Los hábitats acuáticos hipersalinos no suponen un callejón sin salida evolutivo
Un estudio liderado por investigadores del IBE confirma que los ambientes hipersalinos no impiden que las especies de escarabajos acuáticos sobrevivan, diversifiquen e incluso se adapten a otros ambientes.
El análisis, que incluye más de 40 genomas mitocondriales de escarabajos del género Ochthebius, ha revelado que han adquirido su tolerancia a las altas concentraciones de sales de manera gradual y recurrentemente en diferentes linajes a lo largo de 90 millones de años de evolución.
El trabajo, póstumo de Ignacio Ribera y publicado en la revista Molecular Ecology, podría ayudar a comprender el impacto que el cambio climático tendrá en las especies acuáticas, expuestas a una creciente salinización y aridificación de sus hábitats.
Un equipo de investigación del Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), y el Instituto de Productos Naturales y Agrobiología (IPNA-CSIC), confirma que la extrema salinización de los ambientes marinos no supone un callejón sin salida evolutivo para los escarabajos acuáticos. El estudio podría ayudar a comprender el impacto que el cambio climático tendrá en las especies que habitan los ambientes acuáticos continentales, donde la salinización y aridificación son procesos ya en marcha.
Hasta la fecha, uno de los mayores interrogantes en el estudio de las especializaciones ecológicas extremas ha sido comprobar si estas son callejones sin salida evolutivos. La hipótesis más extendida sostiene que, una vez las especies han alcanzado un grado de especialización extrema a su ambiente, pierden su capacidad para sobrevivir en otros ambientes o adaptarse a pequeñas variaciones ambientales, aumentando sus posibilidades de extinguirse.
Un ejemplo de estas especializaciones ecológicas extremas lo brindan los ambientes hipersalinos. En muchos casos, estos ambientes presentan un nivel de salinidad muy alto, siendo hasta cuatro veces superior al nivel medio del agua marina. Estos hábitats representan uno de los principales factores de estrés para los organismos acuáticos, ya que implican adaptaciones fisiológicas que les permitan lidiar con la toxicidad de sales del medio.
Ahora, investigadores del IBE y del IPNA han estudiado el impacto que estos ecosistemas hipersalinos tienen en la diversificación de las especies que los habitan. "El objetivo principal ha sido analizar si las especializaciones ecológicas a los ambientes extremos suponen un callejón sin salida evolutivo como se ha venido creyendo, o lo que es lo mismo, que una vez las especies se han especializado para sobrevivir a condiciones ambientales altamente estresantes, su supervivencia, viabilidad y capacidad de adaptación se ven seriamente comprometidas", comenta Adrián Villastrigo, primer autor del estudio y recientemente doctorado en el IBE en el grupo del fallecido Ignacio Ribera.
El estudio confirma que los ambientes hipersalinos no impiden que las especies de escarabajos acuáticos sobrevivan, diversifiquen e incluso se adapten a otros ambientes.
El estudio confirma que los ambientes hipersalinos no impiden que las especies de escarabajos acuáticos sobrevivan, diversifiquen e incluso se adapten a otros ambientes.
Para ello, los investigadores han estudiado los escarabajos acuáticos del género Ochthebius, el grupo de escarabajos con mayor diversidad en ecosistemas hipersalinos. El equipo ha secuenciado más de 40 genomas mitocondriales para reconstruir 90 millones de años de evolución de estos insectos. El análisis de esta información ha revelado también que los escarabajos acuáticos han adquirido la tolerancia a las altas concentraciones de sales de manera gradual y recurrentemente en diferentes linajes. Además, gracias a una extensa revisión del género Ochthebius publicada recientemente (Villastrigo et al., 2019) ha sido posible completar la historia evolutiva del género en su totalidad, de forma que los análisis han podido incluir todas especies conocidas del grupo.
El estudio podría ayudar a comprender el impacto y potenciales respuestas que el cambio climático tendrá en las especies que habitan los ambientes acuáticos continentales, donde la salinización y aridificación son procesos ya en marcha. El trabajo completa la serie de estudios sobre la forma en que la adaptación a los ambientes hipersalinos ha evolucionado en las principales familias de escarabajos acuáticos liderados por el investigador Ignacio Ribera, fallecido este año (Arribas et al., 2014; Pallarés et al. 2017; Villastrigo et al., 2018).
Artículo de referencia: Adrián Villastrigo, Paula Arribas, Ignacio Ribera. Irreversible habitat specialization does not constrain diversification in hypersaline water beetles; 2020, Molecular Ecology. 29(19), 3637-3648
DOI: https://doi.org/10.1111/mec.15593
Otros artículos citados:
Arribas, P., Andújar, C., Abellán, P., Velasco, J., Millán, A., & Ribera, I. (2014). Tempo and mode of the multiple origins of salinity tolerance in a water beetle lineage. Molecular Ecology, 23(2), 360-373.
Pallarés, S., Arribas, P., Bilton, D. T., Millán, A., Velasco, J., & Ribera, I. (2017). The chicken or the egg? Adaptation to desiccation and salinity tolerance in a lineage of water beetles. Molecular ecology, 26(20), 5614-5628.
Villastrigo, A., Fery, H., Manuel, M., Millan, A., & Ribera, I. (2018). Evolution of salinity tolerance in the diving beetle tribe Hygrotini (Coleoptera, Dytiscidae). ZoologicaScripta, 47(1), 63-71.
Villastrigo, A., Jäch, M. A., Cardoso, A., Valladares, L. F., & Ribera, I. (2019). A molecular phylogeny of the tribe Ochthebiini (Coleoptera, Hydraenidae, Ochthebiinae). Systematic Entomology, 44(2), 273-288.