La adaptación rápida de especies exóticas invasoras a entornos diferentes
Las especies exóticas invasoras representan una de las mayores amenazas mundiales para la biodiversidad. Estas especies, introducidas de forma accidental o deliberada en un entorno en el que están ausentes de forma natural, tienen consecuencias negativas para ese entorno. Su rápida adaptación y evolución en respuesta a factores de estrés ambiental puede conllevar cambios notables en su capacidad invasiva. Sin embargo, las investigaciones sobre esta cuestión son escasas. En el proyecto EvoTox, que contó con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA, por sus siglas en inglés) y fue coordinado por Jehan-Hervé Lignot del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, se investigó este fenómeno. El equipo estudió tres poblaciones de cangrejo rojo americano («Procambarus clarkii») en entornos diferentes, así como en el laboratorio, para evaluar el efecto de factores de estrés sobre el fenotipo y el genotipo.
El cangrejo de río como sistema modelo de la adaptación evolutiva rápida
Los procesos evolutivos y la adaptación rápida se han relacionado con el aumento de la capacidad invasiva de las especies exóticas invasoras. No obstante, no se han estudiado bien los mecanismos subyacentes. El cangrejo rojo americano es un vector de la peste del cangrejo o afanomicosis. También es responsable de la desaparición generalizada del cangrejo de río europeo. «Estudiamos tres poblaciones diferentes de “P. clarkii”. Dos de ellas son poblaciones costeras que se enfrentan a cambios similares de salinidad pero a distintos grados de contaminación, sobre todo por herbicidas. La tercera es una población de agua dulce que nunca ha experimentado ninguno de estos dos fenómenos. Nos propusimos identificar y comparar los mecanismos moleculares y fisiológicos específicos que subyacen a adaptaciones rápidas locales básicas», explica Lignot.
Cambios en el cangrejo de río dependientes del entorno
Diana Martínez Alarcón, beneficiaria de una beca de investigación individual MSCA, estudió las diferencias moleculares y fisiológicas entre ejemplares de cangrejo recolectados en estos entornos diferentes aislados y, a continuación, sometió a estos ejemplares a prueba de exposición en condiciones de laboratorio. Las pruebas de exposición adicionales incluyeron la contaminación aguda subletal (utilizando una combinación de un herbicida y un plaguicida), la modificación brusca de las condiciones de salinidad y una prueba de estrés basada en la exposición a agua dulce contaminada seguida de un aumento de la salinidad. Los datos fisiológicos relativos a la tasa de consumo de oxígeno, el comportamiento, el equilibrio ácido-base y el equilibrio hidromineral demostraron la escasa variabilidad interindividual del consumo de oxígeno y la baja diversidad genética de la población costera de Camarga. En cambio, la otra población costera y la población de agua dulce mostraron una elevada variabilidad interindividual, lo cual sugiere una adaptación local específica en el consumo de oxígeno,así como en el genoma. Es más, «la población de agua dulce es la única que muestra una alteración del equilibrio hidroosmótico y un cambio en la actividad de las proteasas en la glándula digestiva (hepatopáncreas) debido a la exposición a contaminantes». Los resultados revelaron diferentes respuestas fenotípicas, lo que indica la existencia de adaptaciones locales a entornos diferentes a nivel poblacional. Además, los ejemplares recogidos en el entorno costero de Camarga, que está muy contaminado, mostraron una marcada regulación genética a la baja, sobre todo en las branquias, tal y como reveló un análisis transcriptómico del hepatopáncreas y las branquias de todos los grupos», explica Martínez.
Evolución rápida en las especies exóticas invasoras
EvoTox se centró en la evolución rápida de las especies exóticas invasoras, es decir, cuando un cambio genético se produce con la rapidez suficiente para inducir un efecto cuantificable en un rasgo ecológico. En este sentido, se sabe que en estas especies se pueden producir cambios rápidos. «Al estudiar una especie exótica invasora en entornos diferentes con distintos factores de estrés, tanto en condiciones naturales como de laboratorio, EvoTox ha empezado a dilucidar los factores que subyacen a la evolución rápida, así como sus efectos, y ha demostrado que la misma especie puede presentar distintas respuestas fisiológicas y estructuras genéticas en entornos diferentes». Esta información constituirá la base para futuros estudios sobre procesos evolutivos rápidos en especies exóticas invasoras, con el fin de mejorar la evaluación y gestión de riesgos y proteger mejor la biodiversidad mundial.
Palabras clave
EvoTox, cangrejo de río, especies exóticas invasoras, biodiversidad, evolución rápida, factores de estrés, contaminación, adaptación rápida, genética, hepatopáncreas, P.clarkii