Muchas especies de todo el mundo utilizan la información estacional
para coordinar sus hábitos reproductivos con las condiciones de su
entorno. Sin embargo, los procesos internos exactos y los tejidos
del cerebro que están implicados en estas respuestas seguían siendo
un misterio para los científicos.
Los descubrimientos del equipo demuestran que la variación en la duración del día afecta de manera diferente a la actividad de los genes en los cerebros de las poblaciones de carbonero común (Parus major) según éstas provengan del centro o del norte de Europa.
No obstante, el cambio climático ya ha empezado a influir considerablemente en este fenómeno y, al estar provocando que las temperaturas sean más altas al inicio de la primavera, hace que la duración del día se convierta en una señal menos fiable del inicio de la estación reproductora. El hecho de que las temperaturas primaverales sean más cálidas también significa que los insectos que las aves necesitan para alimentar a sus crías están disponibles antes, lo que implica que las aves hayan tenido que adaptar a dichas circunstancias sus calendarios de cría.
La labor del equipo se basó en estudios recientes sobre especies domesticadas como roedores, ovejas, cabras y codornices. Gracias a dichos estudios se lograron identificar los genes y las partes del cerebro que están implicadas en la respuesta de un organismo a los cambios en la duración del día.
Nicole Perfito, del Instituto Max Planck de Ornitología, explica cómo se plantearon en su equipo si podían hacer lo mismo con las especies silvestres: «Las especies domesticadas han sido criadas con fines comerciales, y pueden reproducirse en casi cualquier época del año. ¿Poseen estos mismos mecanismos las especies silvestres, que tienen que adaptar sus ciclos reproductivos continuamente a los cambios estacionales que se dan en la naturaleza? ¿Y cómo permitirían estos mecanismos que las poblaciones de los diversos hábitats utilizaran diferentes umbrales de duración del día para estar listas para reproducirse en el momento adecuado del año?»
Para poder dar respuesta a estas preguntas, el equipo se dedicó a investigar la actividad de los genes en los cerebros de carboneros comunes procedentes de Alemania y Suecia. En primer lugar expusieron a las aves en el laboratorio a días cortos invernales y luego a un día largo estival. Utilizando técnicas de gran sensibilidad, los miembros del equipo fueron capaces de determinar qué genes se activaban en el cerebro durante el día largo. Asimismo comprobaron que en las aves silvestres se activaban cascadas genéticas similares a las que se ponían en marcha en un ave tan domesticada como la codorniz japonesa , lo que demuestra que tanto en los animales salvajes como en los domésticos ocurren los mismos procesos fisiológicos.
Los científicos también se sorprendieron al ver las diferencias entre los carboneros comunes suecos y alemanes: mientras que los pájaros suecos mostraban una respuesta genética bastante clara al día largo de verano, las aves alemanes apenas respondían en absoluto.
En la naturaleza, las aves ponen en Suecia sus huevos cerca de tres semanas después que las aves alemanas, que viven más al sur en un clima más suave. Estos resultados dan a entender que las aves que se reproducen en el norte tienen un período de tiempo más corto para criar a sus hijos y por ello tienen que responder más contundentemente a los cambios en la duración del día y empezar a criar más rápidamente una vez sobrepasado cierto umbral. Paradójicamente, las aves que viven más al sur y que disponen de más tiempo para las actividades de cría poseen un umbral de duración del día diferente. Es posible que la estimulación por un mayor número de días largos, y quizás otra información ambiental adicional tal como temperaturas más elevadas, sea necesaria para cambiar la actividad de los genes.
En el caso del carbonero común, su prole tiene que nacer en el momento en que su principal fuente de alimento (orugas jóvenes que son pequeñas, suaves y ricas en proteínas) sea muy abundante. Pero si las temperaturas son más altas, el alimento para las orugas aparece más temprano y las orugas pueden estar demasiado desarrolladas cuando un nido de carboneros comunes esté en su momento de mayor demanda nutricional.
Para las poblaciones que viven más al sur los efectos del calentamiento climático podrían no ser tan malos, porque éstas parecen capaces de adaptarse con mayor facilidad. En cambio, las aves de climas septentrionales podrían ser más vulnerables al cambio climático, ya que parecen depender más estrechamente sólo de las indicaciones de duración del día.
Los investigadores aún no están seguros de si las diferentes respuestas de los carboneros comunes se deben a la información ambiental de sus respectivos entornos, o si representan una adaptación evolutiva a la vida en diferentes latitudes.
«A la luz de los drásticos cambios en las condiciones ambientales como consecuencia del cambio climático, necesitamos urgentemente mejorar nuestra comprensión de cómo los animales se reproducen en el momento adecuado y por lo tanto con éxito», añadió Michaela Hau, coautora del estudio, también del Instituto Max Planck de Ornitología.
