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Evolución

Cómo llegaron las serpientes al archipiélago de Galápagos

Científicos brasileños y ecuatorianos identifican las rutas que usaron los reptiles para colonizar las islas y hallan tres nuevas especies

Pseudalsophis dorsalis en la isla de Santa Fe

Miguel T. Rodrigues/ USP

En noviembre de 2016, la emisora británica BBC One exhibió una persecución espectacular: decenas de serpientes corredoras de la especie Pseudalsophis occidentalis salían de hendiduras de rocas y trataban de morder a una iguana en la playa de Fernandina, una de las islas del archipiélago de Galápagos, a mil kilómetros (km) de la costa de Ecuador. Al ser más veloz que las serpientes, la iguana escaló las rocas y logró escaparse. Premiado en mayo de 2017 en el British Academy Television Awards (Bafta TV), ese video de 2 minutos y 17 segundos expuso la lucha por la supervivencia y los hábitos de un grupo poco estudiado de vertebrados de esas islas, las serpientes.

Biólogos brasileños y ecuatorianos vieron escenas como esa mientras recolectaban allí serpientes en el archipiélago, un territorio de Ecuador con 13 islas mayores, seis menores y decenas de islotes y rocas, que ocupan 8 mil km2. Mediante análisis morfológicos (estudios de la apariencia externa, huesos y órganos) y moleculares (del material genético) de las muestras de serpientes de las islas, los investigadores construyeron las rutas de colonización e identificaron tres nuevas especies. Las nueve especies reconocidas pertenecen al género Pseudalsophis. Tienen entre 35 y 85 centímetros (cm) de largo y algunas viven únicamente en islas específicas del archipiélago.

El antepasado de las nueve especies no existe más, de acuerdo con ese trabajo, publicado en agosto en la revista científica Systematics and Biodiversity. P. hoodensis, con 50 cm de cuerpo, habría sido la primera especie derivada del hipotético ancestro y, a partir de ella, se originaron las demás especies, en un proceso conocido como especiación. Los ancestros de P. hoodensis deben haber llegado a las islas hoy sumergidas del archipiélago de Galápagos hace alrededor de 7 millones de años, según concluyeron los investigadores. Esta conclusión es coherente con la idea de que podría haber existido una Protogalápagos, propuesta por oceanógrafos y geólogos de Estados Unidos en 1994 en la revista científica Nature.

Los ancestros de P. hoodensis habrían salido de la costa de Ecuador –donde todavía vive su especie hermana, P. elegans, y donde habría vivido el ancestro común del grupo– y llegado a las Galápagos sobre trozos de raíces y madera desprendidos de los bordes de la costa, según ese estudio. P. hoodenis habita solamente la isla Española, la más antigua del actual conjunto de islas, y en los islotes adyacentes. “La separación de P. hoodensis se dio hace 4,5 millones de años, iniciando un proceso de especiación que resultó en la colonización de las demás islas por las otras especies del archipiélago”, afirma el biólogo Hussam Zaher, docente del Museo de Zoología de la Universidad de São Paulo (MZ-USP), quien coordinó la expedición.

Un homenaje a Darwin
El archipiélago de Galápagos alberga muchas especies de animales exclusivas: de las estimadas 5 mil que habitan las islas, cerca de 2 mil –aves, tortugas, reptiles y otros grupos– solo viven allí. Este territorio se hizo famoso por haber servido de base para la formulación del principio de la selección natural y la teoría de la evolución, propuestos en 1859 por el naturalista inglés Charles Darwin (1809-1882). Este empezó a pensar que una especie podría originar a otras después de ver que el formato del cuerpo de las tortugas y aves era diferente en cada isla, que él había visitado en 1835 como parte de su viaje por el mundo a bordo del HMS Beagle. “Darwin relató la existencia una serpiente verde en la isla de Floreana”, comenta Zaher, “pero no encontramos ninguna allá. Han de haberse extinguido”. Las serpientes comen aves, iguanas, lagartos menores, insectos y peces y son presas de los halcones.

