Imagen – La Transformación Dentro De La Crisálida
Una oruga y una mariposa parecen animales distintos.
Una se desplaza sobre hojas, posee un cuerpo alargado y dedica gran parte de su actividad a alimentarse. La otra tiene alas, puede recorrer grandes distancias y participa en la reproducción de una manera completamente diferente.
Sin embargo, son etapas del mismo organismo.
Entre ambas ocurre uno de los procesos más llamativos del desarrollo animal: la metamorfosis, una transformación coordinada en la que cambian la anatomía, la fisiología y, con frecuencia, el comportamiento.
No se trata simplemente de crecer.
Durante la metamorfosis, algunas estructuras desaparecen o se remodelan mientras otras se desarrollan. El animal reorganiza profundamente el cuerpo que ya posee.
Y la transformación comienza mucho antes de que podamos verla.
Crecer no siempre significa conservar la misma forma
Los seres humanos cambiamos considerablemente desde el nacimiento hasta la edad adulta, pero nuestro plan corporal general permanece reconocible.
Una persona adulta sigue conservando las mismas extremidades básicas que tenía durante la infancia.
En muchos animales, el desarrollo puede seguir una trayectoria mucho más radical.
Una larva puede vivir en un ambiente diferente al adulto, utilizar otros alimentos y desplazarse de otra manera.
La metamorfosis permite dividir la vida en etapas especializadas.
Una puede estar especialmente orientada al crecimiento.
Otra, a la dispersión y la reproducción.
El mismo organismo utiliza cuerpos diferentes para resolver problemas diferentes.
Los insectos muestran algunas de las transformaciones más extremas
No todos los insectos atraviesan la misma clase de metamorfosis.
En algunos, las formas juveniles se parecen en términos generales al adulto y cambian gradualmente mediante sucesivas mudas.
En otros ocurre la llamada metamorfosis completa.
Mariposas, polillas, escarabajos, moscas, abejas y hormigas pertenecen a grupos que atraviesan cuatro grandes etapas: huevo, larva, pupa y adulto.
La larva puede ser radicalmente distinta del organismo final.
Una oruga no es simplemente una mariposa pequeña sin alas.
Es una forma corporal especializada para otra etapa de la vida.
La oruga está diseñada para alimentarse
Durante su etapa larvaria, muchas orugas dedican una enorme proporción de su actividad a comer.
El alimento proporciona los materiales y la energía necesarios para crecer y acumular reservas.
Como todos los insectos, poseen un exoesqueleto que no puede expandirse indefinidamente.
Por eso deben mudar.
Después de varias etapas larvarias, señales hormonales desencadenan la transición hacia la siguiente fase.
La oruga deja de comportarse como antes.
Busca un lugar adecuado y comienza la transformación que conducirá a la pupa.
El cuerpo que funcionaba perfectamente para comer hojas está a punto de ser reorganizado.
La crisálida no es una bolsa de líquido
Existe una imagen popular según la cual una oruga se disuelve completamente dentro de la crisálida y después se reconstruye desde cero como mariposa.
La realidad es más compleja.
Durante la etapa pupal ocurre una intensa remodelación de tejidos.
Algunas células y estructuras larvarias son destruidas o transformadas mediante procesos celulares regulados. Sus componentes pueden ser reutilizados.
Pero otras partes del organismo permanecen y se reorganizan.
Además, desde etapas anteriores existen grupos de células destinados a participar en la formación de estructuras adultas.
La mariposa no aparece de la nada.
Su desarrollo estaba preparado desde mucho antes de que la oruga formara la pupa.
Las instrucciones estaban dentro de la larva
En muchos insectos con metamorfosis completa existen conjuntos celulares conocidos como discos imaginales y otros tejidos precursores.
Durante la etapa larvaria pueden permanecer relativamente discretos.
Más adelante, durante la metamorfosis, proliferan y contribuyen a formar estructuras adultas como alas, patas y partes de la cabeza.
Esto produce una paradoja visual.
Mientras observamos una oruga, parte de la arquitectura de su futuro cuerpo ya se encuentra en desarrollo.
La metamorfosis no improvisa un nuevo organismo.
Activa y coordina un programa de desarrollo construido desde etapas tempranas.
Las hormonas indican cuándo cambiar
Una transformación tan compleja necesita coordinación.
En los insectos, dos elementos hormonales resultan especialmente importantes: los ecdisteroides, relacionados con las mudas, y la hormona juvenil.
Su interacción ayuda a determinar qué tipo de transición ocurrirá.
Mientras ciertos niveles de hormona juvenil se mantienen, una muda puede conducir a otra etapa larvaria.
Cuando esos niveles cambian en el momento apropiado, el programa de desarrollo avanza hacia la pupa y posteriormente hacia el adulto.
Las hormonas no contienen un plano diminuto de la mariposa.
Funcionan más bien como señales que activan programas genéticos en tejidos específicos.
Cada tejido responde de acuerdo con su identidad y estado de desarrollo.
El resultado debe quedar coordinado en todo el organismo.
El sistema nervioso también tiene que transformarse
Cambiar el cuerpo no basta.
Una oruga y una mariposa necesitan comportamientos diferentes.
La primera debe desplazarse sobre superficies, localizar alimento y responder a amenazas con un cuerpo larvario.
La segunda necesita controlar alas, orientarse durante el vuelo, buscar alimento de otra manera y encontrar pareja.
El sistema nervioso también atraviesa remodelaciones.
Algunas neuronas pueden conservarse y modificar sus conexiones, mientras otras aparecen o desaparecen durante el desarrollo.
Esto plantea una pregunta especialmente interesante.