Los descubrimientos del equipo demuestran que la variación en la duración del día afecta de manera diferente a la actividad de los genes en los cerebros de las poblaciones de carbonero común (Parus major) según éstas provengan del centro o del norte de Europa.
No obstante, el cambio climático ya ha empezado a influir considerablemente en este fenómeno y, al estar provocando que las temperaturas sean más altas al inicio de la primavera, hace que la duración del día se convierta en una señal menos fiable del inicio de la estación reproductora. El hecho de que las temperaturas primaverales sean más cálidas también significa que los insectos que las aves necesitan para alimentar a sus crías están disponibles antes, lo que implica que las aves hayan tenido que adaptar a dichas circunstancias sus calendarios de cría.
La labor del equipo se basó en estudios recientes sobre especies domesticadas como roedores, ovejas, cabras y codornices. Gracias a dichos estudios se lograron identificar los genes y las partes del cerebro que están implicadas en la respuesta de un organismo a los cambios en la duración del día.
Nicole Perfito, del Instituto Max Planck de Ornitología, explica cómo se plantearon en su equipo si podían hacer lo mismo con las especies silvestres: «Las especies domesticadas han sido criadas con fines comerciales, y pueden reproducirse en casi cualquier época del año. ¿Poseen estos mismos mecanismos las especies silvestres, que tienen que adaptar sus ciclos reproductivos continuamente a los cambios estacionales que se dan en la naturaleza? ¿Y cómo permitirían estos mecanismos que las poblaciones de los diversos hábitats utilizaran diferentes umbrales de duración del día para estar listas para reproducirse en el momento adecuado del año?»
Para poder dar respuesta a estas preguntas, el equipo se dedicó a investigar la actividad de los genes en los cerebros de carboneros comunes procedentes de Alemania y Suecia. En primer lugar expusieron a las aves en el laboratorio a días cortos invernales y luego a un día largo estival. Utilizando técnicas de gran sensibilidad, los miembros del equipo fueron capaces de determinar qué genes se activaban en el cerebro durante el día largo. Asimismo comprobaron que en las aves silvestres se activaban cascadas genéticas similares a las que se ponían en marcha en un ave tan domesticada como la codorniz japonesa , lo que demuestra que tanto en los animales salvajes como en los domésticos ocurren los mismos procesos fisiológicos.
Los científicos también se sorprendieron al ver las diferencias entre los carboneros comunes suecos y alemanes: mientras que los pájaros suecos mostraban una respuesta genética bastante clara al día largo de verano, las aves alemanes apenas respondían en absoluto.
En la naturaleza, las aves ponen en Suecia sus huevos cerca de tres semanas después que las aves alemanas, que viven más al sur en un clima más suave. Estos resultados dan a entender que las aves que se reproducen en el norte tienen un período de tiempo más corto para criar a sus hijos y por ello tienen que responder más contundentemente a los cambios en la duración del día y empezar a criar más rápidamente una vez sobrepasado cierto umbral. Paradójicamente, las aves que viven más al sur y que disponen de más tiempo para las actividades de cría poseen un umbral de duración del día diferente. Es posible que la estimulación por un mayor número de días largos, y quizás otra información ambiental adicional tal como temperaturas más elevadas, sea necesaria para cambiar la actividad de los genes.
En el caso del carbonero común, su prole tiene que nacer en el momento en que su principal fuente de alimento (orugas jóvenes que son pequeñas, suaves y ricas en proteínas) sea muy abundante. Pero si las temperaturas son más altas, el alimento para las orugas aparece más temprano y las orugas pueden estar demasiado desarrolladas cuando un nido de carboneros comunes esté en su momento de mayor demanda nutricional.
Para las poblaciones que viven más al sur los efectos del calentamiento climático podrían no ser tan malos, porque éstas parecen capaces de adaptarse con mayor facilidad. En cambio, las aves de climas septentrionales podrían ser más vulnerables al cambio climático, ya que parecen depender más estrechamente sólo de las indicaciones de duración del día.
Los investigadores aún no están seguros de si las diferentes respuestas de los carboneros comunes se deben a la información ambiental de sus respectivos entornos, o si representan una adaptación evolutiva a la vida en diferentes latitudes.
«A la luz de los drásticos cambios en las condiciones ambientales como consecuencia del cambio climático, necesitamos urgentemente mejorar nuestra comprensión de cómo los animales se reproducen en el momento adecuado y por lo tanto con éxito», añadió Michaela Hau, coautora del estudio, también del Instituto Max Planck de Ornitología.
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