Autor: Fabricio Villalobos
En las últimas décadas, la temperatura del planeta Tierra ha aumentado en gran medida como consecuencia de las actividades humanas. Dicho calentamiento global puede poner en riesgo a la biodiversidad del planeta, por lo que es necesario conocer más acerca de la capacidad de los seres vivos de tolerar (o no) tal calentamiento global.
Para obtener este conocimiento, se necesita información detallada de la tolerancia de diversas especies a la temperatura y del cambio en tolerancia que han sufrido a lo largo del tiempo (evolución). Con esto en mente, un grupo de investigación (sWEEP) auspiciado por el Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad (iDiv) y que contó con la participación de ecólogos, fisiólogos y biólogos evolutivos de varias partes del mundo, incluyendo al Dr. Fabricio Villalobos del Instituto de Ecología, A.C. (INECOL) (Figura 1), compiló y analizó la base de datos más completa hasta el momento sobre tolerancias térmicas de las especies.
Figura 1. Grupo de investigación (crédito: sDiv). Participantes de pie, izquierda a derecha: Laura Rodríguez, Alexander Singer, Ignacio Morales Castilla, Piero Calosi, Miguel Ángel Olalla-Tárraga, Ingolf Kühn, Carsten Rahbek, Joanne Bennett, Fabricio Villalobos. Sentados, de izquierda a derecha: Bradford Hawkins, Brezo Martínez Adam Algar, Susana Clusella-Trullas, Jennifer Sunday, Sally Keith.
Esta base de datos, llamada GlobTherm es de libre acceso, y contiene información sobre las tolerancias térmicas derivadas de experimentos fisiológicos (Figura 2) – estudios en laboratorio donde se determinan los límites de temperatura que pueden tolerar los organismos – de más de 2,000 especies terrestres, de agua dulce y marinas de diferentes organismos multicelulares desde algas y plantas hasta hongos y animales. Con dicha información, además de las relaciones evolutivas (parentesco y tiempo) entre las especies, fue posible evaluar cómo han evolucionado las tolerancias térmicas de las especies y cuáles son las posibles causas de dicha evolución.
Figura 2. Ejemplo de experimento fisiológico en laboratorio midiendo la tolerancia térmica de una especie de colémbolo que resiste condiciones de frío extremas en la Antártica (crédito: www.olallalab.com).
Los resultados de la investigación, publicados en Nature Communications, indican que la tolerancia al calor ha evolucionado mucho más lento que la tolerancia al frío, principalmente en especies endotérmicas (aquellas comúnmente llamadas de sangre “caliente” y que pueden regular su propia temperatura, como los mamíferos y aves) comparado con ectotérmicas (aquellas llamadas de sangre “fría” y que no pueden regular su temperatura internamente, como los anfibios y reptiles) y plantas. Además, esta variación en la evolución de las tolerancias térmicas no está asociada con las temperaturas del periodo en el que se originaron las especies, sino con las temperaturas que experimentan en el presente. Esto, dice el Dr. Villalobos, esto no es sorprendente, pues tiene sentido que las especies respondan a las condiciones en las que se encuentran actualmente – una especie que vive en un ambiente cálido tiene mayor capacidad de tolerar el calor que una especie que vive en un ambiente frío.
Los resultados del estudio también muestran que la variación en las tolerancias térmicas de las especies se debe a una combinación de factores como la adaptación a los climas de la actualidad y la existencia de límites o valores óptimos de tolerancia térmica de cada especie. La mayoría de las especies estudiadas se originaron en periodos geológicos en los que el planeta era prácticamente cálido, pero esto no ha hecho que dichas especies tengan mayor capacidad para aumentar su tolerancia al calor. Al contrario, la tolerancia al calor de estas especies no se relaciona con su legado ancestral y evoluciona más lentamente que su tolerancia al frío. Esto sugiere que las especies tendrían menor o limitada capacidad de adaptación a aumentos rápidos de temperatura.
Estos resultados son preocupantes pues sugieren que, dada la evolución lenta de la tolerancia al calor, la mayoría de las especies no serán capaces de adaptarse lo suficientemente rápido para sobrevivir al vertiginoso calentamiento global que sufre el planeta actualmente y que es principalmente causado por las actividades humanas. En efecto, conocer cuáles son las causas que promueven o restringen la adaptación de las especies a cambios en temperatura puede ayudar a predecir, y quizás prevenir, el efecto del calentamiento global sobre la biodiversidad; como las extinciones y los cambios en las distribuciones geográficas de las especies.
Dr. Fabricio Villalobos, autor de esta nota y co-autor del artículo científico que discute los detalles del estudio.
Biografía:
El Dr. Fabricio Villalobos es Investigador Titular B, nivel II del SNI, del Instituto de Ecología, A.C. INECOL. El Dr. Villalobos dirige el Laboratorio de Macroecología Evolutiva que se dedica a la investigación de patrones geográficos y evolutivos de la biodiversidad, respondiendo preguntas como ¿por qué hay más especies en algunas regiones que en otras?, ¿qué determina la coexistencia entre especies? y ¿cómo podemos informar acciones de conservación basada en los patrones de biodiversidad?
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El estudio:
Bennett, J.M., Sunday, J., Calosi, P., Villalobos, F. et al. The evolution of critical thermal limits of life on Earth. Nature Communications 12, 1198 (2021). https://www.nature.com/articles/s41467-021-21263-8
Para obtener más información sobre el estudio, contactar a:
Dr. Fabricio Villalobos
Investigador Titular A, SNI II
Laboratorio de Macroecología Evolutiva
Red de Biología Evolutiva, Instituto de Ecología, A.C. (INECOL)
Tel: +52 (228) 842 1800 Ext. 3020
Sitio web: http://fabro.github.io
Twitter & FB: @maevolabMX
La imagen de la viñeta fue es de libre acceso en Pixabay bajo licencia CC0 Public Domain