Las simulaciones matemáticas en la Universidad de Utah muestran que las moscas parásitas pueden significar la extinción de los pinzones de Darwin en las Islas Galápagos, pero que los esfuerzos de control de plagas podrían salvar a las aves que ayudaron a inspirar la teoría de la evolución.
El nuevo estudio "muestra que la mosca tiene el potencial de llevar a las poblaciones de las especies más comunes del pinzón de Darwin a la extinción en varias décadas", dice el profesor de biología Dale Clayton, autor principal del estudio publicado en línea el 18 de diciembre en el Revista de Ecología Aplicada .
Pero la investigación "no es todo pesimismo", agrega. "Nuestro modelo matemático también muestra que una reducción moderada en la prevalencia de la mosca, a través de la intervención y el manejo humano, aliviaría el riesgo de extinción".
Es posible que se necesiten varios enfoques, como la introducción de avispas parasitadoras de moscas, la eliminación de polluelos de los nidos para la cría a mano, la cría de moscas estériles para aparearse con las hembras para que no puedan poner huevos en los nidos de pinzones y el uso de insecticidas, incluida la colocaciónbolas de algodón tratadas con pesticidas donde las aves pueden recogerlas para auto-fumigar sus nidos.
Las palomas fueron más importantes para la teoría de la evolución de Charles Darwin que los pinzones, en parte porque no pudo etiquetar los pinzones que recolectó en las Islas Galápagos para denotar las islas donde recolectó las aves. Sin embargo, Darwin observó cómo las diferentes especies de pinzones de Galápagos evolucionaron variando el pico ytamaños de cuerpo
"Los pinzones de Darwin son uno de los mejores ejemplos de especiación que tenemos", dice la primera autora del nuevo estudio, Jennifer Koop, quien realizó la investigación como estudiante de doctorado de la Universidad de Utah y ahora es profesora asistente de biología en la Universidad deMassachusetts Dartmouth: "Eran importantes para Darwin porque lo ayudaron a desarrollar su teoría de la evolución por selección natural".
Los pinzones de Darwin viven solo en las Islas Galápagos, frente a la costa continental de Ecuador. Los pinzones comenzaron como una especie y comenzaron a evolucionar en especies separadas hace aproximadamente 3 millones a 5 millones de años.
El nuevo estudio trató sobre pinzones de tierra medianos, Geospiza fortis , entre las más comunes de al menos 14 especies y quizás 18 especies de pinzones de Darwin. Uno de ellos, el pinzón de manglar, ya "se enfrenta a una posible extinción total porque está presente en solo dos poblaciones en una sola isla, Isabela,"Koop dice.
Clayton dice que si el nido parásito vuela Philornis downsi , "puede conducir a la extinción de una especie tan común, entonces las especies menos comunes, que tienen el mismo problema de moscas, probablemente también estén en riesgo"
Además del pinzón de tierra medio, otras especies abundantes de pinzones de Darwin son el pinzón de tierra pequeño, el pinzón de cactus y el pinzón de árbol pequeño.
El caso de las moscas y los pinzones ejemplifica cómo "los patógenos introducidos y otros parásitos representan una gran amenaza para la diversidad global", especialmente en las islas, que tienden a tener tamaños de hábitat más pequeños y menor diversidad genética, escriben los investigadores.
Matemáticamente modelando el futuro de los pinzones
El estudio se realizó en la Isla Santa Cruz en las Islas Galápagos. Se estima que 270,000 pinzones de tierra mediana viven en esa isla y quizás 500,000 viven en las Islas Galápagos, dice Clayton.
Los registros del museo indican que la mosca del nido llegó a las Islas Galápagos en la década de 1960. Primero se documentaron en nidos de pájaros allí en 1997.
El nuevo estudio se basa en cinco años de datos recopilados por Koop, Clayton y sus colegas que documentan el daño de la mosca a la reproducción de pinzones, y en el modelado o simulación matemática que usa esa y otros datos
Es más probable que los pinzones se reproduzcan con éxito y sobrevivan durante años cuando las lluvias relativamente altas conducen a un mayor suministro de alimentos. Se reproducen y sobreviven a tasas más bajas durante los años extremadamente húmedos y secos.
