Comprender los muchos factores que han influido en la configuración de la biodiversidad dentro de los ecosistemas de la Tierra puede ser desalentador. En un paso importante para ese fin, un equipo internacional de investigadores construyó una simulación por computadora que tiene en cuenta muchos de los factores fundamentales que impulsan la adaptación evolutivay extinción.
Su estudio, publicado el 20 de julio en ciencia nos acerca a conocer las complejas interacciones entre la topografía y el cambio climático, y cómo estos factores influyen en las historias evolutivas y la biodiversidad de las especies en los ecosistemas naturales.
El modelo creado por investigadores de la Universidad de Connecticut, la Universidad Federal de Goiás en Brasil y la Universidad Abierta en el Reino Unido, detalla cunas, museos y tumbas biogeográficas. Las cunas son áreas donde se forman nuevas especies; museos, áreas dondelas especies persisten; y tumbas, áreas donde se producen extinciones.
"Esperábamos poder modelar en la simulación los procesos más fundamentales que dan forma a la geografía de la vida en la Tierra", dice Robert Colwell, profesor emérito de ecología y biología evolutiva de la Universidad de Connecticut, quien dirigió la investigación conColega brasileño Thiago F. Rangel, en colaboración con Neil Edwards y Philip Holden en el Reino Unido.
Para encontrar estas respuestas, los investigadores buscaron en el continente con mayor diversidad climática y biológica de la tierra, América del Sur, para desarrollar y probar su modelo. A medida que la cordillera de los Andes comenzó a desarrollarse hace 25 millones de años, creó un paisaje variado quedaría lugar a una rica biodiversidad y al escenario perfecto para estudiar la ecología y la evolución de la biodiversidad.
"Los Andes son la cadena montañosa más larga de la Tierra, y la única transtropical. Se sientan justo al lado del Amazonas, la selva tropical y la cuenca del río más grandes del planeta. Esta es la razón por la que América del Sur tiene una biodiversidad tan exuberante", diceRangel.
Los colaboradores de The Open University construyeron un modelo del clima antiguo de Sudamérica. Combinando enfoques convencionales y estadísticos para el modelado climático, los investigadores pudieron modelar, por primera vez, el cambio climático en detalle durante cientos de milenios, lejosmás largo de lo que hubiera sido posible. El modelo abarca una escala de tiempo de 800,000 años, hasta los registros más tempranos del núcleo de hielo, y estima la temperatura y la precipitación a intervalos de 500 años durante ciclos repetidos de glaciación y descongelación en un período llamado Cuaternario tardíociclos climáticos
La especiación, o la evolución de nuevas especies a partir de especies ancestrales, es un proceso complicado por varios factores, como el cambio climático, las características geográficas y topográficas. Todos estos factores pueden conducir a la división o aislamiento de las poblaciones y al establecimientode nuevas especies. Con el tiempo, surgen nuevas especies, persisten, se expanden a nuevas áreas o se extinguen, y las razones por las cuales ocurre alguno de esos eventos no siempre son claras.
Mediante la simulación por computadora, el equipo pudo estimar la trayectoria de vida de las especies, comenzando con el origen y terminando en uno de tres puntos: cuando la especie se divide en especies hijas, cuando la especie terminó en extinción o la especie persistió.
En cada paso del tiempo de la simulación, se registró el rango geográfico, la ubicación, de cada especie. El equipo descubrió que las trayectorias fueron impulsadas por los ciclos glaciales, lo que condujo a episodios de origen y extinción causados por cambios en las especiesvaría en la compleja topografía del continente, lo que permite a los investigadores mapear cunas y tumbas de diversidad.
Sorprendentemente, el modelo fue capaz de reproducir mapas de biodiversidad que se parecen mucho a los mapas de especies actuales de aves, mamíferos y plantas, a pesar de tener en cuenta solo los procesos más fundamentales y no tener un patrón objetivo específico de biodiversidad, de acuerdo conColwell.
"La mayoría de las especies vivas en América del Sur son más antiguas que 800,000 años, pero nuestros resultados sugieren que incluso las especies antiguas se han movido de la misma manera que las especies más jóvenes, y todas contribuyen con los mismos patrones de riqueza de especies", diceColwell.
Los investigadores creen que la explicación más probable es la fuerte influencia del cambio climático durante los ciclos glaciares, ya que interactúa con la topografía del paisaje. Los cambios en la temperatura y la precipitación tendrán un profundo impacto en los rangos de especies, fragmentación, arrastre y eliminaciónrangos, independientemente de la edad de la especie.
"Nuestros resultados demuestran cuán íntimamente la evolución de la vida depende del entorno físico cambiante", dice Neil Edwards, del equipo de modelos de The Open University.
Este modelo llega en un momento crucial, uno de cambio climático sin precedentes. Si bien la simulación se basa en un período de tiempo diferente, muestra el poder dinámico del cambio climático y las formas en que da forma a la vida en la Tierra.
"El ritmo actual del cambio climático impulsado por el hombre es mucho, mucho más rápido que cualquier cosa en nuestro modelo, pero los mismos procesos están sucediendo en términos de los cambios de rango de las especies hoy", dice Colwell.
Este trabajo ha sido apoyado continuamente por el Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPq becas PQ309550 / 2015-7, PQ301799 / 2016-4 y FAPEG / INCT465610 / 2014-5. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de NívelSuperior CAPES subvención SWB134 / 2012. CNPq subvención DTI380.376 / 2017-2 y la Fundación Nacional de Investigación de Dinamarca por su apoyo al Centro de Macroecología, Evolución y Clima subvención DNRF96.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Connecticut . Original escrito por Elaina Hancock. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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