Los lagartos con manchas laterales en la mayoría del desierto de Mojave tienen marcas marrones y marrones que se combinan bien con su entorno desértico. Sin embargo, en el flujo de lava de Pisgah, se encuentra una población muy diferente de lagartos con manchas laterales, tan negro como elrocas en las que viven.
¿Cómo invaden los animales nuevos entornos diferentes de aquellos para los que la evolución los ha equipado con adaptaciones finamente sintonizadas? Los lagartos de colores claros en un flujo de lava deberían ser fáciles de recoger para los depredadores, entonces, ¿cómo sobrevivieron el tiempo suficiente para evolucionar con una coloración más oscura?
Una explicación ha sido que muchos de los rasgos de un animal no son fijos, pero pueden cambiar durante su vida útil. Esta "plasticidad fenotípica" permite a los animales individuales alterar su apariencia o comportamiento lo suficiente como para sobrevivir en un nuevo entorno. Eventualmente, nuevas adaptaciones promuevenla supervivencia surge en la población a través de cambios genéticos y selección natural, que actúa sobre la población a través de las generaciones. Esto se conoce como el "efecto Baldwin" después del psicólogo James Mark Baldwin, quien presentó la idea en un artículo histórico publicado en 1896.
Los científicos que estudian los lagartos con manchas laterales en el Flujo de Lava de Pisgah ahora han documentado este proceso en minucioso detalle. Mostraron cómo los lagartos individuales pueden cambiar los colores en un nuevo entorno para volverse más oscuros en la lava; identificaron genes que regulan la coloración y que difierenentre poblaciones dentro y fuera de la lava, y descubrieron que los cambios genéticos en la población adaptados al flujo de lava hacen que esos lagartos sean más oscuros que otros. Sus hallazgos, publicados el 6 de septiembre en Biología actual , puede ser el ejemplo más detallado del efecto Baldwin que ocurre en una población salvaje.
"Es una idea antigua y muy poderosa, y ahora tenemos evidencia genética de cómo sucede en la naturaleza", dijo el coautor Barry Sinervo, profesor de ecología y biología evolutiva en la Universidad de California en Santa Cruz.
Sinervo ha estado estudiando lagartijas en California durante más de 30 años. El primer autor Ammon Corl, quien obtuvo su doctorado en el laboratorio de Sinervo, ahora se encuentra en el Museo de Zoología de Vertebrados de UC Berkeley. Corl dijo que se enteró por primera vez dela población de lagartos Pisgah de una tesis de doctorado inédita de la coautora Claudia Luke, ahora en la Universidad Estatal de Sonoma.
"Claudia descubrió cuán plástica es su coloración, y probé los cambios genéticos que afectaron la coloración en la población de Pisgah", dijo Corl. "Baldwin predijo que la plasticidad permite a los organismos colonizar nuevos ambientes, y luego desarrollan nuevas adaptaciones a través de la naturalezaselección. Hasta ahora, sin embargo, hemos carecido de las herramientas genéticas para mostrar que esto está sucediendo en un entorno de campo ".
Cuando los investigadores mueven lagartijas con manchas laterales de un fondo a otro por ejemplo, de arena a roca de lava, los cambios en la coloración comienzan a aparecer dentro de una semana, y los cambios graduales en la coloración continúan durante meses después. "Parece que hayuna acumulación lenta y gradual del pigmento oscuro de melanina ", dijo Corl.
Las poblaciones de lagartijas dentro y fuera del flujo de lava tienen esta plasticidad, lo que les permite cambiar de color cuando se mueven a un nuevo entorno. Pero las dos poblaciones también tienen diferencias heredables en la pigmentación. El análisis genético reveló diferencias entre las dos poblaciones en dos genes involucradosen la regulación de la producción de melanina.
Los investigadores cruzaron lagartos de las dos poblaciones, criaron a la descendencia en un entorno común y midieron la coloración de la descendencia. Esos experimentos mostraron que las variaciones en los genes relacionados con la melanina se correlacionan con la oscuridad de las pieles de los lagartos.
El muestreo genético de lagartijas con manchas laterales que rodean el flujo de lava mostró que las variantes genéticas encontradas en la población de lava están restringidas a esa población, lo que sugiere que las variantes surgieron a través de mutaciones que ocurrieron en lagartijas que viven en la lava y se diseminaron dentro de esa población.Los estudios de modelos demográficos sugirieron que las nuevas mutaciones surgieron miles de años después del flujo de lava, hace unos 22,000 años.
"Hemos estudiado lagartos con manchas laterales por todas partes, incluso en otro flujo de lava, y estas variantes genéticas solo se encuentran en Pisgah, por lo que sabemos que allí surgieron", dijo Sinervo. "Estos son genes que rigen la coloración porcontrolando la vía de producción de melanina, pero de una manera compleja. Los lagartos Pisgah tienen la mejor combinación con el color de la lava de cualquier población, pero aún pueden volver a la arena y combinar un fondo completamente diferente ".
El rango de coloración posible para un lagarto individual es notable ". De alguna manera, es sorprendente que la selección natural aún actúe en presencia de tanta plasticidad. Todo lo que se necesita es un poco de desajuste y eso puede hacer la diferencia entrevida y muerte ", dijo Corl." Todavía hay variaciones dentro de la población, por lo que capturamos la selección natural en el proceso de actuar sobre estos genes. Ahora podemos realizar más estudios de campo y de laboratorio destinados a comprender mejor cómo se forman los rasgos de plástico.por evolución "
Además de Corl, Luke y Sinervo, los coautores del artículo incluyen a Rasmus Nielsen, Ke Bi, Akshara Sree Challa y Aaron James Stern en UC Berkeley. Este trabajo fue financiado por la Universidad de California y la National Science Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Cruz . Original escrito por Tim Stephens. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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