Adaptación y cambio medioambiental

Hola a todos. Estoy aquí para hablarles sobre cómo   la adaptación, que depende del medio ambiente,  se presenta en contextos de cambio ambiental. La selección natural promueve la adaptación de  las poblaciones. Estimula a las poblaciones para   que desarrollen rasgos que permitan a los  individuos sobrevivir y reproducirse mejor. Por lo tanto, esas adaptaciones están vinculadas  al entorno en el que se desarrollaron. Podemos observar muchos organismos y, con base  en sus rasgos físicos y/o su comportamiento,   decir en qué tipo de entorno probablemente  evolucionó su población. Así que las adaptaciones   son producto de (y están inseparablemente  conectados con) el medio ambiente. Pero ¿qué pasa cuando el medio ambiente, que  forja un conjunto específico de adaptaciones,   ya no existe en esa forma? ¿Cómo responden las poblaciones?  Bueno, parece que eso ocurre con bastante  fercuencia en la Tierra. No me sorprendería   que el dicho “las cosas cambian” fuera  acuñado por primera vez por un paleontólogo. Al estudiar la historia de la vida en la Tierra,   uno se familiariza con la  tenaz persistencia del cambio. Bueno, la buena noticia es  que las fuerzas que impulsan   la selección natural no desaparecen  simplemente cuando el entorno cambia. Debido a la persistencia de la diversidad  hereditaria y a la supervivencia y la   reproducción diferencial, la selección  natural se mantiene ahí para promover   nuevas adaptaciones de acuerdo con  las nuevas condiciones ambientales. Esto significa que, cuando el entorno cambia,   la distribución de rasgos en la  población a menudo también cambiará.  Cuáles serán esos cambios depende en  última instancia de las adaptaciones   promovidas por el entorno anterior y  las presiones que presenta el nuevo. Veamos algunos ejemplos para asegurarme de  que están captando lo que estoy explicando.  Bien, en la biología evolutiva, nos  gusta discutir tres patrones de cambio   principales que se pueden observar  como resultado del cambio ambiental:  selección direccional, selección  disruptiva, y selección estabilizadora. Para cada uno de estos, te mostraré una  gráfica y te contaré una historia de   la tenacidad y resiliencia de la vida, porque cada gráfica tiene una historia. La primera de estas historias es  la de la selección direccional. El   campañol de las nieves es un mamífero  parecido a un ratón que incluso yo,   una entomóloga que definitivamente prefiere los  insectos, debo admitir que es bastante lindo. Estos roedores nacen a gran altura en los Alpes  suizos y los investigadores han observado algo   que puede parecer obvio a simple vista. Los campañoles de las nieves adultos más   grandes tienen una mayor supervivencia que los  campañoles de las nieves adultos más pequeños.  Son más difíciles de capturar, dominar y  consumir para los depredadores. Tienen mayor   tolerancia a la temperatura y, por lo general,  más reservas de grasa para un invierno largo.  Así que, históricamente, esa distribución de  campañoles de las nieves ha cambiado hacia el   extremo superior del espectro de peso adulto. Sin embargo, el cambio climático ha provocado   cambios en el entorno del campañol de  nieve. La nieve ha estado empezando a   caer cada vez más pronto en los Alpes, dando a  los campañoles menos tiempo para desarrollarse.  Si los campañoles no han alcanzado la madurez  para cuando comienza el invierno, normalmente   no pueden continuar con su ciclo de vida. Y debido a que los tamaños corporales más   grandes requieren más tiempo para desarrollarse,  hay una fuerte presión selectiva contra los   genes responsables de los tamaños corporales más  grandes a medida que el entorno se desplaza hacia   un inicio más temprano del invierno. Esto también significa que los   genes responsables de los tamaños  corporales más pequeños se favorecen. Entonces, los individuos más pequeños  de la población original probablemente   tuvieron la mayor cantidad de descendientes, y  la variación en esa descendencia probablemente   incluía algunos que eran incluso más  pequeños que en la población original.  Esto significa que, como los individuos  más pequeños en cada generación siguen   siendo favorecidos y tienen más descendencia,  la distribución de la población probablemente   continuará desplazándose hacia la izquierda  hasta llegar a un punto donde los individuos   sean demasiado pequeños para tener un buen  desempeño dadas las condiciones ambientales. Este cambio se puede representar mediante una  gráfica que muestra la selección direccional. Ahora repasemos la gráfica una vez más  para asegurarnos de que todo está claro.  Aquí en el eje x, vemos el espectro del tamaño  corporal promedio de un adulto, que va desde los   individuos más pequeños hasta los más grandes. Los rasgos se encuentran con bastante frecuencia   en un espectro tal, que algunos individuos  poseen una expresión mayor o menor y,   por lo tanto, se ven afectados de manera  diferente por los cambios ambientales.  