Una increíble experiencia de 30 años captura la evolución que ocurre en tiempo real
Dos ecotipos de caracoles marinos Littorina saxatilis, adaptados a diferentes ambientes. El ecotipo Cangrejo (a la izquierda) es más grande y desconfía de los depredadores. El ecotipo Wave (a la derecha) es más pequeño y tiene un comportamiento audaz. © David Carmelet
KLOSTERNEUBURG, Austria — Normalmente, los científicos creen que se necesitan innumerables siglos para que la evolución produzca cambios importantes en cualquier especie. Sin embargo, un nuevo estudio ha visto cómo este sorprendente proceso se desarrolla en un abrir y cerrar de ojos.
Un equipo de investigadores del Instituto Austriaco de Ciencia y Tecnología (ISTA) y de la Universidad Nord de Noruega observó que los caracoles marinos evolucionaron para parecerse a sus predecesores en sólo 30 años, lo que es una pequeña fracción de tiempo en términos de evolución.
La historia comienza en 1988, cuando una proliferación de algas tóxicas destruyó poblaciones de caracoles marinos en pequeños afloramientos rocosos, conocidos como arrecifes, en el archipiélago de Koster, cerca de la frontera entre Suecia y Noruega. Si bien este desastre ambiental puede haber parecido insignificante para la mayoría, para la ecóloga marina Kerstin Johannesson de la Universidad de Gotemburgo representó una oportunidad única para estudiar la evolución en acción.
Cuatro años después de la proliferación de algas, en 1992, Johannesson decidió reintroducir caracoles en uno de estos arrecifes ahora vacíos. Aquí está la diferencia: en lugar de traer de vuelta el mismo tipo de caracoles que antes vivían allí, introdujo una población claramente diferente de la misma especie, Littorina saxatilis.
Estos caracoles marinos, que se encuentran comúnmente a lo largo de la costa del Atlántico norte, han desarrollado diferentes características para adaptarse a sus entornos específicos. Los dos tipos principales se conocen como “caracoles ondulados” y “caracoles cangrejo”. rizos onduladosque originalmente habitaban los arrecifes, son pequeños, con caparazones delgados, aberturas grandes y redondeadas y un comportamiento audaz, adaptaciones que les ayudan a sobrevivir en ambientes castigados por las olas. caracoles cangrejopor otro lado, son más grandes, con caparazones más gruesos, aberturas más pequeñas y alargadas y un comportamiento más cauteloso, características que los protegen de los cangrejos depredadores en aguas más tranquilas.
El experimento de Johannesson implicó introducir caracoles cangrejo en el arrecife que anteriormente albergaba caracoles Wave. La pregunta era: ¿cómo se adaptarían estos caracoles cangrejo a su nuevo entorno expuesto a las olas?
Los resultados publicados en la revista. Avances científicos fueron nada menos que notables. En tan solo unas pocas generaciones (los caracoles se reproducen una o dos veces al año), los científicos comenzaron a ver evidencia de adaptación. En el transcurso de 30 años, los caracoles cangrejo trasplantados evolucionaron hasta parecerse mucho a los caracoles ondulados que habitaban el arrecife antes de que florecieran las algas.
“Más de 30 años de experiencia, hemos podido predecir de manera sólida cómo serán los caracoles y qué regiones genéticas estarán implicadas. La transformación fue rápida y dramática”, dice Diego García Castillo, estudiante de posgrado del ISTA y uno de los principales autores del estudio, en un comunicado de prensa.
Lo que hace que este estudio sea particularmente fascinante es que los caracoles no desarrollaron estas nuevas características desde cero. En cambio, aprovecharon la diversidad genética que ya estaba presente en su población, aunque en niveles bajos. Esta variación genética existente, combinada con el posible flujo de genes de las poblaciones vecinas de caracoles Wave, permitió una rápida adaptación al nuevo entorno.
Las implicaciones de este estudio van mucho más allá del mundo de los caracoles. En una era de rápidos cambios ambientales, es crucial comprender cómo las especies pueden adaptarse rápidamente.
“Este trabajo nos permite observar más de cerca la evolución repetida y predecir cómo una población podría desarrollar características que evolucionaron por separado en el pasado en condiciones similares”, explica García Castillo.
Anja Marie Westram, investigadora de la Universidad Nord y coautora correspondiente del estudio, enfatiza la importancia de la diversidad genética en la adaptación.
“No todas las especies tienen acceso a grandes acervos genéticos y la evolución de nuevos rasgos desde cero es tediosamente lenta. La adaptación es muy compleja y nuestro planeta también se enfrenta a cambios complejos con episodios de climas extremos, un cambio climático que avanza rápidamente, contaminación y nuevos parásitos”, afirma Westram. «Quizás esta investigación ayude a convencer a la gente de proteger una variedad de hábitats naturales para que las especies no pierdan su variación genética».
