{"id":88840,"date":"2009-08-01T00:00:00","date_gmt":"2009-08-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2009\/08\/01\/biodiversidad-sin-fronteras\/"},"modified":"2017-01-27T13:36:42","modified_gmt":"2017-01-27T15:36:42","slug":"biodiversidad-sin-fronteras","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/biodiversidad-sin-fronteras\/","title":{"rendered":"Biodiversidad sin fronteras"},"content":{"rendered":"

\"\"Nuevas especies de seres vivos pueden surgir sin que la selecci\u00f3n natural favorezca a los m\u00e1s aptos y sin que las barreras geogr\u00e1ficas a\u00edslen poblaciones. Al menos en el mundo virtual de la simulaci\u00f3n desarrollada por el f\u00edsico Marcus de Aguiar, de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), descrita en un art\u00edculo en la edici\u00f3n del 16 de julio de la revista Nature.<\/em><\/p>\n

Aguiar, especialista en la teor\u00eda del caos, es docente del Departamento de F\u00edsica de la Materia Condensada, donde se estudian temas tales como la cristalograf\u00eda, propiedades de materiales y fen\u00f3menos \u00f3pticos. En ese contexto sorprende encontrar sobre la mesa de un investigador el libro Why evolution is true, <\/em>donde el evolucionista norteamericano Jerry Coyne brinda a los legos una defensa detallada de su \u00e1rea de estudio. El inter\u00e9s del f\u00edsico de la Unicamp naci\u00f3 durante un encuentro fortuito en el Instituto de Sistemas Complejos de Nueva Inglaterra (Necsi, su sigla en ingl\u00e9s), Estados Unidos, cuando el f\u00edsico Yaneer Bar-Yam le propuso un simple problema de aplicaci\u00f3n de modelos te\u00f3ricos en sistemas biol\u00f3gicos.<\/p>\n

Al principio result\u00f3 como resolver un rompecabezas en un momento de ocio, pero, de regreso en Campinas, Aguiar sigui\u00f3 estudiando y reflexionando sobre la evoluci\u00f3n, y propuso a sus colegas norteamericanos un test de la teor\u00eda neutra, seg\u00fan el cual, la diversidad de especies resulta de procesos aleatorios que act\u00faan sobre poblaciones similares. Fue lo que hizo, como parte de un proyecto tem\u00e1tico financiado por la FAPESP: en colaboraci\u00f3n con investigadores del Necsi y con la ayuda de su doctorando Elizabeth Baptestini, escribi\u00f3 un programa de computadora que simula la evoluci\u00f3n de una poblaci\u00f3n virtual durante el transcurso de decenas de generaciones.<\/p>\n

El enfoque permite realizar experimentos virtuales para probar diferentes par\u00e1metros en busca de las variables m\u00e1s importantes para generar diversidad biol\u00f3gica. Durante esos experimentos, los investigadores pueden variar la distancia m\u00e1xima que puede recorrer un organismo en busca de compa\u00f1ero y la extensi\u00f3n de divergencia gen\u00e9tica que torna a un par incompatible. Sondearon tambi\u00e9n la importancia de la capacidad de migraci\u00f3n, que es la distancia que recorre cada individuo para establecer residencia, como as\u00ed tambi\u00e9n, del \u00edndice de mutaci\u00f3n y la probabilidad de reproducirse de cada individuo. \u00c9ste \u00faltimo par\u00e1metro fue incluido por sugerencia de Les Kaufman, el \u00fanico bi\u00f3logo entre los autores del art\u00edculo. “Expres\u00f3 que no era realista que todos los integrantes de la poblaci\u00f3n presentaran la misma tasa reproductiva”, recuerda Aguiar. “En nuestro modelo, es posible que un organismo nunca se reproduzca y otro tenga varias cr\u00edas”.<\/p>\n

La simulaci\u00f3n parte presentando algunos miles de individuos gen\u00e9ticamente id\u00e9nticos entre s\u00ed, cuyo ADN es una serie de 125 guarismos \u2013cada uno de ellos representa un gen, y puede tener valores cero o uno. Cada organismo aparece como un punto de un color que elige aleatoriamente un par reproductivo dentro de l\u00edmites determinados por la distancia que los separa y por la semejanza gen\u00e9tica entre s\u00ed. Los par\u00e1metros del programa tambi\u00e9n determinan los \u00edndices de mutaci\u00f3n y de migraci\u00f3n, adem\u00e1s de la posibilidad de reproducirse de cada integrante de la poblaci\u00f3n. El resultado es una diversidad gen\u00e9tica que, pasadas alrededor de 300 generaciones, origina especies diferentes. “Mostramos que la especiaci\u00f3n sucede f\u00e1cilmente y no depende del aislamiento entre las poblaciones”, comenta el f\u00edsico de la Unicamp.<\/p>\n

El modelo indica que las nuevas especies pueden surgir sin barreras que impidan el movimiento de los organismos, contrariando la teor\u00eda adoptada por la mayor parte de los evolucionistas. Aguiar demostr\u00f3 que los l\u00edmites m\u00e1ximos de distancia entre compa\u00f1eros y de las diferencias gen\u00e9ticas entre ellos resultan esenciales para la especiaci\u00f3n. “Si aparece solamente uno de esos par\u00e1metros no crea diversidad suficiente”, cuenta. \u00c9l observ\u00f3 en las simulaciones un patr\u00f3n de distribuci\u00f3n y abundancia de especies similar al que prev\u00e9 la teor\u00eda neutra, postulada en 2001 por el ec\u00f3logo estadounidense Stephen Hubbell: tal como si fuese un sorteo, el azar f\u00e1cilmente destruye poblaciones peque\u00f1as y lleva a especies nacientes a la extinci\u00f3n. Pero como las nuevas especies surgen todo el tiempo, al cabo de alrededor de 700 generaciones los investigadores vieron surgir un equilibrio din\u00e1mico, donde las extinciones eran compensadas por especiaciones y la cantidad de especies se manten\u00eda m\u00e1s o menos constante.<\/p>\n

