Frente a un paisaje arenoso de cercas de metal, paredes de concreto y pavimento de asfalto, los lagartos de la ciudad en Puerto Rico desarrollaron rápida y repetidamente una mejor tolerancia al calor que sus contrapartes forestales, según una nueva investigación de la Universidad de Washington en St. Louis y la Universidad deCalifornia, Los Angeles.
Los estudios que profundizan en cómo los animales se adaptan en entornos urbanos aún son relativamente raros. Pero los anolis se están convirtiendo en un sistema modelo para la investigación evolutiva urbana.
"Los lagartos urbanos están expuestos a temperaturas más altas, de acuerdo con el efecto de isla de calor urbana", dijo la bióloga Kristin Winchell, investigadora asociada postdoctoral en el laboratorio de Losos en Artes y Ciencias. "Descubrimos que pueden mantener su función a temperaturas elevadas"de aproximadamente 0.82 grados C o 1.47 F más alto en promedio en todas las poblaciones "
En una población en este estudio, los lagartos urbanos pudieron hacer sus negocios a temperaturas superiores a 40 C 104 F. Eso es mucho calor para un animal pequeño, uno que mide aproximadamente 5 centímetros de largo, sin incluir sucola.
"Una mejor tolerancia al calor puede marcar la diferencia en un hábitat urbano", dijo Winchell. "Ya sea poder mantenerse activo durante partes más largas del día o ser capaz de ocupar perchas que alcanzan temperaturas más altas, expande su nicho de espacio"
Esta respuesta térmica adaptativa es aún más interesante porque solo aquellos lagartos que crecen en la ciudad parecen ser capaces de aprovecharla, un ejemplo de selección natural que favorece la 'plasticidad' del rasgo ", dijeron los investigadores. El estudio se publicó el 9 de marzoen el diario Ecología y evolución de la naturaleza .
Una superpotencia oculta
En trabajos anteriores, Winchell demostró que los lagartos de la ciudad han desarrollado extremidades más largas y dedos de los pies más grandes con escalas especializadas. Ambos rasgos les permiten atravesar hábitats urbanos de manera más efectiva y rápida, lo que les permite escalar paredes lisas y pintadas.
En comparación con estas adaptaciones, la tolerancia térmica es un rasgo relativamente complejo. Afecta a múltiples sistemas del cuerpo e involucra potencialmente cientos de genes. Y los animales de sangre fría como estos lagartos también tienen la opción de regular la temperatura de manera conductual, por ejemplo, mediante el trasladodentro y fuera del sol, o cambiando la hora del día cuando cazan o buscan compañeros.
El socio de Winchell para este esfuerzo, Shane Campbell-Staton, profesor asistente en UCLA, es un experto en descubrir aspectos genómicos de la adaptación térmica.
"Una gran parte de esta historia es que el objetivo de la selección en las islas de calor urbanas es la plasticidad, la capacidad de un individuo de responder de manera adaptativa a su entorno", dijo Campbell-Staton. "Individuos que responden mucho, eso es, aquellos que pueden ser más tolerantes al calor cuando se crían en ciudades, se ven favorecidos por la selección natural. La principal diferencia es que la adaptación solo aparece cuando un individuo nace y se cría en un entorno urbano.
Por ejemplo, cuando el trabajo anterior de Winchell demostró que los lagartos con extremidades largas obtienen mejores resultados en las ciudades, esas personas tendrían extremidades más largas sin importar dónde se críen.
"En contraste, las diferencias en la tolerancia al calor están ocultas en un hábitat forestal y solo se muestran cuando los genes adecuados están expuestos a temperaturas cálidas", dijo Campbell-Staton. "Es como una superpotencia oculta que solo se presenta en elentorno adecuado. Recién estamos comenzando a entender cómo funciona la selección natural en este tipo de rasgo para influir en el proceso de evolución ".
Comparación de lagartos de la ciudad con lagartos del bosque
La capacidad de soportar más calor en cualquier momento, en cualquier lugar, es potencialmente un cambio de juego para Anolis cristatellus, la especie más abundante y visible en entornos urbanos de los 10 tipos de lagartos que se encuentran en todo Puerto Rico.
Winchell y su equipo estudiaron 150 lagartos de cuatro municipios de la isla, incluida la capital, San Juan. Cada uno de estos lugares formaba parte de un sitio emparejado: con un área de recolección de lagartos en la ciudad y el otro en un bosque cercano.Los investigadores también llevaron a algunos de los lagartos a un laboratorio en la Universidad de Massachusetts, Boston, donde Winchell era un estudiante graduado en ese momento.
Los científicos confiaron en un protocolo de investigación de lagarto establecido que prueba la tolerancia térmica como una medida de la capacidad de un lagarto de enderezarse después de colocarse suavemente sobre su espalda. Los investigadores elevaron la temperatura en pequeños incrementos, y la prueba terminó cuando un lagarto tomódemasiado tiempo para enderezarse por sí mismo. Después de las pruebas, un baño de agua fría ayudó a que los lagartos volvieran a las temperaturas normales.
Por separado, los investigadores también tomaron muestras de tejido de lagartos expuestos a temperaturas frías, ambientales y cálidas. Las pruebas genéticas revelaron diferentes patrones de expresión génica en los tejidos de lagartos de ciudades y bosques expuestos a diferentes temperaturas.
Aún más interesante, los investigadores descubrieron una única variante genética que difería constantemente entre la ciudad y las poblaciones forestales, una que estaba asociada con diferencias en la tolerancia térmica. Los investigadores creen que esto indica que la selección natural está seleccionando la capacidad de responder atemperaturas más altas cuando sea necesario, a lo que se refieren como un 'genotipo de alta plasticidad'
cambios rápidos y repetidos
"Una de las cosas únicas y emocionantes para mí sobre este estudio es que podemos abordar simultáneamente esta pregunta sobre la repetibilidad de la evolución en varios niveles diferentes de organización biológica", dijo Campbell-Staton.
"Comenzando a nivel de todo el organismo, vemos claramente que los lagartos urbanos pueden mantener su funcionamiento a temperaturas significativamente más altas que sus contrapartes forestales".
"Entonces, cuando observamos todos los genes que se expresan de manera diferencial, vemos una repetibilidad bastante alta en cómo esos grandes conjuntos de genes también están cambiando", dijo. "Pero si te acercas aún más, encontramosno solo un solo gen, sino lo que parece ser un solo polimorfismo que también está bajo selección en estas islas de calor urbano, lo que es fascinante ".
Al estudiar cómo los animales se adaptan a diferentes hábitats, como la vida en la ciudad, los investigadores tienen una oportunidad única de investigar rasgos que dependen del medio ambiente pero que están influenciados por la composición genética de un animal.
Esa dinámica es parte de por qué Winchell dice que es parcial a A. cristatellus, que abunda en áreas urbanas no solo en Puerto Rico, sino fuera de su área de distribución nativa en el sur de los Estados Unidos y otras partes del Caribe.
"Me gusta decir que son especies urbanófilas o amantes de la ciudad", dijo Winchell. "Hay otros términos que la gente usa, como tolerante urbano o de adaptación urbana. Pero creo que urbanófilo lo captura mejor. Están explotandoespacio de nicho novedoso que no está presente en el entorno del bosque. Pero no dependen de los humanos. Si los humanos se fueran, aún les iría bien "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Original escrito por Talia Ogliore. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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