Dos especies de caracoles marinos, Littorina saxatilis, adaptadas a diferentes ambientes. El ecotipo de cangrejo (izquierda) es más grande y desconfía de los depredadores. El ecotipo de onda (derecha) es más pequeño y tiene un comportamiento atrevido. © David Carmelita
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 observado cómo se desarrolla este sorprendente proceso en un abrir y cerrar de ojos.
Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) y la Universidad Nord de Noruega observaron que los caracoles marinos evolucionan para parecerse mucho a sus ancestros en sólo 30 años, una fracción del tiempo en términos evolutivos.
La historia comienza en 1988, cuando una proliferación de algas tóxicas acabó con las poblaciones de caracoles marinos de pequeños afloramientos rocosos, conocidos como skerries, en el archipiélago de Köster, cerca de la frontera entre Suecia y Noruega. Si bien este desastre ambiental puede parecer insignificante para muchos, para la ecóloga marina Kirsten Johansson de la Universidad de Gotemburgo presentó una oportunidad única para estudiar la evolución en acción.
Cuatro años después de la proliferación de algas, en 1992, Johansson decidió reintroducir los caracoles en uno de estos pastos ahora vacíos. Y aquí está el giro: en lugar de traer de vuelta el mismo tipo de caracoles que vivían allí antes, introdujeron un grupo completamente diferente del mismo tipo. Litorina saxatilis.
Estos caracoles marinos, que se encuentran comúnmente a lo largo de las costas del Océano Atlántico Norte, han desarrollado diferentes rasgos para adaptarse a sus entornos específicos. Las dos especies principales se conocen como “caracoles ondulados” y “caracoles cangrejo”. Caracoles onduladosOriginalmente habitaban rocas rocosas, eran pequeños con caparazones delgados, respiraderos grandes y redondeados y un comportamiento audaz, adaptaciones que los ayudaron a sobrevivir en ambientes azotados por las olas. caracoles cangrejoPor otro lado, son más grandes, tienen caparazones más gruesos, aberturas más pequeñas y un comportamiento más cauteloso, rasgos que los protegen de los cangrejos depredadores en aguas más tranquilas.
El experimento de Johansson implicó introducir caracoles cangrejo en una zona de esquí que anteriormente albergaba caracoles ondulados. La pregunta era: ¿Cómo podrían estos caracoles cangrejo adaptarse a su nuevo entorno expuesto a las olas?
Los resultados fueron publicados en la revista. Avance de la ciencia Fue nada menos que asombroso. Al cabo de unas pocas generaciones (los caracoles se reproducen una o dos veces al año), los científicos empezaron a ver pruebas de adaptación. En el transcurso de 30 años, los caracoles cangrejo cultivados evolucionaron hasta parecerse a los caracoles ondulados que habitaban la roca antes de que florecieran las algas.
«A lo largo de 30 años de experimentación, hemos podido predecir claramente cómo se verán los caracoles y qué regiones genéticas estarán involucradas. La transformación ha sido rápida y dramática», dice Diego García Castillo, estudiante graduado de ISTA. uno de los autores principales del estudio. Comunicado de prensa.
Lo que hace que este estudio sea particularmente fascinante es que los caracoles no desarrollaron estos nuevos rasgos desde cero. En cambio, aprovecharon la diversidad genética que ya estaba presente en su población, aunque en niveles bajos. Esta diversidad genética existente, combinada con el flujo potencial de genes de las poblaciones vecinas de caracoles ondulados, permitió una rápida adaptación al nuevo entorno.
Las implicaciones de este estudio se extienden más allá del mundo de los caracoles. En una era de rápidos cambios ambientales, comprender cómo las especies se adaptan rápidamente es crucial.
«Este trabajo nos permite observar más de cerca la evolución recurrente y predecir cómo una población podría desarrollar rasgos que evolucionaron por separado en el pasado en condiciones similares», explica García-Castillo.
Anya-Marie Westram, investigadora de la Universidad Nord y coautora del estudio, destaca la importancia de la diversidad genética en la adaptación.
