El ritmo del calentamiento global podría agotar la capacidad de adaptación evolutiva en muchas especies
Investigadores de la UAB han observado como el aumento de las temperaturas y las olas de calor de las dos últimas décadas han acelerado la presencia de variación genética que aumenta la tolerancia a las altas temperaturas en las poblaciones de una especie de mosca muy común en los bosques europeos, Drosophila subobscura. La respuesta evolutiva se ha producido mediante el incremento de la frecuencia relativa de variaciones genéticas que ya existían en individuos de la especie, no por variaciones nuevas, lo que implica un ritmo de calentamiento que puede haber puesto en riesgo especies con menor variabilidad genética.
La investigación de respuestas evolutivas al calentamiento global es laboriosa. Los estudios son escasos y se remontan a finales del siglo pasado, pero ya mostraban que estas respuestas se estaban produciendo. Con el fin de actualizar el seguimiento de las respuestas evolutivas en un contexto en que el calentamiento global ha continuado agravándose, los investigadores del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB Francisco Rodríguez-Trelles Astruga y Rosa Tarrío Fernández han estudiado las variaciones genéticas de la especie de mosca Drosophila subobscura, mucho más pequeña que la mosca doméstica y común en los bosques de Europa.
En esta especie la adaptación al clima tiene lugar mediante un tipo de variación genética conocido como polimorfismo cromosómico de inversiones. Ciertas inversiones —un tipo de mutaciones que cambian la orientación de segmentos de genoma— confieren a sus individuos portadores más tolerancia al frío, mientras que otras confieren más tolerancia al calor. Los resultados de los investigadores de la UAB, publicados en Nature Climate Change, corroboran los obtenidos en los estudios anteriores, que indicaban que la proporción de inversiones que favorecen la tolerancia al calor estaba aumentando y la de las que favorecen la tolerancia al frío disminuyendo. El estudio muestra por primera vez cómo esta pauta se ha acelerado durante las dos últimas décadas en la Europa templada con respecto a la mediterránea a un ritmo sin precedentes, siguiendo la incidencia de unas olas de calor que son cada vez más largas e intensas.
“El estudio se inició en 2015 y supuso un laborioso trabajo de campo y de laboratorio. A lo largo de 4 años capturamos muestras de Drosophila subobscura en 12 localidades europeas a diferentes latitudes. Los habitantes locales nos explicaban su experiencia como testigos de unas olas de calor que no habían experimentado nunca. Después se caracterizaban genéticamente cada una de las muestras al llegar a nuestro laboratorio de la UAB”, explica Francisco Rodríguez-Trelles. Los investigadores tomaron muestras en Viena (Austria), Lovaina (Bélgica), Lagrasse, Montpellier y Villars (Francia), Tubingen (Alemania), Groningen (Países Bajos), Leuk (Suiza), Málaga, Punta Umbría, Riba-roja de Túria y Queralbs (España).
Las proyecciones indican que, de no hacerse un mayor esfuerzo para detener el calentamiento global, las poblaciones centroeuropeas actuales de esta especie se habrán vuelto genéticamente indistinguibles de las del sur de Europa en torno a mediados de los años 2050.
Para el profesor Francisco Rodríguez-Telles, que coordina el programa de doctorado en Genética de la UAB “se trata de algo inaudito, ya que es una especie modelo que en los libros de texto aparece como ejemplo de cómo la variabilidad genética confiere adaptación al clima a diferentes latitudes”. En los ejemplares de Drosophila subobscura los investigadores no han detectado que hayan surgido nuevas inversiones que confieran mayor adaptación al calor que las inversiones ya existentes, lo que significa que el ritmo de aparición de nuevas inversiones es demasiado lento como para acompasar el del aumento de la temperatura. Esta perspectiva es particularmente alarmante si se tiene en cuenta que un elevado número de especies de insectos están peor dotadas para adaptarse evolutivamente al calentamiento global que Drosophila subobscura.
Plasticidad y evolución, mecanismos de adaptación al aumento de temperatura
Según las previsiones científicas el calentamiento global de origen humano continúa agravándose y sus consecuencias adversas se acumulan. Existen dos mecanismos básicos de adaptación al aumento de temperatura: plasticidad y evolución. El primero opera al nivel del individuo particular, mientras que el segundo lo hace al nivel de poblaciones y especies. Ejemplos de plasticidad son la aclimatación fisiológica en un mismo lugar o el cambio de un lugar a otro con temperatura más tolerable. Cuando el aumento de la temperatura excede la capacidad de aclimatación de algunos individuos y no se encuentran refugios térmicos, la supervivencia de la especie depende de los individuos genéticamente más termotolerantes y se desencadena la evolución, que es el mecanismo de respuesta analizado en este estudio.
“La observación de respuestas evolutivas al calentamiento global es a la vez una buena y una mala noticia”, explica Rodríguez-Trelles. “Buena, porque significa que existen variantes genéticas de tolerancia al estrés térmico. Mala, porque significa mortalidad de los desafortunados portadores de variantes genéticas de termotolerancia insuficiente. Además, si el calentamiento es demasiado rápido y se prolonga durante demasiado tiempo, incluso los individuos más termotolerantes pueden sucumbir produciéndose la extinción de la especie”, concluye el investigador de la UAB.