Por lo pronto, Aguiar sugiere agregar tambi\u00e9n otro modo de especiaci\u00f3n a la lista te\u00f3rica que ya incluye especiaci\u00f3n simp\u00e1trica, cuando el espacio no interfiere en el proceso; alop\u00e1trica, cuando las poblaciones se encuentran aisladas; y parap\u00e1trica, cuando las especies surgen en regiones adyacentes. “Invent\u00e9 el t\u00e9rmino ‘especiaci\u00f3n topop\u00e1trica'”, dice Aguiar, “porque la distancia entre los individuos es esencial” (en griego, topos, significa lugar). Con curiosidad por saber c\u00f3mo ser\u00e1 recibido por los bi\u00f3logos, el f\u00edsico ya super\u00f3 el primer obst\u00e1culo: durante el proceso de revisi\u00f3n en la revista Nature,<\/em> el trabajo fue analizado por tres bi\u00f3logos, quienes aceptaron publicar el art\u00edculo luego de realizarle algunos retoques.<\/p>\n

De lo virtual a lo real
\n<\/strong>La novedad del trabajo, que asegur\u00f3 su aprobaci\u00f3n, fue la realizaci\u00f3n de un puente entre lo te\u00f3rico y lo que sucede en la naturaleza. “La simple simulaci\u00f3n no hubiera sido suficiente para publicar en Nature”, explica el f\u00edsico. Aguiar fue m\u00e1s all\u00e1 de la simulaci\u00f3n comparando los resultados virtuales con datos reales de distribuci\u00f3n y abundancia de especies que otros investigadores observan en la naturaleza \u2013con \u00e1rboles de Panam\u00e1 y aves del Reino Unido. Los gr\u00e1ficos revelan relaciones muy similares entre la cantidad de especies en el espacio, aunque con la diferencia obvia en la capacidad de migraci\u00f3n entre \u00e1rboles y aves. Los autores explican: aunque sean migratorias, las aves retornan al lugar en que nacieron para reproducirse. La distribuci\u00f3n del n\u00famero de integrantes en cada especie es similar cuando se comparan los datos emp\u00edricos y los simulados: las especies con poblaci\u00f3n de tama\u00f1o medio son m\u00e1s comunes.<\/p>\n

El modelo de Aguiar sorprende por reproducir patrones de especiaci\u00f3n observados en la naturaleza aunque en una representaci\u00f3n simplificada. Todos los integrantes de la poblaci\u00f3n cuentan con la misma longevidad y el medio no presenta zonas m\u00e1s favorables que otras, por ello, la posibilidad de reproducirse no depende del genoma del organismo o de d\u00f3nde \u00e9ste se encuentre \u2013una realidad diferente de la observada por los bi\u00f3logos.<\/p>\n

“No existe organismo que no se halle limitado por su contexto ecol\u00f3gico”, afirma el evolucionista Jo\u00e3o Alexandrino, de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de Rio Claro. Aunque una rana sea abundante en una selva, ella necesita agua para vivir y reproducirse, no vive en zonas secas o en la copa de los \u00e1rboles, por ejemplo. Aparte, \u00e9l argumenta que, pese a que el ambiente virtual de la simulaci\u00f3n haya sido construido sin hitos geogr\u00e1ficos como son los r\u00edos o monta\u00f1as, existen barreras intr\u00ednsecas en los organismos: la escasa capacidad de migraci\u00f3n de los puntos de colores acaba formando poblaciones aisladas.<\/p>\n

Los puntos de vista de la f\u00edsica te\u00f3rica y de la ecolog\u00eda difieren, pero el encuentro de ideas acaba destacando c\u00f3mo el modelo computarizado puede contribuir al estudio de la evoluci\u00f3n. La coincidencia entre los resultados obtenidos por simulaci\u00f3n y algunos datos emp\u00edricos, parece revelar algo real y puede servir como punto de partida para una reflexi\u00f3n sobre qu\u00e9 es lo que determina la diversidad de especies. “Tal vez el surgimiento del patr\u00f3n de diversidad de especies observado por Aguiar sea una propiedad inherente a los sistemas biol\u00f3gicos”, especula Alexandrino. “La limitaci\u00f3n espacial restringe la cantidad de especies muy abundantes, pero la especiaci\u00f3n constante produce un gran n\u00famero de especies muy raras”, reflexiona, transfiriendo al nivel de las especies un proceso ya conocido para los genes. Parece ser que si f\u00edsicos, ec\u00f3logos y evolucionistas piensan en conjunto, de ello pueden surgir nuevas comprensiones sobre posibles or\u00edgenes de las especies.<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nDE AGUIAR, M. A. M. et al<\/em>. Global patterns of speciation and diversity<\/a>. Nature.<\/strong> v. 460, n. 7.253, p. 384-387. 16 de julio de 2009.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Las especies pueden originarse sin necesidad de aislamiento geogr\u00e1fico","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304,1169],"coauthors":[1601],"class_list":["post-88840","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es","tag-matematica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/88840","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=88840"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/88840\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=88840"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=88840"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=88840"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=88840"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}