Importancia del Cambio Climático y la historia continental en la evolución de las especies
Posted on 20. Feb, 2009 by Ana Moreno Bofarull
Cuando se habla de Evolución habitualmente se da una mayor importancia a los fenómenos de competencia entre especies, relación predador-presa…. los llamados factores bióticos, sin prestar la atención debida a los factores abióticos, como son los cambios climáticos globales y la alteración del medio en el que habitan las especies.
Sudamérica resultaba de gran interés para el estudio debido a que es una zona continental que ha sufrido grandes cambios faunísticos y tectónicos de magnitud superior a la de otros continentes. Se caracteriza por haber estado aislada desde la era Mesozoica, hace unos 130 millones de años (momento en que formaba parte de Gondwana), para luego unirse con Norteamérica por medio del Istmo de Panamá hace unos tres millones de años. Esta última conexión entre los dos grandes continentes permitió un masivo intercambio faunístico, modificando de forma drástica la evolución de las especies autóctonas del continente, que durante millones de años habían estado aisladas, y proporcionando un nuevo camino para las especies inmigrantes en un territorio sin explorar.
Teniendo en cuenta que los movimientos tectónicos que provocaron la emersión del Istmo de Panamá generaron un filtro sobre las especies que pasaron de un continente a otro, y que la elevación de los Andes creó una superficie con tendencia a sufrir fuertes procesos de vicarianza (especiación debido a la separación o aislamiento de las poblaciones) por cambios climáticos, los procesos evolutivos que se han producido en este continente hacían su estudio muy interesante.
El Cambio Climático y nuevos factores claves para entender la evolución de las especies del continente.
Los resultados obtenidos nos muestran no sólo que los cambios climáticos globales influyen en la evolución de las especies, sino que otros factores como las diferencias reproductivas entre grupos de mamíferos y la historia geológica de Sudamérica son vitales para entender la evolución de las especies del continente.
Se pudo ver cómo el comportamiento evolutivo de grandes y pequeños mamíferos ha sido muy diferente. En los grandes mamíferos detectamos fácilmente cambios evolutivos cuando hay cambios climáticos destacables. Sin embargo, los pequeños mamíferos muestran una mayor capacidad de especialización ecológica de lo esperado. Esto podría relacionarse con que los pequeños mamíferos se reproducen más rápidamente y generalmente habitan en áreas más reducidas, por lo que se adaptan con mayor rapidez a los cambios ambientales y desarrollan en relativamente poco tiempo altos grados de especialización.
En nuestro trabajo "Influence of continental history on the ecological specialization and macroevolutionary processes in the mammalian assemblage of South America: Differences between small and large mammals", publicado el pasado año 2008 en la revista BMC Evolutionary Biology, estudiamos la fauna de Mamíferos de Sudamérica e intentamos dar luz a la importancia de estos factores abióticos en la evolución de las especies. De esta manera demostramos que estos factores son determinantes y decisivos en los grandes procesos de especiación y extinción de las especies.
¿De dónde sale esta idea?
Partimos de la hipótesis que en un principio propuso la investigadora de la Universidad de Yale (EEUU) Elisabeth Vrba, conocida como la Teoría del Hábitat, la cuál sugiere que el motor evolutivo que hace que las especies evolucionen en breves periodos se pone en funcionamiento de manera repentina gracias a los cambios climáticos globales que se han dado a lo largo de la historia de la Tierra. Es decir, de manera cíclica se producen variaciones del clima en el planeta, con ascensos o descensos globales de las temperaturas, y como consecuencia de este fenómeno las áreas con climas de características extremas, por ejemplo un clima muy cálido o muy frío, tienden a fragmentarse. Las especies que se han especializado en vivir en estas zonas también ven fragmentada su área de distribución. Esto provoca que algunas poblaciones de estas especies queden aisladas y si esta situación se prolonga durante suficiente tiempo, comienzan a caminar por una senda evolutiva distinta, originándose así nuevas especies.
Siguiendo esta idea principal intentamos ver si se cumplían una serie de predicciones derivadas de la hipótesis del uso de los recursos desarrollada por Vrba. Estas predicciones se relacionan con el grado de especialización ecológica de las especies, que es capaz de influir en los procesos de especiación y extinción de las especies cuando sufren cambios climáticos importantes. Si una especie se especializa en los recursos que le ofrece un entorno particular, cuando estos recursos se fragmentan por están sometidos a fuertes cambios ambientales, esta especie dependiente de ellos sufre una fuerte selección direccional y fragmentación en su distribución geográfica, de ahí que tenga una mayor tendencia a la especiación y a la extinción.
¿Por qué el estudio ha utilizado Mamíferos y se ha centrado en Sudamérica?
Vrba usó en sus estudios abundante información del registro fósil de algunos clados de grandes mamíferos en África pero muchos grupos quedaron sin estudiar pues su registro fósil es escaso. Por ello, decidimos recoger la información existente de toda la fauna actual de mamíferos Sudamericanos para probar algunas de las ideas que propone Vrba.
¿De dónde sale esta idea?
Partimos de la hipótesis que en un principio propuso la investigadora de la Universidad de Yale (EEUU) Elisabeth Vrba, conocida como la Teoría del Hábitat, la cuál sugiere que el motor evolutivo que hace que las especies evolucionen en breves periodos se pone en funcionamiento de manera repentina gracias a los cambios climáticos globales que se han dado a lo largo de la historia de la Tierra. Es decir, de manera cíclica se producen variaciones del clima en el planeta, con ascensos o descensos globales de las temperaturas, y como consecuencia de este fenómeno las áreas con climas de características extremas, por ejemplo un clima muy cálido o muy frío, tienden a fragmentarse. Las especies que se han especializado en vivir en estas zonas también ven fragmentada su área de distribución. Esto provoca que algunas poblaciones de estas especies queden aisladas y si esta situación se prolonga durante suficiente tiempo, comienzan a caminar por una senda evolutiva distinta, originándose así nuevas especies.
