Aves españolas rompen las reglas de la evolución de las especies

La selección natural es considerada el principal motor de la evolución. El ambiente ofrece una serie de presiones selectivas ante las cuales los organismos mejor adaptados son los que obtienen más descendencia. Pero que un organismo esté bien adaptado en un ambiente no implica que lo esté en otro. De hecho, el ambiente varía en el espacio, por lo que las presiones selectivas también varían en el espacio.

Una misma especie puede afrontar diferentes presiones selectivas a lo largo de su rango de distribución. Esto puede llevar a diferencias genéticas dentro de una misma especie según el hábitat donde se encuentre, de manera que puede haber poblaciones adaptadas a un ambiente dado y otras adaptadas a otro ambiente. Este fenómeno se conoce como adaptación local.

Por lo general, se considera que para que aparezca adaptación local en una especie, las poblaciones, aparte de habitar ambientes diferentes, deben estar separadas geográficamente (por distancia o por barreras geográficas). Esto es así porque si están en contacto, el movimiento de individuos de unas poblaciones a otras (lo que se conoce como flujo genético) igualaría las frecuencias de las variantes genéticas entre las dos poblaciones. Es decir, ambas poblaciones tendrían las mismas variantes genéticas y, por tanto, no se diferenciarían genéticamente.

Por ejemplo, los herrerillos comunes (Cyanistes caeruleus) colonizaron Barcelona en los años 70 desde los bosques circundantes. En un periodo de tan solo 50 años, los herrerillos de la ciudad se han adaptado al ambiente urbano mostrando diferencias genéticas respecto a los de los bosques de donde venían. Los herrerillos de la ciudad y del bosque están separados entre 5 y 9 kilómetros, lo que mitiga el intercambio de individuos entre las dos poblaciones, facilitando así la adaptación local.

Cuando las distancias que separan los hábitats no son suficientemente grandes, no llega a producirse adaptación local, básicamente porque el flujo genético entre las poblaciones es muy elevado. El resultado puede ser que la especie está igualmente mal adaptada en ambos hábitats. Esta situación, por ejemplo, se encontró en un estudio llevado a cabo en Bélgica, donde se compararon poblaciones de herrerillos de bosques que diferían en su cantidad de alimento (que podríamos separar en bosques “buenos” y bosques “malos”).

En ese estudio se encontró que en los bosques “buenos”, los herrerillos ponían menos huevos en el nido de los que luego podían criar, mientras que en los bosques “malos” la situación era la inversa: ponían un número mayor de huevos que los pollos que luego podían criar. Esto era debido a que el continuo flujo de individuos entre los bosques “malos” y “buenos” hacía que compartieran la misma genética, impidiendo así la adaptación local.

Los bosques mediterráneos de montaña ofrecen una enorme heterogeneidad ambiental, haciendo que las especies que los habitan se enfrenten a una amplia variación ambiental a lo largo de su rango de distribución. De hecho, los valles de montaña normalmente tienen una cara mirando al sur o al este, que recibe mayor radiación solar y presenta un ambiente más seco, y una cara mirando al norte o al oeste, más protegida del sol y con un ambiente más húmedo. Esta es la situación que estudiamos en Sierra Nevada.

El robledal de Cáñar, en las Alpujarras, se extiende por una ladera orientada al este, separado del robledal de Soportújar, orientado al oeste, por el valle excavado por el río Chico y por un estrecho pinar. Los herrerillos comunes nidifican en los dos robledales y en el pinar que hace de nexo entre ambos.

El hecho de que la población de herrerillo conforme un continuo y su elevada capacidad de movimiento (los herrerillos podrían desplazarse del extremo de un robledal al extremo del otro en unos minutos) haría pensar que es imposible que emerja adaptación local en este sistema. Aun así, en estudios previos encontramos que el número de huevos que ponen en sus nidos difiere entre los dos robledales: en el robledal “seco” (Cáñar) ponen un huevo menos y crían un pollo menos que en el robledal “húmedo” (Soportújar).

¿Sería posible que hubiera adaptación local para este rasgo, el número de huevos que ponen en el nido, dentro de una población sin separación geográfica?

Para responder esa pregunta llevamos a cabo un análisis genético de los herrerillos de cada robledal, y los del pinar, y los resultados fueron sorprendentes: a pesar de tratarse de una población continua, los herrerillos de los dos robledales diferían genéticamente entre ellos.

Figura que muestra los resultados del análisis genético de nuestra población de herrerillo común (Cyanistes caeruleus) en las Alpujarras. Se representa la probabilidad de pertenecer a una población genética, calculada en base a las variantes genéticas de cada herrerillo. Figura creada con el software STRUCTURE. Los autores, CC BY-SA

En la figura superior se puede observar cómo en el robledal de Soportújar hay una mayor cantidad de herrerillos con variantes genéticas distintas (representados en color rojo) que en el robledal de Cáñar (representados en color amarillo). Estas diferencias, además, concordaban estadísticamente con las diferencias en el número de huevos que ponen en sus nidos.

Nuestros datos, publicados recientemente en la revista Royal Society Open Science, nos permitieron concluir que las diferencias de los herrerillos entre los dos robledales fueron el resultado de diferencias en la selección natural. Además, comprobamos que esto era el resultado de que los herrerillos normalmente criaban en el bosque donde nacían, evitando moverse entre las laderas del valle.

Estos sorprendentes resultados ponen en entredicho lo que se pensaba previamente sobre los procesos de evolución y adaptación local, y demuestran que la adaptación local puede tener lugar a escalas geográficas más pequeñas de las que creía previamente.

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