Por Luis Miguel Bautista Sopelana, científico titular del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC)
¿Alguna vez se ha preguntado por qué los machos y las hembras de algunas especies presentan notables diferencias de tamaño? Este fenómeno, conocido como dimorfismo sexual por el tamaño, ha cautivado durante mucho tiempo a los biólogos evolutivos y ha suscitado animados debates.
La cuestión es sencilla a primera vista, pero encontrar una respuesta satisfactoria está siendo más complejo de lo esperado: ¿por qué existen esas disparidades y qué fuerzas evolutivas las han esculpido? Si son tan útiles, ¿por qué algunas especies no las presentan?
Hipótesis de la selección sexual
Los científicos proponen varias hipótesis, más o menos convincentes, sobre el dimorfismo sexual de tamaño. Entre ellas, la hipótesis de la selección sexual, introducida por primera vez por Charles Darwin, es la piedra angular.
Esta hipótesis postula que las disparidades en el tamaño corporal entre machos y hembras son principalmente el resultado de la competencia intrasexual.
La dinámica de esta competición puede conducir a la evolución de tamaños corporales mayores en los machos, ya que el tamaño puede conferir ventajas en un enfrentamiento entre machos y también la aceptación –voluntaria o pasiva– por parte de las hembras.
Hipótesis de la selección de la fecundidad
Por otro lado, las raíces del dimorfismo sexual de tamaño podrían estar en la inversión reproductiva que cada sexo hace.
En muchas especies, las hembras soportan la carga de las responsabilidades reproductivas, como la producción y el cuidado de los huevos o la descendencia.
Este mayor esfuerzo reproductivo podría impulsar la evolución de tamaños corporales más grandes en las hembras, dotándolas de mayores capacidades para la supervivencia de la descendencia a través de una mayor fecundidad o una utilización más eficiente de los recursos durante la gestación o la producción de huevos.
Diferencias entre especies
En algunas especies opera la selección sexual. En otras, la selección de fecundidad explica el dimorfismo sexual del tamaño.
En algunas especies, el dimorfismo sexual de tamaño puede ser leve, tan leve que los observadores humanos no logran determinar el sexo observando una pareja. Quizás la selección sexual y la selección por fecundidad se anulan en esas especies.
Hay muchos ejemplos de dimorfismo sexual de tamaño. En las aves de presa, desde los halcones hasta las águilas (Accipitriformes), las hembras son más grandes que los machos. En las gallinaceas y sus parientes (Galliformes), los machos son más grandes que las hembras.
Los patos y los gansos (Anseriformes) son únicos porque no muestran un patrón de tamaño –refiriéndonos al peso, no al aspecto– claro de machos o hembras.
Otros factores que determinan el dimorfismo sexual de tamaño
A consecuencia de las reglas de la alometría, si un sexo ya es más grande que el otro, las presiones evolutivas pueden acelerar el aumento de tamaño del sexo más grande en relación con el otro.
La alometría impone diferentes tasas de crecimiento de las partes del cuerpo en proporción al tamaño corporal total. Depende, por ejemplo, de la forma y la fisiología, y explica por qué las patas de los animales terrestres crecen en grosor de manera desproporcionada a medida que crece el peso.
También la estructura corporal debe adaptarse, por lo que la nutrición y la fisiología general pueden diferir entre cuerpos pequeños y grandes. La dieta de los sexos pequeño y grande puede variar en la cantidad y el tipo de alimento en casos de diferencias extremas de tamaño.
Hipótesis de la divergencia de nicho
En ocasiones se debate si el dimorfismo sexual provoca la segregación alimentaria o viceversa. La posibilidad de que la causa (dimorfismo) y el efecto (segregación alimentaria) puedan invertirse nos permite reexaminar la hipótesis de la divergencia de nicho. Esta hipótesis sostiene que el dimorfismo sexual de tamaño estaría asociado a factores ecológicos: las diferencias entre sexos darían lugar a una partición de recursos que llevaría a una menor competencia entre machos y hembras.
La hipótesis de la divergencia de nicho fue primeramente propuesta para explicar las diferencias de tamaño entre especies como consecuencia de la selección natural.
En general, en las aves las tres hipótesis se sostienen en orden decreciente por la frecuencia de soporte empírico: selección sexual, selección de fecundidad y selección de nicho (también conocida como selección natural). El orden cambia en función del grupo de especies de aves que se considere.
Los datos empíricos rara vez apoyan la selección de nicho en las aves, e incluso se llega a descartar como hipótesis relevante para explicar el dimorfismo corporal de tamaño. Pero, como suele ocurrir en la naturaleza, existen ejemplos en los que machos y hembras destacan por sus diferencias corporales únicamente dirigidas a la obtención de recursos alimenticios distintos y, por tanto, dietas segregadas. Es el caso de los colibríes y pájaros carpinteros.
Machos y hembras llevan una dieta diferente
Aunque la hipótesis de la divergencia de nicho como generadora de dimorfismo sexual puede tener limitaciones, a primera vista resulta contraintuitivo que los tamaños de cada sexo no sean el resultado de la selección de nicho en la misma medida, si no más, que el tamaño de dos especies que compiten por un mismo recurso.
Mientras que los tamaños de las especies evolucionan para que haya poca o ninguna competencia por un recurso, los machos y las hembras de una misma especie de vertebrado compiten sin cambiar su tamaño por eso.
Una reciente investigación que hemos llevado a cabo científicos del Instituto de Recursos Cinegéticos (IREC-CSIC, UCLM, JCCM) y del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) ha revisado la hipótesis de la divergencia de nicho en aves mediante el análisis de estudios sobre la materia. Además de los alimentos consumidos por cada sexo, también tuvimos en cuenta factores como el sistema de apareamiento y el comportamiento de exhibición sexual.
La exhibición sexual añade a la evolución del dimorfismo sexual de tamaño la dificultad para los machos grandes para ejecutar maniobras acrobáticas en el aire de manera atractiva. En el aire, cuanto más pequeño, mejor acróbata y menos riesgo.
Los resultados del estudio mostraron que cuando aumenta la diferencia del peso corporal entre machos y hembras, sus dietas son más distintas. Este resultado podría reducir la competencia por los recursos dentro de una especie.
Además, se demostró que en las especies en las que unos pocos machos se aparean con la mayoría de las hembras (especies poligínicas, como las avutardas), los machos tienden a ser más grandes, lo que muestra cómo la selección sexual influye en estas diferencias de tamaño. En las especies de aves monógamas (por ejemplo, las grullas comunes) el dimorfismo es pequeño o prácticamente nulo.
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La conclusión general es que la evolución del dimorfismo sexual de tamaño en las aves es un fenómeno determinado primordialmente por la selección sexual y la selección de la fecundidad. Mientras que la selección sexual suele favorecer a los machos más grandes por sus ventajas competitivas o atractivas, la selección de fecundidad puede favorecer a las hembras más grandes por sus capacidades reproductivas.
En cuanto a la divergencia de nichos, impulsada por la competencia de recursos, puede limitar o potenciar el dimorfismo sexual de tamaño en función de la disponibilidad de alimento y la plasticidad genética.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.