La tolerancia a las temperaturas extremas es actualmente más lenta – Nuestro clima

Un consorcio internacional, liderado por científicos españoles de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) y la Universidad de Alcalá (UAH), ha investigado los factores ecológicos y evolutivos que explican la enorme variación en la tolerancia a temperaturas extremas que existe entre especies.

En el trabajo publicado en la revista Comunicación de la naturalezalos autores analizaron datos de climas actuales y pasados ​​junto con relaciones evolutivas para explicar los límites térmicos críticos para la supervivencia de las especies.

Los resultados del consorcio, liderado por los profesores Miguel Á. Olalla-Tárraga (URJC) e Ignacio Morales-Castilla (UAH), muestran que tanto las temperaturas experimentadas en la región donde se encuentran las distintas especies como las tasas de cambio evolutivo explican buena parte de la variación.

“Ya se había sugerido que muchas especies parecían tener más dificultades para adaptarse al calor que al frío. Nuestro trabajo muestra que la capacidad de adaptación al frío ha evolucionado dos veces más rápido que la capacidad de adaptación al calor”, explica el profesor Olalla- Tárraga.

También llama la atención que “este patrón se configura en un tiempo evolutivo muy corto y es especialmente importante en los endotermos (mamíferos y aves), mientras que los ectotermos y las plantas en general muestran más dificultades para ampliar su tolerancia al frío”, añade Morales-Castilla. .

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tolerancia al frío polar

El equipo de investigación estaba interesado en comprender por qué algunos animales y plantas pueden soportar el duro frío polar, mientras que otros están perfectamente adaptados para soportar un calor sofocante, o si la capacidad de soportar el calor o el frío afectará el futuro de las especies bajo el cambio climático.

Para dar algunos ejemplos, en los desiertos australianos, las hormigas rojas de miel (Melóforo bagoti) son capaces de permanecer activos en los días más calurosos del verano y tolerar temperaturas superiores a 50 °C.

Lo mismo sucede con las lagartijas del género Aspidosceles que viven en áreas secas y expuestas al sol en los desiertos del suroeste de los Estados Unidos.

Por el contrario, los invertebrados como los colémbolos Cryptopygus antarcticus sobreviven al frío extremo, alcanzando puntos de sobreenfriamiento cercanos a los -30°C para soportar las duras condiciones impuestas por el invierno antártico. En este sentido, la tolerancia fisiológica de los seres vivos al calor y al frío determina en qué lugares del planeta pueden habitar o qué estaciones son más propicias para realizar sus actividades.

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Los resultados se basan en la mayor base de datos de tolerancia térmica

Para completar esta investigación, los profesores Olalla-Tárraga y Morales-Castilla recibieron financiación del Centro Alemán para la Biodiversidad Integrativa (iDiv) y coordinaron un grupo de reconocidos ecólogos, fisiólogos y biólogos evolutivos. El primer paso de este consorcio internacional fue ensamblar la mayor base de datos de tolerancias térmicas de todo tipo de organismos hasta la fecha (base de datos GlobTherm).

“Me llevó más de un año recopilar datos de más de 2.000 especies, desde algas multicelulares e invertebrados marinos hasta mamíferos terrestres y aves, y lo más complejo fue unificar y sintetizar trabajos científicos publicados durante décadas con métodos y enfoques muy diferentes. “dice el Dr. Joanne Bennett, contratada por iDiv para completar este proyecto y autora principal de GlobTherm y del presente estudio.

“Es natural que las especies que viven en áreas muy cálidas tiendan a ser más tolerantes al calor, pero con el aumento de las temperaturas debido al cambio climático, ¿las especies individuales podrán seguir adaptándose al calor indefinidamente?”.pregunta dr Bennett.

Según los resultados de este trabajo, este no parece ser el caso. “Nuestra investigación ha demostrado la existencia de barreras fisiológicas que dificultarán la supervivencia de muchas especies que verán superados sus límites térmicos críticos”destaca el investigador.

investigar en Comunicación de la naturaleza muestra cómo a las especies a lo largo del árbol de la vida les resulta mucho más difícil superar la barrera superior (de tolerancia al calor) que la inferior (de tolerancia al frío) y expandir su rango de tolerancias térmicas. Esto es esencial para comprender los efectos del cambio climático en la fauna y la flora.

Adaptación a la temperatura durante millones de años

Los orígenes evolutivos de muchos de los organismos estudiados se encuentran en períodos geológicos cuando la tierra era esencialmente un planeta cálido. A pesar de ello, esto no les ha dado una mayor capacidad para aumentar la tolerancia al calor, que, como muestra el estudio, se desarrolla muy lentamente en comparación con la tolerancia al frío.

“La historia de la vida en la Tierra está asociada con cambios climáticos profundos que se han producido durante millones de años, pero la capacidad de responder a cambios rápidos de temperatura es muy limitada. Nuestros hallazgos muestran, por ejemplo, que los ectotermos, o plantas terrestres con un ancestro originario de un paleoclima dominado por las glaciaciones, tienen más tolerancia al frío. Sin embargo, sorprende que la tolerancia al calor no esté relacionada con una herencia ancestral”, apunta Olalla-Tárraga.

Las implicaciones de estos hallazgos son muy relevantes para comprender las consecuencias del cambio climático. Para ello, los profesores Olalla-Tárraga y Morales-Castilla continúan estudiando la respuesta fisiológica de la especie en ambientes extremos. Desde 2014, el profesor Olalla ha utilizado la Antártida como laboratorio natural para comprender los efectos biológicos del aumento de las temperaturas en el planeta.

“El clima más templado y el efecto facilitador del ser humano como vector de dispersión contribuyen al aumento de invertebrados y plantas invasoras en la Antártida. Además, las especies nativas están adaptadas para sobrevivir al frío extremo, pero tienen cada vez menos margen de seguridad para tolerar temperaturas tan altas. temperaturas que empiezan a alcanzarse”.comenta el profesor.

Temperaturas extremas

El profesor Morales, por su parte, estudia la tolerancia a las temperaturas extremas (puntas de calor y heladas tardías) de algunas de las variedades de vino más representativas de España.

“Hace dos años, cientos de hectáreas de la variedad Cariñena se perdieron en Francia debido a picos de calor que alcanzaron los 46°C durante unas horas. Aunque pueda parecer sorprendente, todavía no sabemos qué tan resistentes son nuestras variedades de uva a los eventos extremos que son cada vez más frecuentes con el cambio climático, y este conocimiento puede ayudar a adaptar los cultivos para el futuro”.Morales explica.

La importancia del clima para la vida en nuestro planeta es cada vez más evidente. Comprender la tolerancia a la temperatura de la biodiversidad silvestre y domesticada será fundamental para minimizar los efectos negativos de un clima cambiante, y el trabajo recientemente publicado acerca a la comunidad científica un paso más hacia su comprensión.

Fuente: URJC-UCC+i, UAH, DICYT, Medio Ambiente,