Evolucionando en soledad

Si hay algún sitio donde lo sorprendente siempre tiene lugar, no hay duda que tiene que ser en una isla. El imaginario de la gente se ha llenado de leyendas sobre las islas, ya sea porque son sitios de una belleza extrema, por su origen o por sus animales y plantas raros.

Estos trozos de tierra en medio del mar se han convertido en laboratorios naturales donde la genética ha sido caprichosa y ha permitido la aparición de fauna y flora totalmente particular y excepcional. Por este motivo encontramos tantos endemismos.

En el caso de animales, encontramos algunos gigantes, como las famosas tortugas de tierra de las Galápagos, y algunos enanos, como los fósiles de mamut de Sicilia, que no medía más de 90 centímetros. Esto se debe a una regla conocida como regla insular (island rule en inglés).

Confinados y aislados

El aislamiento y unos límites muy marcados a una escala restringida crean unas presiones selectivas únicas que permiten la aparición de unos cambios evolutivos muy rápidos en los colonizadores de las islas: en cuestión de “pocos” años (decenas-centenares de miles de años), dan lugar a nuevas especies.

Estos cambios permiten una mejor eficiencia energética, como la adaptación a la menor disponibilidad de recursos: comen menos, pero lo aprovechan mejor. Así, aparecen un conjunto de características comunes en todas las especies insulares: tienen un desplazamiento más lento y menos costoso, menor tasa metabólica,  menor fecundidad y mayor esperanza de vida, entre otras. Si encima tenemos en cuenta el tipo de animal que coloniza la isla y lo que se encuentra, podemos entender los casos de enanismo y gigantismo:

  • Enanismo: se produce en los animales de tamaño grande, que se encuentran con menos recursos disponibles, de manera que crecen menos. Eso les permite también poder tener una densidad mayor de población en un espacio reducido.
  • Gigantismo: se produce en animales de tamaño pequeño, que se encuentran con un territorio sin depredadores (las islas no suelen tener un gran depredador), de manera que mueren menos individuos por este motivo y alcanzan, con el tiempo, una mayor edad de maduración sexual. Es decir, como el crecimiento se produce antes de poder reproducirse y se para cuándo se puede reproducir, si se tarda más, se crece más.

No solo en islas

Obviamente, la island rule solo se aplica en islas, pero éstas no son el único tipo de hábitat aislado. La fragmentación de los ecosistemas provoca el aislamiento de ciertas zonas, a causa de la aparición de carreteras, canales, campos de agricultura… que actúan como barrera y limitan tanto el movimiento como el flujo genético.

A veces, la matriz que los rodea (el hábitat de alrededor) les puede favorecer o les puede perjudicar, dependiendo de su heterogeneidad y del tipo de especie que habite la zona separada. Es decir, no es lo mismo que esté rodeado por un bosque cerrado que por un prado, ni es lo mismo ser un escarabajo que un pájaro.

Predicción del número de especies

Así, dependiendo de la matriz, el aislamiento también varía. Esto implica que pueda haber más conectividad y el número de especies puede ser variable, aunque el área del hábitat sea la misma.

De este modo, la relación especies/área no se termina de ajustar, ya que ésta dice que el número de especies de un sitio está relacionado con el área que habitan: si ésta es mayor, habrá más especies; si es menor, habrá menos.

Se basa en la fórmula S=c·Az, donde S es el número de especies, A es el área, c es un factor multiplicador y z es el valor más importante: expresa como variará el número de especies dependiendo de cómo varía el área (es igual a 0’3).

Que z sea menor de 1 implica que si una zona se parte en dos, no habrá la mitad de especies en cada sitio, ni será el doble en una zona dos veces mayor (si fuera 0, el número de especies sería el mismo independientemente del área, cosa que no es cierta).

