la época terciaria, después de la extinción de los dinosaurios hace aproximadamente 65 millones de años, no había montañas entre lo que es actualmente el estado de Nevada en los Estados Unidos y el océano Pacífico. El clima en las grandes planicies era muy benigno y muchos de los pinos piñoneros de California así como otros pinos, crecían allí. Entonces la Sierra Nevada de California (otra convergencia de nombre con la sierra del sur de España) empezó a elevarse en forma “lenta” geológicamente. Esta sierra, una vez que alcanzó cierta altura, interceptó la humedad que venía del océano Pacífico y por ello el clima en las planicies norteamericanas empezó a volverse cada vez más seco. Las especies de pinos existentes podían hacer una de dos cosas, o extinguirse o adaptarse a condiciones cada vez mas áridas. La adaptación a este ambiente mas seco afectó un aspecto de la morfología que caracteriza a las especies de pinos, el número de hojas que tienen en cada fascículo. Las especies adaptadas a zonas más secas tienen menos hojas en cada fascículo que aquellas que crecen en ambientes mas húmedos. Así, a medida que las planicies de Norteamérica se hicieron cada vez más secas, los piñoneros mostraron una extraordinaria capacidad de adaptación a estos ambientes tan secos y gradualmente ampliaron su distribución geográfica. Por ejemplo aquellos linajes de Nevada desarrollaron fascículos con una sola hoja (de donde proviene la especie actual P. monophylla que quiere decir pino de una sola hoja). Esa tendencia, que fue mucho más clara en la parte norte, produjo pinos con dos hojas un poco más al sur y pinos de tres, cuatro y cinco hojas en la parte norte de México, que muestra ambientes menos secos y menos fríos.

¿Por qué frío es parecido a seco?

     Al decir ambientes secos y fríos, ecológicamente estamos diciendo una redundancia. ¿Quién no se ha dado cuenta que en el frigorífico las cosas se secan a mucha mayor velocidad que fuera, en la cocina de casa? El frío es una especie de desierto de temperatura en la que sólo sobreviven especies con una alta resistencia a la desecación. Los pinos, entonces, han aprendido, al menos de dos maneras, a soportar la desecación: creciendo en ambientes cálidos casi desérticos, por un lado, y creciendo en ambientes fríos con mayor cantidad de lluvia. El efecto final es el mismo y las adaptaciones a esas condiciones desérticas son las mismas.

La evolución de los pinos es como «El bolero de Ravel»

     Así, después de más 100 millones de años, la evolución de los pinos, a medida que sabemos más cosas de ella, se parece cada vez más al Bolero de Ravel, en el que el mismo tema se repite una y otra vez en una constante colonización de ambientes áridos (tanto fríos como secos) y una continua extinción de linajes y especies que no logran sobrevivir a un cambio lento en las condiciones ecológicas.

Daniel Piñero. Dep. de Ecología Evolutiva, Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México.
© Mètode 28, Invierno 2000/01. 

«Al hombre le está costando mucho trabajo entender la evolución biológica, entre otras cosas, porque los tiempos geológicos en los que la mayoría de los procesos ocurren son de al menos un millón de años o mil milenios»

De arriba a abajo, Pinus nelsonii, Pinus pinceana, Pinus pinea, Pinus monophylla, Pinus maximartinezii y Pinus lagunae. De estas especies de pino piñonero, P. Pinea es la única que se encuentra en el Mediterráneo; las otras son especies de América del Norte.                                    
Fotos: O. Mayoral y A. Brousseau.

«Así, una parte de la apariencia de los individuos se debe al proceso de adaptación al medio ambiente pero otra parte de la similitud entre los organismos se debe a la historia común»