La ciencia basada en multitudes arroja luz sobre cómo se forman nuevas especies en el espacio y el tiempo

Imagínate la jungla. Probablemente sea un bosque denso, lleno del canto de diferentes pájaros y el zumbido de miles de tipos diferentes de insectos. Ahora imaginemos la tundra: una región árida y azotada por el viento con relativamente pocas especies de plantas o animales.

Estos dos lugares resaltan un fenómeno interesante: algunos lugares de la Tierra tienen muchas más especies que otros. De hecho, la distribución mundial de especies sigue un patrón intrigantemente consistente: en general, hay más especies más cerca del ecuador y menos a medida que se avanza hacia los polos. este «gradiente de biodiversidad de latitud«Se puede observar en muchos grupos diferentes de organismos a lo largo del tiempo.

Una posible explicación para que se encuentren más especies más cerca del ecuador es esta Los cambios climáticos desde el ecuador hasta los polos afectan la capacidad de evolución de nuevas especies – llamado proceso Tipo.

Diversidad en el trabajo

Nuestro equipo de investigación está en la Universidad de Columbia Británica. Recurrió a herramientas y especies únicas para rastrear cómo el clima afectaba la evolución y qué significaba eso para el lugar donde aparecían nuevas especies. E hicimos esta investigación mientras estábamos atrapados en casa durante los cierres por coronavirus.

El gusano web del otoño es una mariposa que se encuentra desde México hasta Canadá (tiene un alcance de unos 4.000 km) y sus larvas tienen la cabeza negra o roja. Si bien esto puede parecer una diferencia sutil, las orugas de estos diferentes colores parecen tener comportamientos diferentes y aparecer en diferentes épocas del año, y los estudios genéticos sugieren que así es. evolucionar en diferentes tipos.

Esta polilla también se ha encontrado en climas muy diferentes, lo que nos permite explorar cómo la latitud y el clima afectan su capacidad para pasar de una especie a dos.

Sin embargo, teníamos un problema: con los bloqueos globales y las restricciones de viaje, ni siquiera podíamos salir de nuestros hogares, y mucho menos tomar muestras de larvas en todo un continente. Entonces, recurrimos a la ciencia colaborativa. Algunas aplicaciones y sitios web utilizan imágenes o clips de audio subidos por los usuarios para identificar plantas y animales, creando enormes bases de datos de observaciones de la naturaleza.

Gracias a nuestros observadores de patio trasero, hemos podido acceder a miles de observaciones en toda América del Norte desde nuestros hogares para comenzar a investigar especies en una amplia escala geográfica.

El nacimiento de nuevas especies.

La especiación ocurre cuando dos grupos de organismos pertenecen a la misma especie. Están separados por una barrera que les impide multiplicarse.. La forma más conocida de que esto suceda es a través de una barrera física entre grupos, como una cadena montañosa o una región. carretera.

Para el gusano web del otoño, la barrera que les hace mutar en dos especies diferentes es el tiempo. En general, las especies de polillas sólo emergen y se reproducen durante el verano, y cuando lo hacen, sólo se reproducen durante unas pocas semanas como máximo.

Los gusanos tejedores del otoño con cabezas rojas y negras tienden a emerger y reproducirse en diferentes momentos durante el verano, y este intervalo de tiempo Crea una barrera que hace que se transformen en dos especies diferentes..

Los veranos hacia el ecuador tienden a ser mucho más largos, por lo que los gusanos web del otoño pasan por más ciclos de vida por año que las poblaciones del norte, que solo pueden reproducirse una vez durante sus cortos veranos. Y si los gusanos web pelirrojos y negros caen más cerca del ecuador Tienen más flexibilidad cuando pueden reproducirse, es posible que sean más capaces de evitarse entre sí a tiempo.lo que hace que la reproducción sea más eficiente.

Orugas encerradas

Gracias a la delicada apariencia del gusano web del otoño y su condición de plaga en el jardín, miles de fotografías fechadas y geoetiquetadas están disponibles en el sitio científico de colaboración colectiva. iNaturalista. Nosotros revisamos 11.000 fotografías del gusano web del otoño De más de 7.000 usuarios, revisando manualmente miles de imágenes para ver si una oruga tiene la cabeza roja o negra.

Aunque supusieron un gran avance, estos métodos nos brindaron una ventana a las poblaciones de gusanos web desde Florida hasta Ontario. Para ver cómo cambian las especies a través de las latitudes, recopilamos las horas y fechas en las que se tomó cada imagen de gusano web y medimos la coloración de las larvas de cada imagen.

Utilizando todas estas observaciones, encontramos que en las regiones del norte con veranos cortos, Las larvas de los gusanos tejedores de cabeza roja y negra se vieron obligadas a reproducirse al mismo tiempo y tenían una coloración más similar.. Esto indica que se produjo una mayor reproducción entre los grupos y que su apariencia y comportamiento se acercaron más a los de una sola especie.

Sin embargo, en su área de distribución sur, las orugas de cabeza negra y pelirroja pudieron separar más sus generaciones y tenían una coloración menos similar, lo que significa que pueden haber estado más avanzadas en el proceso de metamorfosis.

clima y diversidad

Descubrimos que las diferencias en el clima desde el ecuador hasta los polos influyen en qué tan bien evolucionan las especies cuando el tiempo es la limitación, lo que refleja el gradiente biológico de la biodiversidad. En resumen, el clima puede alterar la facilidad con la que se forman las especies.

Casi llegamos Hay 2,1 millones de especies clasificadas en la Tierra, y más de un millón de ellas son insectos (Con millones más por descubrir), convirtiéndolos en los animales más diversos del planeta.

Las especies migran, ya sea especies invasivas Venir a nuevos lugares, o Avanzando hacia los polos para escapar de climas más cálidos.

Los seres humanos tienen un enorme impacto en los ecosistemas de nuestro planeta, y Nuevas especies pueden formarse tan rápido como desaparecen. Entonces, para comprender los procesos que impulsan la biodiversidad en la Tierra, debemos comprender cómo esos procesos afectan a los organismos que constituyen una gran parte de esa biodiversidad.