¿Los animales pueden evolucionar lo suficientemente rápido como para mantenerse al día con el cambio climático?
El mundo siempre está cambiando, dejando que las plantas y los animales de todas partes se adapten a nuevos hábitats y condiciones de vida. La evolución ofrece un camino para que la vida se adapte a estos cambios, pero lleva tiempo.
Entonces, a medida que el cambio climático causado por el hombre aumenta el ritmo al que cambia el medio ambiente, la gran pregunta es: ¿Podrá la evolución seguir el ritmo?
Afortunadamente, al menos para algunas especies con suerte, la respuesta puede ser sí. "Muchas criaturas tienen una sorprendente capacidad para hacer frente a la situación", afirma Sarah Diamond, ecóloga evolutiva de la Universidad Case Western Reserve (CWRU) en Ohio.
La concepción tradicional de la evolución la presenta como un proceso gradual, que va dando forma lentamente a los organismos a lo largo de cientos o miles de años. Sin embargo, en algunos casos las especies pueden adaptarse mucho más rápidamente.
Las investigaciones realizadas durante las últimas dos décadas han demostrado que la evolución puede ocurrir en escalas de tiempo similares a las del cambio climático. Al descubrir qué factores determinan la velocidad de la evolución, los científicos esperan identificar qué condiciones dan a los animales las mejores posibilidades de seguir el ritmo de un mundo que cambia rápidamente.
En una nueva revisión exhaustiva, Diamond y sus colegas reúnen investigaciones existentes sobre la rapidez con la que las especies pueden desarrollar rasgos relevantes para el clima, como la capacidad de soportar altas temperaturas, condiciones secas o la acidificación de los océanos. Su análisis de la literatura revela muchas buenas noticias.
Uno de los experimentos de laboratorio que están considerando, por ejemplo, muestra que una especie de alga verde, Chlorella vulgaris, puede evolucionar rápidamente para tolerar temperaturas 3ºC superiores a su temperatura óptima habitual.
Andrew Whitehead, que estudia evolución y genómica en la Universidad de California, Davis, dice que las especies con mejores posibilidades de afrontar los cambios venideros son aquellas con poblaciones grandes y genéticamente diversas. "La variación genética es combustible para el cambio evolutivo, y algunas [especies] tienen más de ese combustible que otras", dice.
Las poblaciones grandes y diversas pueden albergar más rasgos que podrían ayudar a una especie a adaptarse a nuevas condiciones. Eso, junto con una reproducción increíblemente rápida, es la razón por la que las bacterias pueden desarrollar tan rápidamente resistencia a los antibióticos.
Imagen derecha: Esta revisión desarrolla expectativas sobre la capacidad de la evolución de los organismos para seguir el ritmo del cambio climático, considerando el papel de moderadores clave como el tiempo de generación, la (co)variación genética, los mecanismos evolutivos no selectivos (por ejemplo, el flujo de genes, la deriva, la mutación) y la papel de la plasticidad en la evolución, entre otros.
Sin embargo, la rápida adaptación no se limita a los microbios. En su propia investigación, Whitehead ha demostrado que el killis del Atlántico, un pequeño pez plateado que se encuentra en el este de Canadá y Estados Unidos, se ha adaptado para vivir cómodamente en estuarios plagados de una fuerte contaminación industrial. Lo lograron al tener mucha variabilidad genética con la que trabajar, dice Whitehead.
Los killis tienen los niveles más altos conocidos de diversidad genética de cualquier vertebrado. Combina eso con una enorme población y cortas generaciones, y obtendrás una especie repleta de mutaciones genéticas. Algunas de estas mutaciones son útiles y brindan al menos a algunos individuos lo que necesitan para sobrevivir.
Y ahí está el truco. Cuando se trata de desafíos que cambian rápidamente, como el cambio climático, "las especies no pueden esperar a que surjan nuevas mutaciones", dice Whitehead. "Necesitan tener ahora esas cartas en la mano". Es una situación en la que más es más. Es más probable que una especie "tenga cartas de la suerte si juega con una baraja más grande", dice.
