El lago Tanganica en África es un verdadero foco de diversidad de organismos. Aproximadamente 240 especies de peces cíclidos han evolucionado en este lago en menos de 10 millones de años. Un equipo de investigación de la Universidad de Basilea ha investigado este fenómeno de "especiación explosiva" yproporciona nuevos conocimientos sobre los orígenes de la diversidad biológica, como informan en la revista Naturaleza .
La diversidad de la vida en la Tierra ha sido moldeada por dos procesos antagónicos: fases de extinciones masivas y episodios caracterizados por la rápida evolución de una multitud de nuevas especies. Estos estallidos de diversidad de organismos, también conocidos como "radiaciones adaptativas", son responsablespara una parte sustancial de las especies biológicas de nuestro planeta.
Por ejemplo, la mayoría de los phyla animales que existen hoy en día evolucionaron a lo largo de la radiación cámbrica hace unos 540 millones de años también conocida como explosión cámbrica. Qué desencadenó estas radiaciones adaptativas masivas y cómo se desarrolla en detalle el proceso de especiación explosiva, ha sido en gran parte desconocido hasta ahora.
Diferentes etapas de radiación adaptativa
Los peces cíclidos de los Grandes Lagos africanos Victoria, Malawi y Tanganica se encuentran entre los ejemplos más impresionantes de "radiación adaptativa". Utilizando los peces cíclidos del lago Tanganica como sistema modelo, un equipo de científicos encabezado por el profesor Walter Salzburger delLa Universidad de Basilea ahora ha investigado en detalle el fenómeno de la radiación adaptativa. En extensas expediciones de campo a Burundi, Tanzania y Zambia, recolectaron especímenes de prácticamente todas las aproximadamente 240 especies de peces cíclidos que se encuentran en el lago Tanganica.
A partir de este material, compilaron un conjunto de datos completo que cubre información sobre morfología, ecología y genética. Por ejemplo, el equipo analizó la forma del cuerpo y la morfología de la mandíbula de todas las especies mediante imágenes de rayos X y tomografía computarizada de alta resolución. Los zoólogosestaban particularmente interesados en la estructura tridimensional de la mandíbula faríngea. Este segundo conjunto de mandíbulas está situado en la faringe de los peces cíclidos y se utiliza para masticar alimentos, lo que permite que los peces se especialicen en nichos nutricionales muy específicos.
Dado que la adaptación a diferentes entornos es un componente central de la radiación adaptativa, los investigadores también cuantificaron el "nicho ecológico" utilizado por cada especie. En colaboración con el Instituto Botánico de la Universidad de Basilea, midieron la composición de isótopos estables de carbono y nitrógenoen el tejido muscular de los peces. Estas mediciones permiten determinar en qué hábitat vivían los peces y qué recursos alimenticios utilizaban. Además, el equipo secuenció dos genomas completos para todas y cada una de las especies de cíclidos del lago Tanganica. Con base en esta información molecular,pudieron reconstruir la filogenia completa de los cíclidos en ese lago.
Según sus análisis, los científicos pudieron demostrar que la evolución de los peces cíclidos en el lago Tanganica no fue un proceso gradual, sino que ocurrió en tres etapas discretas similares a pulsos de rápida evolución morfológica.
"Cada una de estas etapas se caracterizó por la especialización en un aspecto diferente del hábitat proporcionado por el lago", dice la autora principal, la Dra. Fabrizia Ronco. El primer pulso involucró la diversificación en la forma del cuerpo seguido de un pulso en la morfología de la boca y un últimopulso en forma de mandíbula faríngea. Especialmente la mandíbula faríngea ha jugado un papel clave en la radiación, ya que su rápida evolución morfológica coincidió con un elevado número de eventos de especiación.
Información sobre la evolución de la diversidad de organismos
A través del análisis de los aproximadamente 600 genomas recién secuenciados, los investigadores de Basilea demostraron que los linajes de cíclidos de Tanganyikan más ricos en especies y ecológica y morfológicamente diversos contienen especies que son genéticamente más diversas. "Si un nivel elevado de diversidad genética es un problema.La característica general de linajes muy diversos, o si este patrón es exclusivo de los cíclidos del lago Tanganica, aún se desconoce ", dice Salzburger.
Al estudiar radiaciones adaptativas excepcionalmente ricas en especies, como los cíclidos africanos, los científicos pueden aprender más sobre cómo surge la biodiversidad y qué factores están asociados con ella. Los hallazgos actuales de los zoólogos de la Universidad de Basilea ofrecen nuevas rutas a estas preguntas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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