Adaptación en peligro

Las plantas están evolucionando constantemente en respuesta a cambios en su entorno, pero una nueva investigación sugiere que algunas especies pueden estar adaptándose en la dirección equivocada.

Un estudio de la Universidad de Michigan encontró que las gloria de la mañana experimentaron una disminución del 96% en su tasa de adaptación en solo nueve años, no porque carecieran de diversidad genética, sino porque las presiones evolutivas competitivas pueden estar limitando su capacidad de responder al cambio climático.

Los hallazgos resaltan cómo los cambios ambientales impulsados por los humanos pueden crear desafíos inesperados para las plantas y los ecosistemas.

Cuando las estrategias de supervivencia compiten

A medida que aumentan las temperaturas y cambian los patrones climáticos, las plantas a menudo necesitan ajustar rasgos como el tiempo de floración para sobrevivir en nuevas condiciones. Sin embargo, las gloria de la mañana parecen enfrentar otra fuerte presión: atraer polinizadores cada vez más escasos. Los investigadores encontraron que los rasgos que ayudan a las plantas a atraer polinizadores pueden interferir con rasgos que les permiten responder a los cambios climáticos. Las flores más grandes pueden mejorar las posibilidades de atraer insectos, mientras que la floración temprana puede ayudar a las plantas a adaptarse a temperaturas más cálidas y a patrones de lluvia cambiantes. Con el tiempo, estas características se volvieron más estrechamente conectadas en las poblaciones de gloria de la mañana. Como resultado, la selección natural favoreció cada vez más a las flores más grandes, reduciendo potencialmente la capacidad de las plantas para ajustar los patrones de floración en respuesta a las presiones climáticas.

La diversidad genética no fue el problema

Uno de los hallazgos más sorprendentes fue que las plantas aún tenían mucha variación genética disponible para la evolución. A menudo se espera que las especies con alta diversidad genética tengan una mayor capacidad de adaptación porque poseen más rasgos potenciales en los que puede actuar la selección natural. Sin embargo, las gloria de la mañana en este estudio no estaban limitadas por falta de "recursos" evolutivos. En cambio, los investigadores sugieren que las plantas se fueron restringiendo cada vez más por la relación entre diferentes rasgos. Cuando una característica influye en la evolución de otra, puede limitar las posibles direcciones que puede tomar una población. Los resultados del estudio sugieren que las gloria de la mañana aún tenían la capacidad de evolucionar, pero las presiones ambientales las estaban empujando hacia rasgos que podrían no ser los más útiles para hacer frente a un clima cambiante.

Los impactos humanos remodelan la evolución

La investigación fue liderada por Sasha Bishop, recién graduada de doctorado, en colaboración con John Stinchcombe de la Universidad de Toronto y Regina Baucom del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Michigan. El equipo estudió las gloria de la mañana como parte de una investigación más amplia sobre cómo la actividad humana está cambiando los caminos evolutivos de las especies silvestres. El cambio climático es solo un desafío que enfrentan las plantas. La pérdida de hábitat causada por el desarrollo, la agricultura intensiva y el uso generalizado de pesticidas también han contribuido a la disminución de las poblaciones de polinizadores en todo el mundo. Durante mucho tiempo, los científicos han predicho que algunas especies podrían evolucionar rápidamente en respuesta a cambios ambientales. Sin embargo, las observaciones de la naturaleza muestran cada vez más que muchas poblaciones están disminuyendo o volviéndose genéticamente menos diversas en lugar de adaptarse lo suficientemente rápido.

Midiendo el cambio evolutivo

Para comprender cómo estaban cambiando las gloria de la mañana, los investigadores recolectaron semillas de poblaciones silvestres en dos momentos diferentes, separados por nueve años. Crecieron las plantas en condiciones controladas y midieron varias características vinculadas a la adaptación climática y la atracción de polinizadores. Estas incluyeron el momento de la primera floración, el tamaño de la flor, los niveles de azúcar en el néctar y la distancia entre las estructuras productoras de polen y las partes de la flor que reciben el polen. Luego, los investigadores calcularon la tasa de adaptación de las plantas utilizando un método estadístico llamado R, que considera cómo múltiples rasgos se influyen mutuamente en lugar de analizarlos por separado. Este enfoque ayudó a revelar si los cambios en un rasgo estaban limitando los cambios en otro.

Una dramática disminución en la adaptación

El análisis mostró que las poblaciones de gloria de la mañana experimentaron una importante desaceleración en el cambio evolutivo. En la población anterior, los investigadores estimaron que la adaptación ocurrió aproximadamente al 76% de la tasa esperada cuando no se consideraban las relaciones entre los rasgos. Nueve años más tarde, esta cifra había caído a aproximadamente el 9%. Los investigadores creen que la creciente conexión entre el tamaño de la flor y el momento de floración jugó un papel importante en esta disminución. El momento de floración es particularmente importante porque permite que las plantas respondan a los cambios de temperatura y de lluvia. El estudio sugiere que la disminución de las poblaciones de polinizadores puede estar influyendo en la evolución de las plantas de manera que dificulta la adaptación al clima cambiante. A medida que los ecosistemas continúan cambiando, comprender estos conflictos evolutivos ocultos puede volverse cada vez más importante para proteger la biodiversidad y los sistemas agrícolas.