De las tres especies nuevas de Galápagos, una recibió el nombre de P. darwini en homenaje a Darwin. Tiene alrededor de 40 cm de largo y vive en el islote de Tortuga y en las islas mayores de Isabela y Fernandina. A la otra, exclusiva de la isla de Santiago y de los islotes adyacentes, la llamaron P. hephaestus para recordar a Hefesto, el dios griego del fuego, asociado al origen volcánico del archipiélago. La tercera es P. thomasi, que vive en la isla de Santiago y su nombre es un homenaje al biólogo estadounidense Robert Thomas. Profesor de la Universidad Loyola, en Estados Unidos, Thomas elaboró la clasificación de las serpientes del archipiélago adoptada durante 20 años.

En un artículo de 1997 en la Herpetological Natural History, Thomas reclasificó a las entonces cuatro especies y subespecies ya identificadas de serpientes de las Galápagos en tres géneros taxonómicos distintos, de los cuales dos se encuentran también en las islas del Caribe. “Mis estudios sobre las serpientes de Galápagos se realizaron con datos de la mayoría de los especímenes de museos de todo el mundo. Todo era morfológico”, remarca Thomas.

Dos años después, en el Bulletin of the American Museum of Natural History, Zaher propuso que las especies formaría un linaje único, marcando más el parentesco con la especie P. elegans de la costa oeste del continente sudamericano que con los linajes del Caribe. Su estudio se basó en el análisis da la variación del hemipene, el órgano reproductor masculino, generalmente localizado dentro de la cola, de dos especies de serpientes del archipiélago y de especies que representan los linajes sudamericanos. Años después, los estudios moleculares de su grupo confirmaron las conclusiones.

En 2009, en la revista científica Papéis Avulsos de Zoologia, Zaher y el biólogo Felipe Grazziotin, investigador del Instituto Butantan, presentaron una clasificación que reflejaba mejor esos resultados, integrando en un único género, que recibió el nombre de Pseudalsophis, a las especies de las Galápagos, hasta entonces consideradas como subespecies por Thomas, y a la especie P. elegans del continente. Esta propuesta tuvo aceptación entre los demás expertos.

En el análisis molecular de las muestras recogidas durante el viaje a Galápagos, Grazziotin verificó que las especies del archipiélago mostraban parentesco con la especie hermana de la costa de Ecuador y, por ende, habrían llegado provenientes del continente. Esta conclusión reforzó la hipótesis de los brasileños y apartó la propuesta de que algunas especies podrían haber venido también de las Antillas.

Por creer que tres linajes distintos habían colonizado el archipiélago, Thomas había incluido a las serpientes de Galápagos en los géneros Philodryas, Antillophis y Alsophis. El género Philodryas abarca especies agresivas, lo que podría indicar que las del archipiélago también podrían serlo. Sin embargo, los investigadores observaron que las serpientes eran agresivas solamente con los animales que pretendían comerse, como las iguanas. “No sabíamos si las especies de las Galápagos podrían ser agresivas o ponzoñosas, tal como algunas serpientes del género Philodryas en Brasil, pero ninguna intentó mordernos”, afirmó Grazziotin, quien participó de la expedición como estudiante de doctorado orientado por Zaher. “Lo máximo que hacían era defecar, que es un comportamiento de defensa común en serpientes de esa familia”.

La especie del continente –P. elegans– y las especies más antiguas de Galápagos –P. hoodensis y P. biserialis– miden en promedio 60 cm de largo. De acuerdo con Zaher, ese estándar morfológico ancestral ha evolucionado en el archipiélago, formando dos linajes distintos, de las insulares grandes y las insulares pequeñas. Los dos linajes siguieron hacia la dirección este-oeste, cohabitando las islas mayores (Santiago, Santa Cruz, Fernandina e Isabela). Según él, las insulares grandes, con 75 cm de largo, iniciaron la colonización de las islas hace 3,3 millones de años, mientras que las pequeñas, con 25 cm de largo, empezaron a ocupar las islas más nuevas a partir de 2,2 millones de años atrás.

