Es de conocimiento común que, a través del proceso de selección natural, los organismos se adaptan a sus entornos. Pero, ¿qué sucede cuando no hay barreras para el flujo de genes y los organismos flotan libremente entre condiciones ambientales extremadamente variables?
Un nuevo estudio realizado por investigadores de UConn busca descubrir algunas de las innumerables presiones que impulsan la adaptación en pequeños animales marinos ampliamente dispersos llamados copépodos, pequeños crustáceos que se encuentran en casi todos los hábitats de agua dulce y salada, para comprender cómo estos animales pueden hacer frentecon un clima cada vez más cálido.
"A menudo asumimos que las especies se adaptan en patrones bastante predecibles", dice Matthew Sasaki, un estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias Marinas de la UConn, que se encuentra en el laboratorio del profesor Hans Dam. "Sin embargo, lo que sabemos sobre estos patrones esprincipalmente de animales que viven en tierra en lugar de animales que viven en las corrientes oceánicas "
Rango de muestra de copépodos estudiados. Matthew Sasaki / Ilustración presentada
Según lo que sabemos sobre los organismos en la tierra, la expectativa es que las poblaciones de copépodos en ambientes más cálidos, como Florida, serían más resistentes a temperaturas más altas, mientras que las poblaciones en ambientes más fríos como Canadá tendrían una tolerancia térmica más baja.
Para probar si esta hipótesis era cierta en el medio marino, los investigadores recolectaron copépodos de sitios que abarcaban más de 20 grados de latitud, desde el norte de New Brunswick, Canadá hasta los Cayos de Florida.
Sasaki tomó muestras de información genética de los organismos a medida que se recolectaban para analizar qué tan conectadas estaban las poblaciones. También llevó los copépodos vivos al laboratorio para criarlos en condiciones controladas para probar la tolerancia térmica.
Los hallazgos no mostraron mucha adaptación genética local. "A pesar del hecho de que las ubicaciones de las muestras están a miles de millas de distancia, y cabría esperar adaptaciones locales, eso no es lo que vimos en la mayoría de los casos", dice Dam.
En la mayor parte del rango muestreado, no hubo diferencias reales en la tolerancia térmica entre las poblaciones, incluso cuando las poblaciones estaban separadas por más de 1,000 kilómetros.
Pero, otra forma en que los organismos pueden hacer frente al cambio ambiental es la plasticidad fenotípica, que es la capacidad de los organismos para responder sin cambios genéticos. Los investigadores demostraron que la plasticidad es extremadamente importante en los copépodos.
Algunas poblaciones en aguas más frías tenían mayor plasticidad, una mejor capacidad para responder al cambio ambiental, que algunas poblaciones en las aguas más cálidas.
Los investigadores escriben que esta plasticidad puede reducir la vulnerabilidad a los cambios extremos de temperatura, como los observados con olas de calor, pero solo hasta cierto punto. A medida que aumenta la temperatura general del océano, también aumenta la probabilidad de eventos climáticos extremos como las olas de calor, lo que puede empujar a los marinosecosistemas a sus límites.
Afortunadamente, esta investigación sugiere que la amplia distribución de la plasticidad térmica y el flujo de genes significa que la adaptación térmica puede ocurrir relativamente rápido, reduciendo la vulnerabilidad de los organismos al calentamiento.
Pequeño, pero poderoso
Aunque pequeños, los copépodos son los animales más abundantes en el océano y quizás en el planeta, dice Dam, y juegan un papel vital en la red alimentaria marina y el ciclo de nutrientes dentro del ecosistema.
Los copépodos comen fitoplancton, que son organismos unicelulares extremadamente pequeños en la base de la red alimentaria. Para que la energía contenida en el fitoplancton pase por la cadena alimentaria a animales más grandes como peces o ballenas, debe pasara través de copépodos.
Más allá del papel que juegan los copépodos en la red alimentaria, Sasaki dice que también son un componente vital del ciclo del carbono del océano. Con los gránulos fecales en forma de torpedo, el carbono contenido en sus excrementos puede hundirse a grandes profundidades dentro del medio marinodonde permanece secuestrado y fuera de la atmósfera durante largos períodos de tiempo.
Dado el papel vital de los copépodos en la salud general del océano, los cambios significativos en el tamaño de la población tendrán ramificaciones.
"En virtud de sus números absolutos, es probable que tengan grandes efectos en la transferencia de carbono desde los niveles superiores del océano, así como en la eliminación de carbono de las aguas superficiales y el transporte al océano profundo", dice Dam.
Pero, los cambios climáticos también pueden ser favorables en algunos casos. "Todo depende de dónde se encuentre una población en particular y si o qué tan bien se adaptan localmente", dice Dam.
"En entornos terrestres, existen límites geográficos entre las poblaciones, mientras que en el océano hay una mezcla e intercambio constantes. La belleza de este documento es que muestra evidencia de cómo ese intercambio limita la capacidad de las poblaciones para adaptarse localmente".
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Materiales proporcionado por Universidad de Connecticut . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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