En el eje y está el porcentaje de  los individuos de la población,   que nos permite ver proporcionalmente cómo  les va a los individuos en comparación con   los de mayor o menor tamaño. La flecha roja representa la   presión de selección, que en este caso se  impone por los factores abióticos del clima. Al observar estas gráficas,  queremos considerar quién es   menos capaz para manejar la presión impuesta. Normalmente es en el área de distribución   donde se verá la mayor diferencia entre la  población antes y después del cambio ambiental.  La flecha blanca muestra en qué dirección  está cambiando la población en conjunto. Los eventos de selección direccional son  los que favorecen un extremo mientras  excluyen a otro. Sin embargo, el cambio  en sí mismo puede ser tan diverso como   los organismos que cambian, y entonces  también se pueden obtener circunstancias   donde la selección favorece ambos extremos.  A esto se le llama selección disruptiva. Para este ejemplo, observaremos el emocionante  mundo de los escarabajos peloteros.  Algunas poblaciones del escarabajo  Onthophagus acuminatus tienen una   distribución bimodal de tamaño donde se  ve una gran cantidad de machos grandes   y una gran cantidad de machos pequeños con muy  pocos representantes de los tamaños intermedios. Los machos grandes usan su tamaño superior,  fuerza y ​​cuernos para luchar contra otros   machos por la oportunidad de aparearse. Un macho que haya elegido pareja pasará   la mayor parte de su tiempo custodiando la  entrada al nido donde ella vive, lidiando con   machos de tamaño similar que lo desafían por la  oportunidad de destituirlo y aparearse con ella. A los machos de tamaño mediano no les  va bien en este contexto. No pueden   vencer a los machos más grandes. Pero  entonces ¿por qué hay machos pequeños?,   ¿y por qué son tan abundantes en la población? Bueno, en realidad tienen un truco bajo  la manga, en lugar de intentar pelear,   renuncian a la batalla por completo  y simplemente usan su diminuto tamaño  para pasar desapercibidos. Estos machos pequeños generalmente  carecen de cuernos, por lo que   lucen similares en apariencia a las hembras y eso hace que los escarabajos machos estén   menos inclinados a involucrarse en una pelea. Y los machos pequeños evitan aún más problemas   cavando ingeniosamente una puerta trasera en la  cámara de anidación subterránea de la hembra, de   tal manera que rara vez tienen que encontrarse con  el macho grande que custodia la puerta de entrada.  Esto les da mucho tiempo para  aparearse antes de hacer su salida,   asegurando la representación de su  genética furtiva en el acervo genético. La selección disruptiva selecciona para ambos extremos del espectro   excluyendo al rasgo moderado en la distribución.  Pero también hay una forma de selección que es   lo opuesto a la selección disruptiva.  Se llama selección estabilizadora. La selección estabilizadora se observa en  circunstancias donde la selección favorece   al conjunto moderado de rasgos en una  distribución excluyendo a los extremos.  Para esta historia, volvamos una vez  más a la maravillosa clase Insecta,   donde los insectos han aprendido a hacer un hogar  en algunas de las formas más ingeniosas posibles. En el mundo de las moscas Eurosta,  o moscas formadoras de agallas,   la vida comienza cuando una mosca hembra pone un  huevo en el tallo de una planta huésped adecuada.  La larva en desarrollo induce a la planta  a formar un crecimiento esférico a su   alrededor llamado agalla, que protege el  cuerpo blando de la mosca en desarrollo   y le proporciona toda la comida que  necesita para llegar a la edad adulta,   a menos que aparezca una avispa parásita que  intente poner huevos sobre la mosca en desarrollo. Si esto sucede, la avispa en desarrollo  mata a la mosca y se apodera de su espacio   vital. Esto es más fácil de hacer con agallas  pequeñas porque la avispa tiene que clavar su   tubo delgado para poner huevos a través de la  agalla para acceder a la mosca en desarrollo. Una agalla grande forma una barrera  idónea entre la mosca y el tubo para   poner huevos de la avispa, de forma  que la avispa no puede depositarlos. De modo que esto favorece la selección  de agallas más grandes y promovería la   selección direccional si todos los demás  factores del medio ambiente fueran iguales. Pero ¿qué sucede cuando se introducen  pájaros con vista aguda? Bueno,   las agallas grandes se convierten en una comida  fácil para ellos porque sobresalen en el entorno.  Esto crea una situación donde se selecciona en  contra de las agallas pequeñas y de las grandes,   asegurando que se favorezcan  las agallas de tamaño mediano. Para recordar cómo se ve esta distribución,  me digo a mí misma que la distribución de   rasgos está siendo estabilizada  por la presión en ambos lados. El cambio ambiental puede ser bastante   diverso. Sin los increíbles poderes  adaptativos de la selección natural,   nuestro dinámico mundo sería inadecuado para la  imprevisibilidad de la vida tal como la conocemos.