Lábridos y peces loro asociados con los arrecifes de coral comenzaron a diversificarse rápidamente
La biodiversidad de los océanos de la Tierra se concentra desproporcionadamente en los arrecifes de coral, los vibrantes ecosistemas submarinos donde residen miles de especies marinas conocidas.
Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Yale ofrece información sobre los orígenes de esta excepcional biodiversidad. Traza las trayectorias evolutivas de los lábridos y los peces loro, que se encuentran entre los linajes de peces de arrecife con mayor riqueza de especies y mayor diversidad ecológica, con más de 650 especies.
Estos peces, que componen la familia Labridae, experimentaron una explosión de innovación evolutiva y una acelerada diversificación de especies durante el Mioceno temprano, hace unos 20 millones de años.
"Múltiples linajes de lábridos y peces loro se diversificaron y dispersaron rápida y recientemente", dijo Chase D. Brownstein, estudiante de posgrado en la Escuela de Artes y Ciencias de Yale y autor principal del estudio.
"Esta explosión de diversidad fue resultado de múltiples eventos independientes que ocurrieron simultáneamente en el Árbol de la Vida de los lábridos y los peces loro. Nuestros resultados vinculan estos eventos de diversificación con los cambios que se estaban produciendo en los sistemas de arrecifes de coral".
Imagen: Se produjeron radiaciones explosivas en el Mioceno temprano en múltiples clados de peces lábridos.
Los investigadores analizaron datos genómicos de casi 400 especies de lábridos y peces loro. Utilizando especímenes fósiles, crearon un árbol evolutivo calibrado en el tiempo que delinea los linajes de todos los grupos principales de peces, lo que les permitió identificar cuándo comenzó la rápida diversificación.
"Las colecciones de los museos son esenciales para comprender la historia evolutiva de la vida en la Tierra", afirmó el coautor del estudio, Luiz Rocha, curador de ictiología de la Academia de Ciencias de California.
"Trabajar con un grupo tan diverso de peces requirió una estrecha colaboración entre varios museos de historia natural, y solo mediante la unión de colecciones en nuestros repositorios biológicos obtuvimos la cobertura necesaria para revelar las relaciones evolutivas entre los lábridos y los peces loro".
Si bien las fluctuaciones climáticas pueden impulsar el cambio evolutivo, la explosiva diversificación de especies de lábridos y peces loro ocurrió durante una época de estabilidad climática global, por lo que los investigadores exploraron otras explicaciones.
El ancestro común de los peces de arrecife poseía mandíbulas faríngeas (un segundo conjunto de mandíbulas en la garganta) que le permitieron su éxito ecológico, dijo Brownstein, quien forma parte del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de Yale.
Sabiendo esto, los investigadores exploraron si la evolución de rasgos específicos en los linajes de lábridos y peces loro impulsó la diversificación. Probaron varias características consideradas ecológicamente importantes en subgrupos de peces, incluidas innovaciones en mandíbulas y dientes, y determinaron que ninguna de ellas explica la rápida diversificación.
En cambio, concluyeron los investigadores, el estallido de innovación evolutiva probablemente estuvo asociado con las condiciones de los arrecifes de coral que habitaban los peces.
Imagen: La escala temporal y la ubicación de los cambios óptimos para las características lábridas clave respaldan al Mioceno Temprano como un período de innovación morfológica.
"El factor clave es que los linajes de lábridos y peces loro asociados con los arrecifes de coral comenzaron a diversificarse rápidamente, mientras que aquellos no asociados con los arrecifes no lo hicieron", dijo Brownstein.
"Y los peces de arrecife comenzaron a desarrollar todo tipo de fascinantes innovaciones y comportamientos alimentarios. Toda esta diversificación se deriva de lo que sucedía dentro de los propios arrecifes. Por ejemplo, sugerimos que la extinción y la renovación de los corales, y otros cambios en la estructura y ubicación de los arrecifes, estaban impulsando la diversificación de las especies".
Hay cada vez más pruebas de que se produjeron cambios profundos en los sistemas de arrecifes hace unos 20 millones de años, dijo Brownstein. Un reciente estudio mostró que el Triángulo de Coral del Indo-Pacífico, la región con mayor biodiversidad marina del planeta, comenzó a formarse durante este período.
Los nuevos hallazgos demuestran el valor de utilizar datos genómicos y el registro fósil para comprender mejor cómo se desarrolló la biodiversidad de la Tierra, afirmó Thomas Near, profesor de ecología y biología evolutiva en la Facultad de Artes y Ciencias de Yale.
"Este trabajo informa los esfuerzos para proteger la biodiversidad de la Tierra", dijo Near.
"Demostramos que los ecosistemas marinos más ricos en especies del planeta se han desarrollado a través de largos legados de sutiles cambios. "Necesitamos ser conscientes de esos legados para predecir cómo afectarán el cambio climático y otras perturbaciones humanas estos puntos críticos de biodiversidad".
Los resultados se publican en la revista Science Advances: Phylogenomics establishes an Early Miocene reconstruction of reef vertebrate diversity