«No todas las especies tienen acceso a grandes acervos genéticos, y desarrollar nuevos rasgos desde cero es muy lento. La adaptación es muy compleja, y nuestro planeta también enfrenta cambios complejos con períodos de fenómenos climáticos extremos, rápidos cambios climáticos y contaminación», dice. Westram y nuevos parásitos”. “Esta investigación puede ayudar a convencer a la gente de proteger una variedad de hábitats naturales para que las especies no pierdan su diversidad genética”.
Mientras nuestro planeta enfrenta cambios complejos, incluidos eventos climáticos extremos, cambio climático, contaminación y nuevos parásitos, la capacidad de las especies para adaptarse rápidamente podría ser clave para su supervivencia. Este estudio ofrece una idea de cómo funciona la evolución en escalas de tiempo relativamente cortas, ofreciendo esperanza a las especies que enfrentan rápidos cambios ambientales.
Hoy en día, el número de caracoles encontrados en las laderas experimentales ha aumentado a unos 1.000, lo que demuestra su notable capacidad para adaptarse y prosperar en nuevas condiciones. A medida que seguimos enfrentando desafíos ambientales a escala global, las lecciones aprendidas de estos pequeños caracoles marinos podrían ser invaluables para comprender y tal vez predecir cómo responderán las especies a nuestro mundo cambiante.
Resumen del artículo
metodología
En este estudio, los investigadores querían saber si podían predecir cómo se formaría un grupo de caracoles marinos. Litorina saxatilisse adaptará al nuevo entorno. Para ello, trasladaron a los caracoles de un hábitat dominado por depredadores de cangrejos a un lugar donde las fuertes olas moldean el entorno. Esto ocurrió en la costa sueca, donde una pequeña isla rocosa sirvió como lugar de prueba. Los caracoles fueron observados durante 30 años para rastrear cómo cambiaban sus rasgos físicos (como el tamaño y la forma de la concha) y su composición genética.
El estudio se centró en si los cambios en los rasgos y genes del caparazón coincidirían con lo que los investigadores ya han observado en caracoles que se han adaptado naturalmente a diferentes entornos en otros lugares. Predijeron cambios en los rasgos físicos, la frecuencia de rasgos genéticos específicos y la disposición cromosómica a lo largo del tiempo.
Hallazgos clave
Los investigadores observaron cambios dramáticos en los caracoles que fueron trasplantados a hábitats dominados por las olas. Con el tiempo, los caracoles comenzaron a parecerse más a residentes locales que evolucionaron naturalmente en entornos con muchas olas. 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 que se encuentran en el hábitat del cangrejo.
Genéticamente, muchos de los cambios predichos por los investigadores también se hicieron realidad. Los genes asociados con la supervivencia en un entorno con mucho oleaje son cada vez más comunes. En general, los caracoles se adaptaron rápidamente y, en tan solo unos años, se veían y se comportaban más como caracoles adaptándose a las olas.
Limitaciones del estudio.
En primer lugar, el estudio se realizó 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 tensiones naturales, y otros factores, como los cambios de temperatura o la contaminación, pueden afectar a los caracoles de manera diferente.
El estudio también se centró en un tipo específico de caracol y es posible que no se aplique a otros organismos. Finalmente, debido a que los investigadores tuvieron que depender de muestreos ocasionales durante 30 años, es posible que haya lagunas en los datos que no capturaron todos los detalles más finos de cómo estaban cambiando los caracoles.
Discusión y conclusiones
La idea principal de este estudio es que podemos predecir cómo se adaptarán las poblaciones a los cambios ambientales en función de lo que sabemos sobre su diversidad 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 otras transformaciones ambientales causadas por el hombre. Sin embargo, el estudio también destaca que este tipo de previsibilidad puede no ser válida en todas las situaciones, especialmente cuando los cambios ambientales son completamente nuevos o extremos.
Financiamiento y divulgaciones
Este proyecto recibió apoyo de diversas 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 de Ciencia y Tecnología. La investigación se realizó en animales en Suecia, siguiendo estrictas normas para el tratamiento de animales en estudios científicos. Los investigadores no declararon conflictos de intereses significativos.
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