Extinciones invisibles

Extinciones invisibles: un estudio sobre la pérdida de diversidad en zonas áridas de la Península Ibérica from Divulgare on Vimeo.

En este vídeo que os mostramos aquí, se presenta un proyecto financiado por la Fundación BBVA en el que un grupo de investigadores de la Estación de Zonas Áridas de Almería (CSIC), la Universidad de Granada, la Universidad de Coimbra, la Universidad Pablo de Olavide y la Universidad de Vigo, en colaboración con el Parque Natural de Cazorla, Segura y las Villas, vamos a estudiar la pérdida de diversidad biológica que está ocurriendo en distintas zonas áridas de la cuenca Mediterránea como consecuencia de la expansión de especies de plantas asociadas a la actividad humana. Esta pérdida de diversidad está afectando sobre todo a especies endémicas.
Las especies endémicas se caracterizan porque su área de distribución está restringida a una zona geográfica concreta y limitada en el espacio. En muchos casos esto ocurre porque determinadas especies de organismos están adaptadas a vivir en unas condiciones ecológicas muy concretas y no son capaces de expandir su área de distribución a otros lugares en los que las condiciones son diferentes. Esto hace que estas especies sean especialmente vulnerables a la extinción. Si en el área de distribución que ocupan ocurre una perturbación, puede afectar a una fracción importante de su exigua población mundial y esto puede llevar a la especie a la desaparición y extinción. Conocemos, desgraciadamente, muchos casos de especies con un rango de distribución limitado (endémicas) que han desaparecido para siempre del planeta.
Por el contrario, hay otras especies con mayor tolerancia ecológica, que son capaces de colonizar prácticamente cualquier ambiente. Eso las ha llevado a incrementar su éxito, en muchos casos, asociándose al ser humano, que, dicho sea de paso, se ha convertido en una de las principales fuentes de perturbación del planeta.

Investigadores del proyecto en una reunión de organización del plan de trabajo y diseño de los experimentos que se realizarán.

La cuenca mediterránea es considerada un punto caliente de biodiversidad a escala planetaria debido al elevado número de especies endémicas que alberga. Sin embargo, desde el advenimiento de la agricultura hace más de 10 000 años, el ser humano ha modificado intensamente los ecosistemas terrestres en este lugar del planeta. Esto está provocando que muchas especies endémicas de área restringida estén desapareciendo como consecuencia de procesos que alteran las comunidades biológicas, como la sobreexplotación de los ecosistemas con fines económicos, la contaminación derivada de las actividades industriales, agrícolas, ganaderas o urbanas, el cambio climático que está provocando cambios radicales en la configuración de muchos ecosistemas, la introducción de especies invasoras que compiten con las nativas o la destrucción y deterioro de los hábitats. La pérdida de especies por estas causas está bien documentada.
El investigador Francisco Perfectti colectando muestras para más tarde poder realizar estudios moleculares en el laboratorio.

Pero, hay un tipo de impacto humano que ha pasado desapercibido: es el relacionado con la expansión de aquellas especies que “se encuentran cómodas” asociadas a las actividades humanas y que los científicos denominan ruderales y arvenses. Estas especies también pueden poner en peligro la existencia de muchas especies nativas endémicas. Y lo hacen por medio de unos mecanismos difíciles de percibir sin un estudio detallado. Cuando la desaparición de especies se produce por estos mecanismos difíciles de percibir, se conoce con el nombre de extinción invisible.
En este proyecto de investigación concretamente vamos a evaluar si una planta de amplia distribución y que es tremendamente abundante en zonas cultivadas de clima árido o semi-árido a lo largo de toda la cuenca Mediterránea, Moricandia arvensis, puede desplazar a otras especies nativas y del mismo género, cuya área es más restringida. Estudiaremos si la especie de amplia distribución desplaza a las de área restringida por competencia directa por el espacio, algo que ocurre frecuentemente con muchas especies invasoras. También examinaremos si la transferencia de organismos antagónicos asociados a la especie de amplia distribución afecta al resto de especies. No hay que perder de vista que en muchos casos los procesos evolutivos que originan y mantienen a las especies llegan a un punto de estabilidad en el que, por ejemplo, un herbívoro que se alimenta de las flores de una planta afecta de manera negativa a dicha planta (i.e. es un antagonista), pero nunca tanto como para llevarla a la extinción porque la especie de planta ha “aprendido” a defenderse (por ejemplo, generando compuestos que mantienen a raya al herbívoro). De esta manera ambas especies viven en un equilibrio que les permite perdurar en el tiempo. Sin embargo, cuando ese herbívoro “ataca” a otra especie de planta que, por la razón que sea, no es capaz de defenderse, la agresión puede ser letal y llevar a la extinción a la nueva especie “presa”. Otro mecanismo por el que una especie de amplia distribución y abundante localmente puede llevar a la extinción a especies que no son tan abundantes en un área es aquel mediado por el secuestro de sus mutualistas, como los polinizadores. A veces ocurre que el recurso floral habitualmente utilizado por algunos polinizadores se vuelve muy escaso y difícil de localizar frente a otro recurso floral más abundante. En estos casos, los polinizadores, ante la dificultad para encontrar las flores de la especie nativa podrían optar por abandonar la interacción con las especies endémicas. Finalmente, en este proyecto vamos a investigar sobre uno de los mecanismos de extinción de especies más complejos de percibir: la extinción mediada por fenómenos de hibridación e introgresión con especies genéticamente emparentadas. Puede ocurrir que cuando una especie de planta de área restringida comienza a hibridar con otra especie emparentada y de distribución más abundante, los híbridos sean más vigorosos que los descendientes directos de la especie endémica. Y cuando esto ocurre con frecuencia, puede conducir a la pérdida de la identidad genética de la especie más vulnerable de distribución restringida.
A veces la obtención de datos en el campo requiere prolongar las jornadas de trabajo hasta que se va la luz.

