Inmersos como estamos en el Cambio Climático es importante saber qué especies se adaptarán mejor a su ambiente y lograrán sobrevivir. Hace poco se ha publicado en la revista Proceedings of the Natural Academy of Sciences un estudio titulado «Adaptation of plasticity to projected maximum temperatures and across climatically defined bioregions» cuyos resultados indican que la resiliencia de una especie depende del ambiente en el que ha evolucionado.
En el estudio analizan la capacidad de las especies para dar respuesta a los cambios climáticos que se avecinan, tomando como ejemplo una familia de peces de agua dulce, los peces arco iris (Melanotaeniidae) en tres regiones diferentes de Australia: la zona templada, la subtropical y la desértica.
Parece ser que los peces que mejor se adaptan a los aumentos de temperatura proyectados son los que evolucionaron en las regiones cálidas y subtropicales, mientras que los que evolucionaron en ecosistemas templados, más fríos, corren el riesgo de extinguirse. Esta investigación de carácter ecológico es la primera de este tipo y puede contribuir a identificar ecosistemas más vulnerables al cambio climático a nivel mundial.
Migrar o evolucionar, esa es la cuestión
A medida que aumenta la temperatura local, algunos animales y plantas pueden migrar de sus hogares nativos para colonizar regiones climáticas más favorables. A los que buceamos en el Mediterráneo noroccidental no se nos escapa que este fenómeno hace tiempo que está en marcha, cada vez observamos en nuestro mar especies procedentes de aguas más cálidas que extienden su rango de distribución aprovechando el constante incremento de temperatura del mar, y también observamos como otras especies emblemáticas que no pueden desplazarse, como las nacras o las gorgonias, sufren un estrés creciente y se asoman al abismo de la extinción.
No cabe duda que las actividades humanas como la agricultura, la urbanización, la sobrepesca o la contaminación están destruyendo hábitats por todo el mundo. Esto destruye las especies presentes a nivel local y deja sin destinos posibles a las especies que, en principio, podrían migrar. Pero aquí es donde entra en juego la evolución, creando adaptaciones a lo largo del tiempo que hacen que los organismos resistan los cambios ambientales. Las especies con mayor “resiliencia adaptativa” tienen más probabilidades de sobrevivir a los cambios ambientales.
El problema es que no se sabe a ciencia cierta qué organismos podrían haber desarrollado esta resiliencia y cuáles podrían ser más vulnerables a los cambios climáticos previsibles. Menos se sabe aún sobre como varían los patrones de resiliencia en las diferentes regiones climáticas. Esto es lo que exploró la investigación que comentamos en el presente artículo.
Los peces arco iris como ejemplo
El estudio se basó en tres especies similares de peces arco iris de diferentes regiones climáticas de Australia: la zona subtropical, el desierto y la región templada. Los peces arco iris son pequeños peces de agua dulce que se pueden mantener fácilmente en cautiverio. Estos peces no migran, por lo que se puede comparar la evolución de las poblaciones de las distintas regiones climáticas.
Melanotaenia fluviatilis por Gunther Schmida. Licencia: CC BY ATTR NC
Se utilizaron peces arco iris silvestres separados en dos grupos. Un grupo se mantuvo a la temperatura media de unos 21 ℃ (correspondiente al verano actual) mientras que al otro grupo se le fue aumentando lentamente la temperatura hasta alcanzar la temperatura media prevista para el verano del año 2070 (unos 33 ℃) en un escenario de altas emisiones de gases invernadero.
Capacidad de respuesta al aumento de temperatura por el cambio climático. De Sandoval-Castillo et al. (2020)
Después de 14 días en estas condiciones, se analizaron muestras del hígado, el órgano principal en cuanto a la regulación del metabolismo corporal para comprobar cómo cambiaba la expresión genética (qué genes se activan dentro de una célula) en relación con la temperatura. Los resultados fueron sorprendentes.
Aunque las tres especies activaron miles de genes idénticos en el escenario del clima actual, utilizaron conjuntos de genes muy diferentes para dar respuesta a las exigencias del clima previsto para dentro de 50 años. El pez arco iris de origen subtropical generó una respuesta mucho mayor (con 109 genes activados) que el procedente del desierto (84 genes activados) y que el procedente de zonas templadas (27 genes).
Respuestas genéticas y tolerancia al calor
El trabajo abordó también el problema de cuánto calor podía tolerar cada especie, es decir, averiguar cuál era «límite superior de tolerancia térmica». Así los peces arco iris fueron expuestos a temperaturas cada vez mayores hasta que mostraron signos de estrés. Como se esperaba, los peces arco iris subtropicales mostraron una mayor tolerancia térmica, hasta 38 ℃, los del desierto llegaron hasta 37 ℃, pero los procedentes de zonas templadas sólo podían tolerar hasta 35 ℃.
Con ambos experimentos, se estableció una asociación directa entre el número de genes que responden a las altas temperaturas y la tolerancia real al calor. Es difícil determinar si un gen está respondiendo solo por las condiciones medioambientales o por una restricción genética surgida de la evolución, pero lo que sí está claro es que la evolución está relacionada con muchos genes que reaccionan al estrés térmico, desempeñando un papel central en la gestión del estrés por calor y permitiendo la supervivencia de gran variedad de animales.
¿Qué demuestra ésto?
Estos hallazgos indican que la resiliencia al incremento de temperatura se ve influenciada por factores geográficos, como la región climática donde evolucionaron las especies. Las especies de zonas subtropicales mostraron una mayor capacidad de adaptación a escenarios climáticos de futuro, seguidas por las especies de zonas desérticas, siendo las especies de zonas templadas las más vulnerables. Este trabajo ayuda así a identificar los ecosistemas con más alto riesgo de extinción.
Referencias
- Sandoval-Castillo, J., Gates, K., Brauer, C.J., Smith, S., Bernatchez, L. & Beheregaray, L.B. (2020) Adaptation of plasticity to projected maximum temperatures and across climatically defined bioregions. PNAS 117 (29). DOI: 10.1073/pnas.1921124117
- Distribution shifts of Marine Species