Siguiendo esta idea principal intentamos ver si se cumplían una serie de predicciones derivadas de la hipótesis del uso de los recursos desarrollada por Vrba. Estas predicciones se relacionan con el grado de especialización ecológica de las especies, que es capaz de influir en los procesos de especiación y extinción de las especies cuando sufren cambios climáticos importantes. Si una especie se especializa en los recursos que le ofrece un entorno particular, cuando estos recursos se fragmentan por están sometidos a fuertes cambios ambientales, esta especie dependiente de ellos sufre una fuerte selección direccional y fragmentación en su distribución geográfica, de ahí que tenga una mayor tendencia a la especiación y a la extinción. ¿Por qué el estudio ha utilizado Mamíferos y se ha centrado en Sudamérica?
Vrba usó en sus estudios abundante información del registro fósil de algunos clados de grandes mamíferos en África pero muchos grupos quedaron sin estudiar pues su registro fósil es escaso. Por ello, decidimos recoger la información existente de toda la fauna actual de mamíferos Sudamericanos para probar algunas de las ideas que propone Vrba.
Sudamérica resultaba de gran interés para el estudio debido a que es una zona continental que ha sufrido grandes cambios faunísticos y tectónicos de magnitud superior a la de otros continentes. Se caracteriza por haber estado aislada desde la era Mesozoica, hace unos 130 millones de años (momento en que formaba parte de Gondwana), para luego unirse con Norteamérica por medio del Istmo de Panamá hace unos tres millones de años. Esta última conexión entre los dos grandes continentes permitió un masivo intercambio faunístico, modificando de forma drástica la evolución de las especies autóctonas del continente, que durante millones de años habían estado aisladas, y proporcionando un nuevo camino para las especies inmigrantes en un territorio sin explorar.
Teniendo en cuenta que los movimientos tectónicos que provocaron la emersión del Istmo de Panamá generaron un filtro sobre las especies que pasaron de un continente a otro, y que la elevación de los Andes creó una superficie con tendencia a sufrir fuertes procesos de vicarianza (especiación debido a la separación o aislamiento de las poblaciones) por cambios climáticos, los procesos evolutivos que se han producido en este continente hacían su estudio muy interesante.El Cambio Climático y nuevos factores claves para entender la evolución de las especies del continente.
Los resultados obtenidos nos muestran no sólo que los cambios climáticos globales influyen en la evolución de las especies, sino que otros factores como las diferencias reproductivas entre grupos de mamíferos y la historia geológica de Sudamérica son vitales para entender la evolución de las especies del continente.
Se pudo ver cómo el comportamiento evolutivo de grandes y pequeños mamíferos ha sido muy diferente. En los grandes mamíferos detectamos fácilmente cambios evolutivos cuando hay cambios climáticos destacables. Sin embargo, los pequeños mamíferos muestran una mayor capacidad de especialización ecológica de lo esperado. Esto podría relacionarse con que los pequeños mamíferos se reproducen más rápidamente y generalmente habitan en áreas más reducidas, por lo que se adaptan con mayor rapidez a los cambios ambientales y desarrollan en relativamente poco tiempo altos grados de especialización.
Por otro lado, la historia geológica de cada continente también tiene gran importancia ya que influye en gran medida sobre la evolución y las características ecológicas de sus especies. Sudamérica como hemos dicho permaneció aislada desde antes de la extinción de los dinosaurios, hasta que se unió a Norteamérica, momento en el cuál las especies de uno y otro continente pudieron dispersarse por ambos. Muchas de las especies de mamíferos autóctonos de Sudamérica se extinguieron y fueron sustituidas por especies inmigrantes norteamericanas. Las características ecológicas de éstas, debido al filtro que supuso el istmo de Panamá, eran muy diferentes. Por ejemplo, los ungulados son un grupo de mamíferos en su mayoría herbívoros especialistas y suelen estar restringidos a un bioma particular, sin embargo los ungulados sudamericanos actuales (el guanaco, la llama o la vicuña) son mucho menos especializados de lo que cabría esperar, probablemente porque son descendientes de esos ancestros generalistas que llegaron desde Norteamérica. 
La importancia de éstos resultados
A priori, una parte de éstos resultados puede parecer obvia. Hablar del cambio climático y sus posibles consecuencias es un tema muy actual, pero muchas veces las posibles soluciones no está bien enfocadas o la información obtenida en los estudios científicos no se utiliza de forma práctica en la actualidad. Ésta claro que no podemos extrapolar estos resultados con la situación actual porque la escala temporal es distinta. Pero nuestros resultados nos ayudan a comprender que el cambio climático no afecta a una especie determinada sino a todas las especies que habiten en su mismo entorno. De forma que sería interesante pensar en crear planes de conservación de área más que de especie.
Para finalizar sólo queda comentar que la referencia completa de este trabajo es:
- Moreno Bofarull, A., Arias Royo, A., Hernández Fernández, M., Ortiz-Jaureguizar, E. & Morales, J. 2008. Influence of continental history on the ecological specialization and macroevolutionary processes in the mammalian assemblage of South America: differences between small and large mammals. BMC Evolutionary Biology, 8: 97 (doi:10.1186/1471-2148-8-97). (PDF, 1.2 Mb) (resumen) (impacto en los medios)