La mayoría de las especies tienen menos cartas que los killis. Pero hay cosas que los animales pueden hacer para apilar sus mazos de cartas y la gente puede ayudar. Luciano Beheregaray, ecólogo molecular de la Universidad Flinders en Australia, dice que la clave es la hibridación; al aparearse con especies estrechamente relacionadas, la descendencia de un animal podría adquirir los rasgos que necesita.
Imagen: Una ilustración de los principales factores e interacciones de los componentes del riesgo climático (basado en el marco de evaluación del riesgo climático AR6 del IPCC, que incluye los componentes de vulnerabilidad, exposición, peligro y respuesta). Para simplificar, nos centramos en algunos determinantes clave de la evolución de la tolerancia al calor en respuesta al cambio climático. Sin embargo, este marco podría usarse para explorar el riesgo climático desde una perspectiva evolutiva para una amplia gama de características. Las interacciones entre estos componentes del riesgo climático determinan si la evolución será suficiente para seguir el ritmo del cambio climático, informando mejor el riesgo climático general.
Así es como varias especies de peces arcoíris estrechamente relacionadas han sorteado las condiciones cambiantes de los ríos australianos en los que habitan. Los peces arcoíris que habitan en elevaciones más altas están adaptados a las temperaturas más frías que se encuentran allí. A medida que aumentan las temperaturas, los peces adaptados al calor de las zonas más bajas están comenzando a colonizar los tramos más altos de los ríos, a menudo apareándose con sus parientes adaptados al frío. Beheregaray y sus colegas muestran que estas nuevas poblaciones híbridas son menos vulnerables al futuro calentamiento que las adaptadas al frío.
"La hibridación puede aportar una mayor adaptabilidad a algunas especies", dice Beheregaray. Lo más importante, añade, es que la hibridación también es un área en la que la gente puede participar. "Podríamos gestionar las poblaciones en riesgo incorporando activamente material genético que podría ayudarlas a adaptarse", afirma. "Sería mejor que sentarnos y ver cómo se produce la extinción ante nuestros ojos".
Incluso si los animales no tienen la diversidad genética o el potencial de hibridación para resistir el calentamiento que se avecina, hay otras formas en que pueden adaptarse, dice Ryan Martin, uno de los colegas de Diamond en la CWRU que también estudia las respuestas evolutivas al cambio climático. Algunos animales pueden moverse en busca de microhábitats que permanezcan en su rango de temperatura preferido, dice. O pueden ajustar su comportamiento para ser más activos en los momentos más frescos del día, lo que podría protegerlos de los efectos del cambio climático.
Pero los cambios de comportamiento sólo pueden llevarse hasta cierto punto, afirma Martin. Un animal que se retira a una montaña para mantenerse fresco eventualmente se quedará sin montaña y, para entonces, puede que sea demasiado tarde para desarrollar una mejor tolerancia al calor.
En última instancia, a medida que el clima continúa calentándose y las especies luchan por mantener el ritmo, habrá un cambio sísmico en la comunidad animal, dice Diamond. Los grandes animales marinos como las ballenas, con sus pequeñas poblaciones y su larga esperanza de vida, serán vulnerables a la extinción, al igual que las criaturas con proporciones de sexos que dependen de la temperatura, como las tortugas marinas. Es posible que estos animales no sobrevivan a un período de rápido calentamiento. Pero los calamares y los diminutos copépodos y de vida rápida probablemente se las arreglarán bien e incluso pueden prosperar.
"Habrá ganadores y perdedores, y algunos de los perdedores serán muy notorios", dice Martin.
Sin embargo, más allá de anticipar el destino de cada especie, lo realmente complicado es saber qué podrían significar estos cambios para los ecosistemas del futuro. "Podemos hacer predicciones generales", dice Diamond, pero "no sabemos cuál será el efecto mariposa de la pérdida de servicios ecosistémicos clave".
La revisión se publica en WIREs Climate Change: When will a changing climate outpace adaptive evolution?
