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En un mundo en constante evolución, con frecuencia emergen nuevas especies de poblaciones de insectos. Simultáneamente, varios grupos de organismos divergen y siguen sus propios caminos. Pero los científicos vienen preguntándose qué sucede cuando se introduce una variable como el cambio climático en esta ecuación.
Esta pregunta ha sido el enfoque central de Thomas HQ. Powell, profesor asistente de ciencias biológicas en la Universidad de Binghamton de Universidad Estatal de Nueva York, y su equipo de investigación en la reciente investigación publicada en Ecology Letters.
Los investigadores centraron su atención en la mosca del gusano de la manzana, una plaga agrícola. En la década de 1850, esta mosca comenzó a dividirse en dos poblaciones distintas en la región del valle de Hudson. Un grupo siguió prosperando gracias a invadir el fruto de los espinos locales. Sin embargo, el otro recurrió a una nueva preferencia dietética.
Comenzaron a comer manzanos, que fueron traídos a América del Norte por los colonos ingleses. Powell aseguró al respecto: “El entomólogo que descubrió esto en realidad mantuvo correspondencia con Darwin acerca de que podría ser un ejemplo del origen de las especies en tiempo real. No fue hasta que los investigadores recuperaron el sistema a fines del siglo XX que descubrimos que tenía razón”.
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Su cambio en la dieta también condujo a una modificación en el programa de reproducción de la mosca. Esto sucedió porque los árboles de espino fructifican tres o cuatro semanas más tarde que los manzanos. El cambio afectó, aún más, a varias especies de avispas parásitas que se alimentan de la mosca del gusano, lo que pone de manifiesto un ejemplo perfecto del intrincado y delicado equilibrio que mantiene unidos a los ecosistemas.
Temperaturas e insectos
Powell y su equipo se propusieron estudiar estas diversas poblaciones. Criaron moscas y avispas parásitas basadas en manzanas y espinos en condiciones que imitan el promedio estacional de la última década de datos climáticos. Luego sometieron a estos insectos a condiciones más cálidas proyectadas para los próximos 50 a 100 años. Los hallazgos de este experimento tienen implicaciones sustanciales para la biodiversidad de insectos.
Las dos poblaciones de moscas, a pesar de residir en la misma área, respondieron de manera muy diferente al cambio de temperatura. Las basadas en espino parecían tener una mayor resiliencia. Esto probablemente se debió a una mayor diversidad genética. Las moscas de la manzana, por otro lado, lucharon porque su ciclo de vida no estaba sincronizado con su planta huésped.
Este desajuste podría interrumpir su supervivencia y posiblemente detener la divergencia en curso en especies distintas. Sin embargo, las avispas parásitas, sorprendentemente, no parecían afectadas por el aumento de temperatura. Aunque esto podría plantear serios problemas si pierden la sincronización con el ciclo de vida de sus presas.
La adaptación natural podría tener el potencial de restablecer el equilibrio en estos sistemas interrumpidos con el tiempo. Sin embargo, las limitaciones a la evolución rápida son considerables. Los hábitats, por ejemplo, suelen ser más pequeños y fragmentados, lo que reduce la variabilidad genética requerida por los organismos para adaptarse a las presiones en evolución.
Powell destacó la importancia de los hallazgos: “No se trata solo de que el cambio climático esté interrumpiendo la evolución a través de la ruptura potencial de esta historia clásica de especiación, sino que la rápida evolución de las moscas tiene una gran influencia en cuán susceptibles son al cambio climático. Entonces, si descubrimos que los efectos de estas condiciones futuras pueden ser completamente diferentes, incluso para moscas idénticas del mismo hábitat que han estado evolucionando desde el siglo XIX, podemos ver un caos generalizado en la sincronización ecológica de las comunidades de insectos en las próximas décadas”.
Selección natural veloz
A medida que nuestro clima continúa cambiando, las ramificaciones en las especies del mundo y sus ecosistemas siguen siendo una preocupación importante y apremiante. El cambio climático puede tener profundos impactos en la evolución de las especies. Las condiciones climáticas de un área se encuentran entre los factores más críticos que determinan la supervivencia, reproducción y distribución de un organismo. A medida que el cambio climático altera estas variables, las especies se enfrentan a nuevos desafíos de supervivencia que pueden impulsar cambios evolutivos.
El calentamiento global intensifica la presión de selección, que es la fuerza impulsora detrás de la evolución. Las especies deben adaptarse a temperaturas más cálidas, patrones de precipitación alterados, mayor frecuencia de eventos climáticos extremos y otras modificaciones en sus hábitats. Aquellos que no pueden seguir el ritmo corren el riesgo de extinción, mientras que los que pueden adaptarse pueden sobrevivir y transmitir sus rasgos beneficiosos a las generaciones futuras. A medida que cambia el clima, los hábitats también pueden modificarse.
Por ejemplo, ciertas especies de plantas o animales podrían comenzar a moverse hacia los polos o hacia altitudes más altas para encontrar ambientes más frescos. Esta migración podría conducir al aislamiento geográfico, lo que puede acelerar la especiación: la formación de nuevas especies. Sin embargo, no todas las especies pueden moverse o adaptarse lo suficientemente rápido, lo que lleva a la disminución de la población o incluso a la extinción. Muchas especies tienen relaciones simbióticas con otras.
El cambio climático puede alterar estos vínculos y provocar la coevolución, un proceso en el que los cambios en una especie los provocan en otra. Por ejemplo, si un tipo de planta florece antes debido a las temperaturas más cálidas, los polinizadores como las abejas también deben ajustar sus ciclos de vida para que coincidan. Si no pueden, ambas especies pueden sufrir.
Los cambios en la temperatura y la precipitación pueden afectar la disponibilidad y distribución de las fuentes de alimentos. Esto, a su vez, puede afectar la evolución de las relaciones entre depredador y presa. Si una especie de presa migra o disminuye debido al cambio climático, los depredadores deben adaptarse encontrando nuevas fuentes de alimento o corren el riesgo de extinción.
En algunas especies, los factores climáticos pueden influir en el momento y el éxito de la reproducción. Las temperaturas más cálidas pueden causar temporadas de reproducción más tempranas o una eclosión de huevos más rápida, lo que puede afectar las tasas de supervivencia de las crías.
El cambio climático puede conducir a la pérdida y fragmentación del hábitat, lo que puede reducir el tamaño de una población y su diversidad genética. Esto puede limitar la capacidad de una especie para adaptarse a cambios futuros y aumentar el riesgo de endogamia y extinción.
“Es importante tener en cuenta que la evolución generalmente ocurre en una escala de tiempo prolongada, y el rápido ritmo del cambio climático inducido por el hombre podría superar la capacidad de adaptación de muchas especies. Además, si bien estos cambios evolutivos pueden ayudar a las especies individuales a sobrevivir, también pueden alterar los ecosistemas y causar efectos en cascada en la biodiversidad”, concluyó el especialista. El grupo de trabajo que participó en esta investigación incluyó a Alycia C. R. Lackey, Pheobe M. Deneen, Gregory J. Ragland, Jeffrey L. Feder y Daniel A. Hahn.
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