Modelo matemático ilustra cómo afecta el medio ambiente las opciones de migración del salmón
Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han creado un modelo matemático que presenta cómo se ven afectadas por el medio ambiente las estrategias evolutivas de los organismos. Estudiaron peces salmónidos que, dependiendo de sus características individuales, eligen entre migrar al mar y regresar a poner huevos o quedarse en el río.
Su modelo predice correctamente cómo la proporción de personas que eligen migrar cambia con las condiciones ambientales, prediciendo cómo el cambio ambiental puede desencadenar respuestas ecoevolutivas.
Se sabe que los salmónidos (o peces similares) enfrentan una difícil elección al principio de sus vidas: pueden quedarse donde están toda su vida o migrar al mar, donde se adaptan al agua salada. Los que migran luego regresan al río para poner sus huevos.
Esta coexistencia de estrategias marcadamente divergentes mediante las cuales estos peces sobreviven puede tener un impacto complejo en cómo evolucionan sus poblaciones, en particular dada su interacción con el medio ambiente, y cómo eso podría afectar las características de los individuos y conducir a una proporción cambiante que adopte diferentes caminos.
Si bien estas divergencias no son raras en el reino animal, no se comprende del todo cómo pueden afectar la evolución de una población.
Para comprender mejor este problema, un equipo de científicos dirigido por Jun-nosuke Horita de la Asociación Meteorológica de Japón y el profesor adjunto Yuuya Tachiki de la Universidad Metropolitana de Tokio han construido un modelo matemático que incorpora rasgos conocidos de un salmónido particular, el salmón masu hembra (Oncorhynchus masou), y analiza cómo las poblaciones cambian con el tiempo dada la disponibilidad de tácticas alternativas.
Imagen: Los investigadores construyeron un modelo matemático que analiza cómo cambian las decisiones migratorias del salmón masu hembra en diferentes condiciones ambientales.
Las hembras del salmón masu tienen tres tácticas a su disposición: pueden permanecer en el río donde nacieron durante toda su vida (residentes), migrar al mar después de un año (migrantes tempranos) o trasladarse en una etapa posterior de su vida (migrantes tardíos).
Para simplificar, modelaron los salmones como residentes o migrantes tempranos e incorporaron características conocidas de la demografía del salmón, como la cantidad de huevos dados por individuo y su tasa de supervivencia. Una característica clave fue la incorporación de distribuciones de tamaño, ya que los ejemplares que son más pequeños en una etapa temprana de sus vidas tienen más probabilidades de elegir la ruta migratoria.
Utilizando su modelo, el equipo pudo demostrar que había una amplia gama de parámetros sobre los cuales se mantenía una población estable. Es importante destacar que pudieron identificar un conjunto de condiciones bajo las cuales comenzaron a aplicarse las estrategias alternativas.
Descubrieron que un entorno fluvial poco propicio para la supervivencia, combinado con un entorno marino fértil, generaba una mayor probabilidad de adoptar tácticas migratorias divergentes. Es importante destacar que esto es exactamente lo que se observa en la naturaleza.
También pudieron estudiar casos extremos que de otro modo serían difíciles de considerar. Por ejemplo, cuando la tasa de supervivencia del duro proceso migratorio desciende por debajo de cierto punto, se produce un cambio repentino que lleva a que poblaciones enteras se conviertan en residentes.
La capacidad de predecir cómo las poblaciones eligen diferentes estrategias migratorias es importante para comprender la ecoevolución y, a la inversa, cómo el cambio ambiental puede afectar la supervivencia de los organismos.
El equipo espera que su trabajo pueda aplicarse para evaluar y predecir cómo los cambios antropogénicos pueden afectar las poblaciones animales.
El trabajo se publicó en la revista Population Ecology: An age-stage structured population model for the coexistence of alternative migratory tactics in salmonid fishes
