El estudio de lagartos revelan las fuerzas que moldean la biodiversidad

Por Chris Sasaki. marzo 20, 2023

Los lagartos Anolis son endémicos de América. En la foto Anolis marcanoi 
Fuente: Pedro Genaro Rodriguez, INaturalist

"Si eliges un lugar en, digamos, una selva tropical, y cuentas la cantidad de diferentes especies de lagartos dentro de 15 metros y obtienes un número", dice Luke Mahler, "¿Qué determina ese número?"

Mahler es profesor asistente en el departamento de ecología y biología evolutiva de la Universidad de Toronto en la Facultad de Artes y Ciencias. Estudia cómo la interacción de las fuerzas ecológicas y evolutivas a lo largo del tiempo y el espacio da como resultado la biodiversidad que vemos en diferentes hábitats. Lo hace principalmente mediante el estudio de los lagartos Anolis, pequeños reptiles que habitan en los árboles en las regiones tropicales de las Américas.

¿Qué determina el número de especies diferentes en las comunidades locales de animales? La pregunta es un problema ecológico de larga data para el cual no ha habido consenso.

“¿Se debe a procesos locales como la competencia por la comida o el territorio?” pregunta Mahler. “¿O es el resultado de procesos regionales más amplios como la generación de nuevas especies por evolución?”

Una hipótesis sugiere que la fuerza determinante es la competencia local. En otras palabras, si una comunidad local, por ejemplo, un trozo particular de bosque en una isla tropical, está "lleno" con varias especies, entonces las especies adicionales no podrían persistir porque todos los nichos ecológicos ya están ocupados.

Pero según otra hipótesis, la diversidad de especies en tal área no está limitada por un número preexistente de nichos. En cambio, el factor más importante que determina el número de especies en una comunidad local es la diversidad de la región más amplia.

“En una isla con un pequeño número total de especies, las comunidades locales deberían tener solo un pequeño número de especies”, explica Mahler. “Pero en una isla que tiene muchas especies, deberías ver muchas especies en las comunidades locales. En otras palabras, la diversidad local es esencialmente un reflejo de una diversidad más amplia, y los procesos ecológicos clásicos como la competencia importan muy poco.

“Si la diversidad regional determina lo que ves en un sitio local, entonces esa diversidad local está determinada en última instancia por los procesos evolutivos a gran escala que crearon la diversidad regional”.

Para responder a la pregunta de lo local frente a lo regional, Mahler y sus colegas estudiaron a los anolis en las islas caribeñas de Jamaica y La Española. Lo que los investigadores encontraron fue evidencia de una tercera opción inesperada, una que requería unir elementos de las hipótesis "local" y "regional".

Descubrieron que la diversidad de especies en las comunidades locales parece estar determinada por los procesos ecológicos locales que limitan la diversidad de especies, pero solo si las fuerzas evolutivas regionales ya han producido los tipos de especies que pueden monopolizar los recursos ecológicos locales. Por ejemplo, la rica diversidad evolutiva de especies en Hispaniola, una isla grande y antigua, ha “alimentado” una gran cantidad de especies especializadas en las comunidades locales en las elevaciones más altas de esa isla.

¿Por qué? La diversidad de Hispaniola, que se deriva de la evolución durante millones de años en un área muy grande y compleja, ha llevado a especies únicas de anolis que existen solo en las tierras altas. Estas especies han llenado todos los nichos ecológicos disponibles, impidiendo que más especies se unan a las comunidades locales allí.

En contraste, Jamaica tiene un área más pequeña, especialmente en las tierras altas. Y aunque muchas especies de anolis han evolucionado en la isla, la relativa falta de espacio en las tierras altas no ha permitido la evolución de nuevas especies especialistas en las tierras altas como lo ha hecho en Hispaniola. De hecho, solo hay un anolis de tierras altas distinto en Jamaica.

Anolis verde. 
Foto de Luke Mahler

Dicho de otra manera: la diversidad local está determinada por las fuerzas regionales y locales, pero de diferentes maneras. Las fuerzas regionales producen un conjunto diverso de especies, que luego compiten entre sí, estableciendo límites locales a la diversidad en cualquier lugar dado. Pero si una región carece de “oportunidad evolutiva” porque es demasiado pequeña o demasiado joven, no logra producir un conjunto diverso de especies y nunca se alcanzan los límites locales.

Mahler y sus colegas describieron estos hallazgos en su estudio, publicado recientemente en la revista Ecology Letters. Los coautores incluyeron a Luke Frishkoff, quien comenzó a trabajar en la investigación como investigador postdoctoral en el laboratorio de Mahler y ahora es profesor asistente en la Universidad de Texas en Arlington, y Gavia Lertzman-Lepofsky, candidata a doctorado actualmente en el laboratorio de Mahler. 

Se eligieron los “laboratorios” en los que Mahler y sus colegas realizaron su investigación, Jamaica y La Española, porque son similares en muchos aspectos. Están situados en la misma latitud, tienen una topografía coincidente y tienen hábitats forestales similares.

Cada verano, desde 2016 hasta 2018, los investigadores contaron el número de especies de anolis en docenas de parcelas de 30 metros de diámetro en ambas islas desde el nivel del mar hasta una altitud de aproximadamente 2000 metros.

“Las faunas de anolis de Jamaica y La Española brindan una rica oportunidad de comparación porque representan un experimento natural”, dice Mahler. “Y lo que encontramos es que los procesos locales sí importan. Pero son tan importantes que son las oportunidades regionales de diversificación las que determinan su fortaleza”.

“Sin embargo, esta es una comparación única, aunque ilustrativa. Determinar la generalidad del modelo de oportunidad evolutiva que proponemos aquí espera pruebas adicionales”.

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Basado en artículo de la Universidad de Toronto.

Más información:  Luke Owen Frishkoff et al, Evolutionary opportunity and the limits of community similarity in replicate radiations of island lizards, Ecology Letters (2022). DOI: 10.1111/ele.14098