Mientras nuestro planeta enfrenta cambios complejos, incluyendo condiciones climáticas extremas, cambio climático, contaminación y nuevos parásitos, la capacidad de las especies para adaptarse rápidamente puede ser clave para su supervivencia. Este estudio ofrece una idea de cómo la evolución puede funcionar en escalas de tiempo relativamente cortas, ofreciendo esperanza a las especies que enfrentan rápidos cambios ambientales.
Hoy en día, la población de caracoles en el arrecife experimental ha aumentado a alrededor de 1.000 individuos, un testimonio de su notable capacidad para adaptarse y prosperar en nuevas condiciones. A medida que continuamos enfrentando desafíos ambientales a escala global, las lecciones aprendidas de estos pequeños caracoles marinos podrían resultar invaluables para comprender y potencialmente predecir cómo las especies podrían responder a nuestro mundo cambiante.
Resumen del artículo
Metodología
En este estudio, los investigadores querían ver si podían predecir cómo una población de caracoles marinos Littorina saxatilisadaptarse a un nuevo entorno. Para ello, trasladaron a los caracoles de un hábitat dominado por depredadores de cangrejos a un lugar donde las fuertes olas moldeaban el entorno. Esto ocurrió frente a la costa sueca, donde un pequeño islote rocoso sirvió como lugar de prueba. Los caracoles fueron observados durante 30 años para rastrear cómo cambiaban sus características físicas (como el tamaño y la forma de la concha) y su composición genética.
El estudio se centró en si los cambios en las características y los genes de las conchas coincidían con lo que los investigadores ya habían observado en caracoles que se habían adaptado naturalmente a diferentes hábitats en otros lugares. Predijeron cambios en las características físicas, la frecuencia de rasgos genéticos específicos y la disposición de los cromosomas a lo largo del tiempo.
Resultados principales
Los investigadores observaron cambios dramáticos en los caracoles que fueron trasplantados al hábitat dominado por las olas. Con el tiempo, los caracoles comenzaron a parecerse más a la población local que evolucionó naturalmente en ambientes con olas intensas. Por ejemplo, sus caparazones se han vuelto más delgados, con diferentes formas y patrones en comparación con los caparazones más gruesos y protectores de los caracoles en el hábitat de los cangrejos.
Genéticamente, muchos de los cambios predichos por los investigadores también se hicieron realidad. Los genes asociados con la supervivencia en un entorno lleno de olas se han vuelto más comunes. En general, los caracoles se adaptaron rápidamente y en tan solo unos años se parecían y actuaban mucho más como caracoles adaptados a las olas.
Limitaciones del estudio
En primer lugar, el estudio se llevó a cabo en un entorno muy específico, lo que significa que es posible que los resultados no se apliquen a todos los tipos de cambios ambientales. Las olas y los cangrejos representan sólo un conjunto de presiones naturales, y otros factores, como los cambios de temperatura o la contaminación, pueden afectar a los caracoles de manera diferente.
Además, el estudio se centró en una especie específica de caracol y puede no aplicarse a otros organismos. Finalmente, debido a que los investigadores tuvieron que depender de muestreos ocasionales durante 30 años, puede haber lagunas en los datos que no capturan todas las sutilezas de cómo estaban cambiando los caracoles.
Discusión y conclusiones
La principal conclusión de este estudio es que podemos predecir cómo las poblaciones podrían adaptarse a los cambios ambientales en función de lo que sabemos sobre su variación genética y cómo se han adaptado en otros lugares. Los caracoles de este experimento se adaptaron rápidamente, lo que demuestra que las especies con diversidad genética existente pueden sobrevivir a cambios ambientales rápidos.
Este es un descubrimiento importante en el contexto del cambio climático y otros cambios ambientales causados por el hombre. Sin embargo, el estudio también destaca que este tipo de previsibilidad puede no ser cierta en todas las situaciones, especialmente cuando los cambios ambientales son completamente nuevos o extremos.
Financiamiento y divulgaciones
Este proyecto recibió el apoyo de varias fuentes, incluido el Consejo Noruego de Investigación, el Consejo Sueco de Investigación, el Consejo Europeo de Investigación, el Fondo Austriaco para la Ciencia y la Fundación Portuguesa para la Ciencia y la Tecnología. La investigación con animales se llevó a cabo en Suecia, siguiendo estrictas normas para el tratamiento de animales en estudios científicos. Los investigadores no declararon conflictos de intereses significativos.
