Una nueva investigación postula que erizos de tierra, conejos, simios e incluso los alces se han beneficiado, en términos evolutivos, de su habilidad para adaptar su metabolismo para enfrentar el cambio climático.

Este estudio publicado en Nature, una de las revistas más prestigiosas del mundo, y producto de un trabajo colaborativo entre investigadores de la University of Reading - UK (Dr. Jorge Avaria-Llautureo y Dr. Chris Venditti) y la Universidad de Concepción (Dr. Cristián E. Hernández y Dr. Enrique Rodríguez-Serrano), revela que los ancestros de los mamíferos se beneficiaron de esta habilidad evolutiva adaptando sus metabolismos más allá de las restricciones que impone la temperatura corporal. Con esto fueron capaces de colonizar ambientes más fríos o latitudes altas, permitiéndoles así incluso prosperar cuando la Tierra comenzó a enfriarse.

Previamente se había propuesto que la tasa metabólica basal de los animales (la tasa a la cual la energía es usada para mantener el cuerpo en un estado viable) estaba íntimamente ligada con la temperatura corporal de los mismos. Sin embargo, este estudio demuestra que los mamíferos fueron capaces de desacoplar esta relación, lo cual permitió a sus metabolismos evolucionar rápidamente y adaptarse durante los últimos 165 millones de años.

El Dr. Jorge Avaria-Llautureo, Biólogo Evolutivo de la University of Reading, y recientemente graduado del Programa de Doctorado en Sistemática y Biodiversidad de la Universidad de Concepción y autor principal del estudio, plantea que: “El estudio cambia el énfasis para entender el origen de la diversidad metabólica de los mamíferos como una respuesta a la tasa a la cual estos organismos pierden calor hacia el ambiente.”

“Los ambientes fríos incrementan la tasa de pérdida de calor de los mamíferos y, para mantener la temperatura corporal constante, esta pérdida es compensada subsecuentemente por un incremento en la tasa metabólica, siempre y cuando existan los recursos suficientes para solventar energéticamente la elevación metabólica”.

Estudios anteriores proponían que la temperatura corporal y el metabolismo estaban estrechamente relacionados porque el metabolismo es la fuente primaria de calor y la temperatura corporal por sí misma afecta positivamente las tasas metabólicas.

Sin embargo, el nuevo estudio sustenta que la selección natural fue capaz de adaptar velozmente el metabolismo de los animales independientemente de la temperatura corporal – esto fue observado en más del 90% de los mamíferos ancestrales incluyendo murciélagos, erizos de tierra, marsupiales, primates, conejos, roedores y artiodáctilos.

El Dr. Cristián Hernández, Ecólogo Evolutivo de la Universidad de Concepción y coautor de la publicación, propone que: “Los resultados de este, basados en nuevas maneras de modelar la evolución heterogénea de los linajes, abren nuevas aristas de cómo interpretar o explicar los grandes cambios que sufrió la fauna sudamericana durante los periodos glaciales. La fauna sudamericana debió adaptarse cambiando su metabolismo para enfrentar los extremos periodos de enfriamiento en la tierra, lo cual complementa la idea de simplemente migrar para no morir”.

Por otra parte, el Dr. Chris Vendetti, Biólogo Evolutivo de la University of Reading y coautor de la publicación, plantea que: “Este estudio desafía el supuesto de teorías ecológicas y evolutivas que establecen una evolución mano a mano del metabolismo basal y la temperatura corporal. Estos rasgos fisiológicos evolucionaron bajo distintas presiones selectivas causando diferentes rutas de cambio hacia la diversidad actual. Los resultados también nos sirven para comprender las ventajas evolutivas que han llevado a la gran diversidad de gasto energético que presentan los mamíferos”.

La publicación también examina las trayectorias evolutivas del metabolismo en aves. Los resultados arrojaron que la tasa metabólica basal y la temperatura corporal están desacopladas en al menos un 36% de las especies, sin embargo, el metabolismo aviar no fue afectado por cambios en la temperatura ambiental.

Finalmente, el Dr. Avaria-Llautureo dice: “Las diferencias que observamos en las aves son probablemente debidas a que las plumas son más eficientes que el pelaje reteniendo el calor. Las plumas ayudan a generar un ambiente interno aislado y con ello mantener la fisiología más constante que los mamíferos, incluso en ambientes históricamente más fríos”.

Referencia
Avaria-Llauturio, J., Hernández, C.E., Rodríguez-Serrano, E., Venditti, C.: ‘The decoupled nature of basal metabolic rate and body temperature in endotherm evolution’; Nature; doi: 10.1038/s41586-019-1476-9