¿Qué ocurre con la información aprendida antes de la metamorfosis?
Algunos recuerdos pueden sobrevivir
Experimentos con ciertos insectos han sugerido que determinados aprendizajes adquiridos durante la etapa larvaria pueden influir en el comportamiento después de la metamorfosis.
Eso no significa que una mariposa recuerde su vida como oruga de la misma manera que una persona recuerda su infancia.
La memoria animal es diversa y depende del tipo de aprendizaje y de los circuitos involucrados.
Pero estos resultados muestran algo importante.
La metamorfosis puede ser radical sin borrar necesariamente toda continuidad nerviosa.
El adulto posee un cuerpo profundamente diferente.
Aun así, sigue siendo el resultado de una historia biológica que comenzó antes.
Las ranas realizan otra clase de transformación
La metamorfosis no pertenece únicamente a los insectos.
Los anfibios ofrecen otro ejemplo conocido.
Un renacuajo puede vivir principalmente en el agua, desplazarse mediante una cola y utilizar estructuras adaptadas a esa etapa acuática.
Durante la metamorfosis aparecen patas, cambia el aparato digestivo, se reorganizan diferentes órganos y, en muchas especies de ranas, la cola larvaria es reabsorbida.
El resultado es un animal preparado para una forma de vida distinta.
Una vez más, no se trata simplemente de aumentar de tamaño.
El organismo modifica su relación con el ambiente.
La tiroides ayuda a transformar al renacuajo
En los anfibios, las hormonas tiroideas desempeñan un papel central en la metamorfosis.
Cuando sus señales aumentan durante el desarrollo, distintos tejidos responden de maneras diferentes.
Algunos crecen.
Otros cambian su funcionamiento.
Otros entran en procesos de muerte celular programada y remodelación.
La misma señal hormonal puede producir efectos distintos según el tejido que la recibe.
Esto permite coordinar transformaciones distribuidas por todo el cuerpo.
El animal cambia como una unidad, aunque cada órgano siga instrucciones específicas.
Destruir también forma parte de construir
Una de las ideas más llamativas de la metamorfosis es que crear una nueva anatomía puede requerir eliminar estructuras anteriores.
La apoptosis, o muerte celular programada, participa en numerosos procesos normales del desarrollo.
No es simplemente daño.
Es una herramienta biológica.
Células que fueron necesarias durante una etapa pueden dejar de serlo en la siguiente.
Sus componentes pueden eliminarse o reciclarse mientras otros tejidos crecen.
La construcción de un organismo no consiste únicamente en añadir materia.
También requiere saber qué retirar.
Vivir dos vidas reduce la competencia
¿Por qué evolucionó una estrategia tan compleja?
Una ventaja posible es que las etapas juveniles y adultas pueden utilizar recursos diferentes.
Una oruga consume principalmente tejidos vegetales de determinadas plantas, mientras muchas mariposas adultas se alimentan de líquidos como néctar.
Un renacuajo y una rana adulta también pueden ocupar nichos ecológicos diferentes y consumir alimentos distintos.
Esto reduce, en ciertos casos, la competencia directa entre jóvenes y adultos de la misma especie.
La metamorfosis permite repartir funciones.
Una etapa puede especializarse en crecer y acumular recursos.
Otra puede favorecer dispersión y reproducción.
El cambio de cuerpo acompaña un cambio de vida.
El ambiente puede alterar el momento de transformarse
La metamorfosis está regulada genéticamente, pero no ocurre completamente aislada del ambiente.
Temperatura, disponibilidad de alimento, densidad de individuos y otras condiciones pueden influir en el desarrollo de diferentes especies.
En anfibios, por ejemplo, las condiciones de un cuerpo de agua pueden modificar la presión evolutiva y fisiológica alrededor del momento de abandonar la etapa larvaria.
Transformarse demasiado pronto puede producir un adulto pequeño o menos preparado.
Esperar demasiado también puede resultar peligroso si el ambiente larvario está desapareciendo.
La metamorfosis ocurre en la intersección entre un programa biológico y un mundo cambiante.
No existe una sola metamorfosis
El término reúne transformaciones muy diferentes.
Los insectos con metamorfosis completa atraviesan una etapa pupal.
Los anfibios siguen otro proceso.
Numerosos animales marinos también poseen larvas cuya anatomía y estilo de vida pueden ser radicalmente diferentes de los adultos.
Algunas larvas flotan formando parte del plancton antes de asentarse y transformarse.
Otras recorren distancias que el organismo adulto jamás podría atravesar.
La metamorfosis no es una única invención evolutiva con un solo mecanismo.
Es una estrategia que ha aparecido de distintas maneras en la historia de la vida.
Lectura de fondo
El mismo organismo puede necesitar más de un cuerpo
La metamorfosis resulta fascinante porque desafía nuestra idea intuitiva de identidad biológica.
Solemos imaginar que un animal nace con una forma básica y simplemente crece hasta alcanzar su tamaño definitivo.
Pero una oruga no está incompleta.
Un renacuajo tampoco.
Cada uno posee un cuerpo funcional para una etapa específica de su existencia.
Después llega el momento en que esa anatomía deja de ser la mejor solución.
Entonces comienza una transformación coordinada: algunos tejidos crecen, otros se reorganizan y otros desaparecen. Las hormonas modifican programas celulares y el sistema nervioso se adapta a nuevas formas de movimiento y percepción.
El organismo continúa siendo el mismo.
La manera de habitar el mundo cambia.
Quizá ahí se encuentre lo más sorprendente de la metamorfosis.
La evolución no siempre construye un único cuerpo capaz de resolver todos los problemas de una vida.
A veces construye varios.