Curiosamente, señala Grazziotin, las serpientes mayores y menores –una de cada especie– pueden vivir solas en algunas islas o compartir el espacio entre ellas, pero nunca con las más antiguas, de porte mediano. “La convivencia entre grandes y pequeñas evita la disputa por el alimento”, afirma Zaher. “Las más grandes viven sobre rocas y se alimentan de lagartos de lava adultos, iguanas jóvenes y aves, mientras que las más pequeñas pueden aprovecharse de ambientes más restringidos, como las hendiduras de las rocas, y se alimentan de lagartijas e insectos”.

Miguel T. Rodrigues/ USP La isla de Fernandina, la más joven de las islas del archipiélago de GalápagosMiguel T. Rodrigues/ USP

El viaje
La expedición a las Galápagos se concretó en junio de 2008. Después del viaje, empezó un trabajo de descripción de las especies y de análisis genético de las muestras del material recolectado, lo que generó una masa de informaciones de llevó muchos años para ser interpretada. Cuatro brasileños –Zaher y Grazziotin, Miguel Rodrigues y Luciana Lobo, ambos también de la USP– y cuatro ecuatorianos –Yanes Muñoz, Altamirano Benavides, Cruz Marques y el guardaparques, Simón Villamar– pasaron dos semanas en el mar, a bordo del pesquero Queen Mabel, compartiendo el espacio con cuatro tripulantes. Excepto en las raras noches que pasaban en los hoteles de las ciudades de las islas mayores, salían del barco tan solo para recolectar serpientes a las primeras horas de la mañana o a fin de tarde.

Los investigadores recorrieron 14 islas y los islotes adyacentes, muchas de ellas de acceso liberado únicamente para investigadores, donde recolectaron 149 ejemplares, de los cuales soltaron 47 luego de la retirada de escamas y guardaron los demás para análisis detallados en laboratorio. El más común (44 ejemplares del total) era P. occidentalis, de la isla Fernandina.

El archipiélago de Galápagos alberga alrededor de 25 mil personas, de las cuales 18 mil viven en la ciudad de Puerto Ayora, en la isla de Santa Cruz. La contaminación, sobre todo con restos de envases plásticos, es una preocupación de las autoridades locales, por los posibles efectos sobre la vida salvaje. “A causa de la acumulación de basura”, sostuvo Zaher, “algunas islas están muy degradadas”.

Proyecto
Origen y evolución de las serpientes y su diversificación en la región neotropical: Un abordaje multidisciplinario (nº 2011/50206-9); Modalidad Proyecto Temático; Programa Biota FAPESP; Investigador responsable Hussam El Dine Zaher (USP); Inversión R$ 4.921.754,91.

Artículos científicos
ZAHER, H. et al. Origin and hidden diversity within the poorly known Galápagos snake radiation (Serpentes: Dipsadidae). Systematics and Biodiversity. on-line. 22 ago. 2018.
THOMAS, R. Galápagos terrestrial snakes: biogeography and systematicsHerpetological Natural History. v. 5, n. 1, p. 19-40. 1979.
ZAHER, H. Hemipenial morphology of the South American xenodontine snakes, with a proposal for a monophyletic Xenodontinae and a reappraisal of colubroid hemipenesBulletin of the American Museum of Natural History. v. 240, p. 1–168. 1999.
ZAHER, Hussam et alMolecular phylogeny of advanced snakes (Serpentes, Caenophidia) with an emphasis on South American Xenodontines: a revised classification and descriptions of new taxa. Papéis Avulsos de Zoologia. v. 49, n. 11, p.115-3. 2009.
CHRISTIE, D. M. et alDrowned islands downstream from the Galapagos hotspot imply extended speciation timesNature. v. 355, p. 246-8. 16 jan. 1992.

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