Cómo afecta la evolución al medio ambiente

La historia de las mariposas pimiento es un cuento evolutivo clásico. 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 obvios para los depredadores y su número disminuyó rápidamente. Mientras tanto, las mariposas de cuerpo negro, que eran raras, prosperaron y se volvieron dominantes en su entorno recién oscurecido.

Las mariposas pimiento se han convertido 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 bucle de retroalimentación en el que la evolución de las especies conduzca a un cambio ecológico? Ahora, un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Rhode Island muestra algunas de las mejores pruebas hasta ahora de este fenómeno.

En una investigación publicada en el procedimientos 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, según los investigadores, que efectos tan dramáticos de la evolución en el medio ambiente han sido documentados en un entorno natural.

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

Durante 20 años, Kolbe y sus colegas han observado la dinámica evolutiva de las poblaciones de lagartijas anolis en una cadena de pequeñas islas en las Bahamas. La cadena está formada por unas 40 islas que van desde unas pocas decenas hasta unos cientos de metros de superficie, lo suficientemente pequeñas como para que los investigadores puedan seguir de cerca a las lagartijas 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 unas de otras.

Investigaciones anteriores habían demostrado que los anolis marrones se adaptan rápidamente a las características de la vegetación circundante. En hábitats con diámetros de ramas de árboles y arbustos más pequeños, la selección natural favorece a los lagartos con patas más cortas, lo que permite que los individuos se muevan más rápido cuando escapan de los depredadores o persiguen un bocadillo. Por el contrario, a los lagartos más largos 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 tan 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 de las pequeñas islas de las Bahamas. La idea era separar las lagartijas de patas cortas y largas en sus propias islas y luego investigar las diferencias en cómo las poblaciones de lagartijas afectan la ecología de las viviendas de sus islas.

Armado con equipo especializado para el control de lagartos (postes con diminutos lazos hechos de hilo dental al final), el equipo capturó cientos de anolis marrones. Luego midieron la longitud de las patas de cada lagarto, conservando las que tenían extremidades particularmente largas o particularmente cortas y devolviendo el resto a la naturaleza. Una vez que tuvieron poblaciones separadas de lagartos de extremidades cortas y de extremidades largas, liberaron cada población en islas que anteriormente no tenían lagartos viviendo en ellas.

Dado que las islas experimentales estaban cubiertas en su mayoría con vegetación de menor diámetro, los investigadores esperaban que las lagartijas de patas cortas se adaptaran mejor a este entorno, es decir, más maniobrables y más 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 estos cazadores altamente eficientes.

Después de ocho meses, los investigadores regresaron a las islas para investigar las diferencias ecológicas entre las islas pobladas por grupos de patas largas y cortas. 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 % 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 prosperaron. En islas con lagartijas de patas cortas, los árboles botón tenían el doble de brotes que los árboles en islas con lagartijas de patas largas, encontraron los investigadores.

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

“Estos resultados 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 este cambio evolutivo con el medio ambiente».

Según los investigadores, comprender el alcance total de las interacciones entre la evolución y la ecología será útil para predecir los resultados ambientales, especialmente a medida que las actividades humanas aceleran la tasa de cambio evolutivo y ecológico en el mundo.