Cómo la evolución impacta el medio ambiente

May 14, 2023

KINGSTON, RI — La historia de las polillas moteadas es un cuento evolutivo de libro de texto. A medida que el humo del carbón oscurecía la corteza de los árboles cerca de las ciudades de Inglaterra durante la Revolución Industrial, las polillas moteadas de cuerpo blanco se convirtieron en objetivos conspicuos para los depredadores y su número disminuyó rápidamente. Mientras tanto, las polillas de cuerpo negro, que habían sido raras, prosperaron y se volvieron dominantes en su entorno recién oscurecido.

Las polillas moteadas se convirtieron en un ejemplo clásico de cómo el cambio ambiental impulsa la evolución de las especies. Pero en los últimos años, los científicos han comenzado a pensar en el proceso inverso. ¿Podría haber un ciclo de retroalimentación en el que la evolución de las especies impulse el cambio ecológico? Ahora, un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Rhode Island muestra algunas de las mejores pruebas hasta ahora de ese mismo fenómeno.

En una investigación publicada en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, los investigadores muestran que un cambio evolutivo en la longitud de las patas de los lagartos puede tener un impacto significativo en el crecimiento de la vegetación y las poblaciones de arañas en las islas pequeñas de las Bahamas. Esta es una de las primeras veces, dicen los investigadores, que se han documentado efectos tan dramáticos de la evolución hacia el medio ambiente en un entorno natural.

"La idea aquí es que, además de que el entorno da forma a los rasgos de los organismos a través de la evolución, esos cambios en los rasgos deberían retroalimentar e impulsar cambios en las relaciones depredador-presa y otras interacciones ecológicas entre especies", dijo Jason Kolbe, profesor de biología. ciencias en la Universidad de Rhode Island y uno de los autores principales del estudio. "Y realmente necesitamos entender cómo funcionan esas dinámicas para poder hacer predicciones sobre cómo persistirán las poblaciones y qué tipo de cambios ecológicos podrían resultar".

Durante los últimos 20 años, Kolbe y sus colegas han estado observando la dinámica evolutiva de las poblaciones de lagartos anolis en una cadena de pequeñas islas en las Bahamas. La cadena se compone de alrededor de 40 islas que van desde unas pocas docenas hasta unos cientos de metros de área, lo suficientemente pequeñas como para que los investigadores puedan vigilar de cerca a los lagartos que viven allí. Y las islas están lo suficientemente separadas como para que las lagartijas no puedan saltar fácilmente de una isla a otra, por lo que las distintas poblaciones pueden aislarse entre sí.

Investigaciones anteriores habían demostrado que los anolis marrones se adaptan rápidamente a las características de la vegetación circundante. En hábitats donde el diámetro de la maleza y las ramas de los árboles es más pequeño, la selección natural favorece a las lagartijas con patas más cortas, lo que les permite a los individuos moverse más rápido cuando escapan de los depredadores o persiguen un bocadillo. Por el contrario, a los lagartos más larguiruchos les va mejor donde las ramas de los árboles y las plantas son más gruesas. Los investigadores han demostrado que este rasgo de la longitud de las extremidades puede evolucionar rápidamente en los anolis marrones, en solo unas pocas generaciones.

Para este nuevo estudio, Kolbe y su equipo querían ver cómo este rasgo evolucionado de la longitud de las extremidades podría afectar los ecosistemas en las pequeñas islas de las Bahamas. La idea era separar las lagartijas de patas cortas y largas en sus propias islas, y luego buscar diferencias en cómo las poblaciones de lagartijas afectan la ecología de sus hogares isleños.

Armado con equipo especializado para peleas de lagartos, postes con pequeños lazos hechos de hilo dental en el extremo, el equipo capturó cientos de anolis marrones. Luego midieron la longitud de las patas de cada lagarto, conservando aquellos cuyas extremidades eran especialmente largas o especialmente cortas y devolviendo el resto a la naturaleza. Una vez que tuvieron poblaciones distintas de lagartos de extremidades cortas y largas, liberaron a cada población en islas que anteriormente no tenían lagartos viviendo en ellas.

Dado que las islas experimentales estaban cubiertas en su mayoría por vegetación de menor diámetro, los investigadores esperaban que los lagartos de patas cortas se adaptaran mejor a ese entorno, es decir, fueran más maniobrables y capaces de atrapar presas en los árboles y la maleza. La pregunta que los investigadores querían responder era si se podían detectar los efectos ecológicos de esos cazadores altamente efectivos.

Después de ocho meses, los investigadores volvieron a revisar las islas para buscar diferencias ecológicas entre las islas con grupos de patas cortas y largas. Resultó que las diferencias eran sustanciales. En las islas con lagartijas de patas más cortas, las poblaciones de arañas de tela, una presa clave para los anolis marrones, se redujeron en un 41 por ciento en comparación con las islas con lagartijas larguiruchas. También hubo diferencias significativas en el crecimiento de las plantas. Debido a que los lagartos de patas cortas eran mejores para cazar insectos herbívoros, las plantas florecieron. En islas con lagartijas de patas cortas, los árboles de botoncillo tenían el doble de crecimiento de brotes en comparación con los árboles en islas con lagartijas de patas largas, encontraron los investigadores.

Los resultados, dice Kolbe, ayudan a cerrar el círculo de la interacción entre la ecología y la evolución.

"Estos hallazgos nos ayudan a cerrar ese circuito de retroalimentación", dijo Kolbe. "Sabíamos por investigaciones anteriores que los factores ecológicos dan forma a la longitud de las extremidades, y ahora mostramos la relación recíproca de ese cambio evolutivo en el medio ambiente".

Comprender el alcance completo de las interacciones entre la evolución y la ecología será útil para predecir los resultados ambientales, dicen los investigadores, particularmente a medida que las actividades humanas aceleran el ritmo del cambio evolutivo y ecológico en todo el mundo.

- Este comunicado de prensa se publicó originalmente en el sitio web de la Universidad de Rhode Island