Con este proyecto trataremos de contestar estas preguntas para tratar de entender mejor cómo está funcionando este universo del que nos estamos apropiando y así contribuir a la conservación de la biodiversidad de espacios tan singulares del paisaje Ibérico como son las zonas áridas y desiertos.

¿Le importa a tu cerebro lo que comes?

La evolución del cerebro es una de las áreas de investigación más interesantes debido a la fascinación que sentimos hacia el funcionamiento de ese centro de control del cuerpo. Entender cómo funciona y cómo ha evolucionado el cerebro en otras especies animales nos ha ayudado a los humanos a comprender un poco más la estructura de nuestro cerebro y por qué hace lo que hace. Los estudios con cerebros de murciélagos no son una excepción. Aquí presentamos un resumen de los principales resultados de una investigación de nuestro grupo que será publicada en Journal of Evolutionary Biology, donde analizamos cómo pudo haber evolucionado el cerebro en un grupo de murciélagos del Nuevo Mundo en función de un grupo de factores relacionados con la ecología de estos mamíferos voladores. En este estudio internacional colaboraron los investigadores Carlos A. Mancina, del Instituto de Ecología y Sistemática de Cuba (IES) y José J. Flores-Martínez, del Instituto de Biología de la Universidad Nacional Autónoma de México (IBUNAM).

En muchas culturas a los niños pequeños se les dice que deben comer pescado porque de esa forma van a desarrollar una buena memoria. ¿Hasta qué punto es cierto que lo que comemos influye en nuestro cerebro? Al menos en un marco evolutivo, el tipo de dieta parece influir en el tamaño del cerebro. Durante más de 40 años varios estudios han relacionado el tamaño del cerebro en murciélagos con el tipo de dieta. Y esto se ha hecho con los murciélagos de la familia Phyllostomidae que, como hemos comentado en otro post de este blog, incluye especies insectívoras, carnívoras, hematófagas, nectarívoras y frugívoras. Todas las evidencias indican que durante los 37 millones de años que lleva evolucionando esta familia, las especies que se alimentan fundamentalmente de frutos han desarrollado cerebros comparativamente mayores que las especies que consumen cualquier otro tipo de alimento.murcis_diet_brain_web_resolution_divulgare

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La importancia de los ajustes en la naturaleza

Cuántas veces hemos escuchado ese dicho universal que proclama que “la naturaleza es sabia” y la adorna de un aura de perfección fuera del alcance de los mortales. Sin embargo, la realidad es bien distinta. La naturaleza se encuentra inmersa en una lucha constante buscando sus equilibrios y los que nos dedicamos a la ciencia estamos constantemente estudiando las causas y las consecuencias de esos procesos en los que se debate el universo biológico que nos rodea.

Como ya he mencionado en alguna otra entrada, en el Laboratorio de Ecología y Evolución de la Universidad de Vigo curioseamos en los sistemas de reproducción de las plantas, explorando las consecuencias ecológicas y evolutivas que pueden tener en el contexto en el que se desarrollan.

Entre la enorme diversidad de sistemas de reproducción que exhiben las plantas (¡éstas si que dan para escribir un kamasutra!), la heterostilia ocupa un lugar especial. Lo hace, además de por haber constituido uno de los sistemas de estudio preferido de Charles Darwin, nuestro mentor científico, por su complejidad y eficiencia.

Las especies de plantas heterostilas tienen dos formas florales: en una de ellas, la estructura sexual femenina -pistilo, en color verde- se encuentra por encima de las anteras -órgano masculino, en color amarillo en la imagen. En la forma floral opuesta, brevistila, el pistilo -en color verde- se encuentra por debajo de las anteras -en color amarillo-. Lo curioso de este sistema sexual es que las alturas de las estructuras masculinas y femeninas suelen estar practicamente a la misma altura cuando se comparan flores de una población natural.

Quien a estas alturas no esté familiarizado con este mecanismo reproductivo puede visitar el post anterior y ver el vídeo en el que contamos ¿Qué es?, ¿Para qué sirve? y ¿Cómo evoluciona?

Quizás uno de los aspectos más interesantes de este sistema radica en el sorprendente ajuste que se ha producido durante la evolución de cada especie en la altura de los verticilos sexuales (i.e. cada una de los niveles en los que se encuentran los órganos masculinos y femeninos) entre los individuos de una población. De la precisión de ese ajuste van a depender muchas cosas: el éxito reproductivo de la especie, quien sea su polinizador óptimo, la posibilidad de hibridación entre especies próximas y muchas otras interesantes cuestiones. Pero antes de nada, es necesario poder cuantificar ese grado de ajuste entre las flores de una población.

Enfrentar estos problemas metodológicos implica buscar soluciones prácticas. Para facilitar su estudio, en el laboratorio de Ecología y Evolución de la Universidad de Vigo hemos desarrollado una macro de Excel que facilita enormemente el cálculo del índice de reciprocidad, o … dicho de otro modo, para que se entienda: hemos desarrollado una herramienta para calcular el ajuste que existe entre órganos sexuales masculinos y femeninos. Nosotros la utilizamos con plantas….

En este divertido vídeo podéis ver, de la mano de un conocido científico, algunas de las posibilidades que se abren al poder cuantificar de manera numérica ese grado de precisión entre verticilos sexuales.

Caracterización de la reciprocidad en plantas heterostilas from Divulgare on Vimeo.