Los primeros peces que hicieron la transición a las profundidades tendían a tener grandes mandíbulas
Las profundidades marinas contienen más del 90% del agua de nuestros océanos, pero solo alrededor de un tercio de todas las especies de peces. Durante mucho tiempo, los científicos pensaron que la explicación de esto era intuitiva: las aguas poco profundas del océano son cálidas y están llenas de recursos, lo que las convierte en un lugar privilegiado para que evolucionen y prosperen nuevas especies.
Pero un nuevo estudio de la Universidad de Washington dirigido por Elizabeth Miller, informa que a lo largo de la historia antigua de la Tierra, hubo varios períodos de tiempo en los que muchos peces preferían las frías, oscuras y estériles aguas del mar profundo.
"Es fácil observar hábitats poco profundos como los arrecifes de coral, que son muy diversos y emocionantes, y suponer que siempre han sido así", dijo Miller, quien completó el estudio como investigadora postdoctoral en la Facultad de Ciencias Acuáticas y Pesqueras de la UW y ahora es becaria postdoctoral en la Universidad de Oklahoma. "Estos resultados realmente desafían esa suposición y nos ayudan a comprender cómo se han adaptado las especies de peces a los grandes cambios en el clima".
El mar profundo generalmente se define como algo por debajo de los 650 pies (200 metros), la profundidad a la que ya no hay suficiente luz solar para que ocurra la fotosíntesis. Eso significa que hay mucha menos comida y calor que en las aguas poco profundas, lo que lo convierte en un difícil lugar para vivir.
Pero al analizar las relaciones de los peces utilizando sus registros genéticos que se remontan a 200 millones de años, Miller pudo identificar un sorprendente patrón evolutivo: las tasas de especiación, es decir, la rapidez con la que evolucionaron las nuevas especies, cambiaron con el tiempo. Hubo períodos que duraron decenas de millones de años en los que las nuevas especies evolucionaron más rápido en las profundidades del mar que en las zonas menos profundas.
De alguna manera, este descubrimiento planteó más preguntas de las que respondió. ¿Qué estaba causando que los peces prefirieran un hábitat sobre otro? ¿Qué hizo que algunos peces pudieran moverse hacia las profundidades del mar más fácilmente que otros? ¿Y cómo ayudaron estos antiguos cambios a crear la diversidad de especies que tenemos hoy?
Imagen: Un pez linterna de la familia Myctophidae, peces mesopelágicos que realizan migraciones verticales diarias. Crédito: Steven Haddock/Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey
Cuando Miller mapeó estas cambiantes tasas de especiación en una línea de tiempo de la historia de la Tierra, pudo identificar tres importantes eventos que probablemente desempeñaron un papel.
"El primero fue la ruptura de Pangea, que ocurrió hace entre 200 y 150 millones de años", dijo Miller. "Eso creó nuevas costas y nuevos océanos, lo que significó que hubo más oportunidades para que los peces se movieran de aguas poco profundas a aguas profundas. De repente hubo muchos más puntos de acceso".
El siguiente fue el período de efecto invernadero caliente del Cretácico, que ocurrió hace aproximadamente 100 millones de años y marcó una de las eras más cálidas en la historia de la Tierra. Durante este tiempo, muchos continentes se inundaron debido a la subida del nivel del mar, creando una gran cantidad de áreas nuevas y poco profundas en toda la Tierra.
"Fue alrededor de este período cuando realmente vemos que los peces de aguas poco profundas despegan y se diversifican", dijo Miller. "Podemos rastrear gran parte de la diversidad de especies que vemos en las aguas poco profundas hoy en día hasta este momento".
El tercer evento fue otro gran cambio climático hace unos 15 millones de años, conocido como la transición climática del Mioceno medio. Este fue causado por un mayor desplazamiento de los continentes, lo que provocó importantes cambios en la circulación oceánica y enfrió el planeta, hasta las profundidades del mar.
"Alrededor de este tiempo, vemos que las tasas de especiación en aguas profundas realmente se aceleran", dijo Miller. "Esto fue especialmente impulsado por los peces de agua fría. Muchas de las especies que se ven hoy en las costas de Washington y Alaska se diversificaron durante este tiempo".
Imagen: Un pez boca de cerda en la familia Gonostomatidae, peces mesopelágicos que realizan migraciones verticales diarias. Crédito: Steven Haddock/Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey
Pero los cambios climáticos por sí solos no explican en primer lugar cómo llegaron a colonizar los peces las profundidades del mar. No todas las especies tienen la combinación correcta de rasgos para sobrevivir en aguas más profundas y hacer uso de los recursos relativamente limitados que están más allá del alcance de la luz solar.
"Para evolucionar hacia una nueva especie en las profundidades del mar, primero tienes que llegar allí", dijo Miller. "Lo que descubrimos fue que no solo las tasas de especiación cambiaban con el tiempo, sino que también lo hacía el aspecto de los peces de aguas profundas".
Los primeros peces que pudieron hacer la transición a las profundidades del mar tendían a tener grandes mandíbulas. Esto probablemente les dio más oportunidades de atrapar alimentos, que pueden ser escasos en las profundidades. Los investigadores descubrieron que mucho más tarde en la historia, los peces que tenían colas más largas y afiladas tendían a tener más éxito en la transición a aguas profundas. Esto les permitió conservar energía deslizándose por el lecho marino en lugar de nadar en la columna de agua.
"Si miras quién vive hoy en las profundidades del mar, algunas especies tienen un cuerpo cónico y otras tienen grandes, aterradoras mandíbulas y con dientes", dijo Miller. "Esos dos planos corporales representan ancestros que colonizaron las profundidades del mar con millones de años de diferencia".
Si bien estos eventos pueden parecer historia antigua, pueden enseñarnos cómo afectará el clima cambiante de hoy la vida en nuestros océanos. Miller espera que la investigación futura pueda basarse en estos hallazgos e investigar cómo responderán al cambio climático los modernos peces de aguas profundas y, potencialmente, informarán los esfuerzos de conservación.
"Lo que aprendimos de este estudio es que los peces de aguas profundas tienden a vivir bien cuando los océanos están más fríos, pero con el cambio climático, los océanos se están calentando", dijo. "Podemos esperar que esto realmente afecte a los peces de las profundidades marinas en los próximos años".
El estudio ha sido publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences: Alternating regimes of shallow and deep-sea diversification explain a species-richness paradox in marine fishes