Relación con el equilibrio inmigración-extinción

Una isla de área X, tendrá N especies. Si por algún motivo se extinguieran la mitad de las especies (habría desequilibrio), con el tiempo deberían aparecer nuevas especies para llegar al número original; o si por algún otro motivo desapareciera la mitad de la isla (otra vez habría desequilibrio), un número concreto de especies también debería hacerlo (no necesariamente  todas las de la zona desaparecida).Y lo mismo en el caso que una isla se hiciera mayor o, incluso, que se formara una de nueva: deberían aparecer nuevas especies para conseguir el equilibrio. Es decir, con el tiempo se recuperaría el equilibrio cuando hay un desequilibrio entre el área y el número de especies.

La aparición de las nuevas especies dependerá de si la isla es grande o pequeña:

  • si es grande, se formarán por especiación, es decir, las distintas poblaciones de la especie original irán diferenciándose hasta ser especies distintas;
  • y si es pequeña, aparecerán por colonización, siendo la especie en cuestión una “nueva especie” para la isla (se podría dar el caso que hubiera especiación en una isla intermedia, y que una auténtica nueva especie llegara a la isla que nos interesa).

Uno de los argumentos que explican porque en un área mayor hay más especies, es que es más fácil que contenga más hábitats distintos y más nichos ecológicos, de manera que permite que los organismos se especialicen y formen nuevas especies (por este mismo motivo, una isla pequeña casi no produce especiación).

Origen de las nuevas especies

Además, esto me viene al pelo para explicar los tipos de especiación (que pueden ocurrir en cualquier sitio):

  • Alopátrica: se produce cuando aparecen dos especies a partir de una población que ha sufrido una separación física, dando lugar a dos subpoblaciones aisladas, sin contacto, que terminan teniendo incompatibilidades reproductoras.
  • Simpátrica: se produce cuando aparece una nueva especie dentro de una población donde no ha habido una separación física. La subpoblación se diferencia por medio de algún tipo de mecanismo comportamental, de alimentación o por un cambio de nicho ecológico, que termina provocando un impedimento reproductor.

En la especiación simpátrica normalmente hay una separación física pequeña y puntual, así que hay un momento de especiación alopátrica. Pero resulta que en islas muy pequeñas, donde las especies nuevas suelen aparecer por colonización, si hay especiación, es simpátrica, porque no hay espacio físico para estar separados.

De este modo, vemos como la evolución actúa de manera distinta en los sitios aislados que en los completamente conectados debido a las distintas presiones que se ejercen. Aun así, siguen unos procesos y unas relaciones que son generales para todos (con algunas excepciones).

DH

 

PD: es posible que no podáis acceder a alguno de los enlaces de las referencias por no estar suscritos a las revistas científicas en cuestión.

PD2: hoy os he metido un tochaco de ecología evolutiva bastante intenso. Espero que no sea muy duro de leer.

 

Referencias:

Gross, L. (2006) “Islands Spark Accelerated Evolution”. PLoS Biol 4(10): e334. doi:10.1371/journal.pbio.0040334

Köhler, M.; Moyà-Solà, S. & Wrangham, R.W. (2008) “Islands Rules Cannot Be Broken”. TRENDS in Ecology Evolution 23(1), 6-7.

Losos, J.B. & Schluter, D. (2000) “Analysis of an Evolutionary Species-Area Relationship”. Nature 408, 847-850: doi:10.1038/35048558.

Mann, C.C. & Plummer, M.L. (1995) “Noah’s Choice. The Future of Endangered Species”. Alfred A. Knopf, Inc., New York, USA.

Mader, H.J. (1984) “Animal Habitat Isolation by Roads and Agricultural Fields”. Biological Conservation 29(1), 81-96.

Ricketts, T.H. (2001) “The Matrix Matters: Effective Isolation in Fragmented Landscapes”. The American Naturalist 158(1), 87-99.

Savolainen V.; Anstett, M.C.; Lexer, C.; Hutton, I. et al. (2006) “Sympatric Speciation in Palms on an Oceanic Island”. Nature 441, 210-213: doi:10.1038/nature04566

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2 Comments on “Evolucionando en soledad

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