Para simular condiciones tan altamente variables y cómo afectan la probabilidad de que los pinzones huyan de un nido infestado de moscas y, por lo tanto, el crecimiento de la población, los investigadores utilizaron datos de cinco años: 2008, 2009, 2010, 2012 y 2013. Ejecutaron tressimulaciones: una ponderada hacia los años malos para la reproducción y la supervivencia, una ponderada hacia los años buenos y otra igualmente ponderada.
"En dos de los tres escenarios probados, nuestro modelo predijo que las poblaciones de pinzones medianos en la isla de Santa Cruz estaban disminuyendo y en riesgo de extinción en el próximo siglo", concluyeron los investigadores.
En la simulación ponderada hacia años reproductivos malos, los pinzones se extinguirían en 50 años, más o menos siete años. La simulación donde los años buenos y malos eran igualmente probables predijeron que los pinzones se extinguirían en 80 años, más o menos 15años. Solo el buen modelo reproductivo no pronostica la extinción.
Las simulaciones solo incluyeron pinzones hembras, por lo que los investigadores dicen que pueden haber subestimado el riesgo de extinción al ignorar factores como la capacidad de una hembra para encontrar pareja cuando las poblaciones son pequeñas.
¿Qué influye en el riesgo de extinción del pinzón?
Los investigadores incluyeron nueve variables o parámetros en las simulaciones, y variaron el valor de cada parámetro en más o menos un 25 por ciento para ver cuáles eran importantes para el riesgo de extinción. Solo dos jugaron un papel importante: la probabilidad de que un nido determinado estuviera infestadopor moscas y, en menor medida, la proporción de pinzones adultos que sobreviven de un año a otro según los datos de un estudio anterior en otra isla.
El papel significativo de la infestación de nidos en el riesgo de extinción tiene una ventaja para los pinzones de tierra mediana.
"A pesar de que estos tipos pueden estar extinguiéndose localmente, el modelo también muestra que si puede reducir la probabilidad de infestación, entonces alivia significativamente el riesgo de extinción", dice Koop.
Clayton agrega: "Si podemos reducir el número de nidos con las moscas, reducirá sustancialmente el riesgo de extinción".
Las simulaciones mostraron que una reducción del 40 por ciento en la infestación de nidos por moscas ampliaría el tiempo previsto de extinción en 60 años, lo que significaría más de 100 años hasta la extinción en los dos escenarios sombríos. Tiempos de extinción pronosticados de más de 100 años en ellos futuros se consideran demasiado inciertos y, por lo tanto, no se consideran predicciones válidas de extinción, dice Koop.
"Pronosticamos que ya no se extinguirán" si la intervención reduce la infestación de moscas de los nidos de pinzones en un 40 por ciento, agrega.
Además de las diversas acciones humanas posibles para combatir la infestación de moscas, Clayton dice que es posible "habrá una respuesta evolutiva rápida de las aves, y sus sistemas inmunes desarrollarán rápidamente la capacidad de combatir la mosca. Eso sucede en otrosanimales. La pregunta es, ¿tendrán estos pinzones suficiente tiempo para desarrollar defensas efectivas antes de que la mosca los extinga? Es una carrera armamentista ".
El estudio fue financiado por la National Science Foundation; Sigma Xi, la Sociedad de Investigación Científica; Institutos Nacionales de Salud; Consejo de Investigación Australiano; Centro de Cambio Global y Sostenibilidad de la Universidad de Utah y una beca Frank Chapman del Museo Americano de Historia Natural.
Koop y Clayton realizaron el estudio con Fred Adler, profesor de matemáticas y biología de la Universidad de Utah; la ex estudiante de doctorado en biología de Utah Sarah Knutie, ahora en la Universidad del Sur de Florida; y el ex becario postdoctoral de matemáticas de Utah Peter Kim, ahora en elUniversidad de Sydney, Australia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :