Los biólogos han desarrollado un nuevo método para medir la medida en que las características geográficas regionales, incluidas las barreras entre regiones, como las montañas o el agua, afectan las tasas locales de especiación, extinción y dispersión de especies. Como caso de prueba, utilizaron con éxito su modelo para delinear el movimiento y la diversificación de los lagartos anolis neotropicales.

«Las características geográficas influyen en los resultados evolutivos de manera predecible», dijo Michael Landis, profesor asistente de biología en Artes y Ciencias en la Universidad de Washington en St. Louis, primer autor del estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). «Nuestro estudio sienta las bases estadísticas para modelar cómo las diferentes características geográficas podrían actuar como barreras para el movimiento de especies o podrían acelerar la extinción de otros grupos además de los anolis.

«Tales inferencias también pueden ayudarnos a predecir qué especies tienen más probabilidades de moverse, evolucionar o extinguirse a medida que se intensifica el cambio climático», dijo.

Los científicos han reconocido durante mucho tiempo que la geografía juega un papel en la forma en que las especies colonizan nuevas regiones y si las especies extendidas eventualmente se separan en grupos que se vuelven genéticamente distintos, perdiendo la capacidad de reproducirse entre sí.

Pero a pesar de que la geografía juega un papel claro y descriptible en el destino de muchas especies animales y vegetales individuales, nadie ha desarrollado previamente modelos estandarizados que permitan que las características geográficas den forma a cómo se desarrollan las radiaciones evolutivas en el espacio. Para abordar esta brecha, Landis y sus colaboradores diseñaron un nuevo modelo filogenético de biogeografía al que llamaron FIG.

«FIG permite que las tasas de especiación, extinción y dispersión dependan de las características regionales locales que cada especie encuentra en su área de distribución a medida que evoluciona», dijo Landis. «Por ejemplo, la presencia de una barrera que interrumpe el rango de una especie puede causar que esa especie se ‘divida’ en dos especies diferentes más rápido que si no existiera ninguna barrera.

Para demostrar sus capacidades, Landis y sus colaboradores utilizaron su enfoque para modelar la biogeografía de los lagartos Anolis, un grupo de lagartos que se sabe que se ha extendido por las islas del Caribe y América del Norte y del Sur.

La parte cualitativa de lo que aprendieron no fue sorprendente: que los anolis tienden a moverse en distancias cortas en lugar de distancias largas, y que los movimientos sobre el agua eran menos comunes que los movimientos sobre la tierra en distancias equivalentes.

«En otras palabras, los lugares lejanos están lejos y el agua está mojada, lo que nos indicó que nuestro nuevo modelo estaba en el estadio correcto», bromeó Landis. Pero con persistencia, pronto demostró que el modelo puede cuantificar las relaciones entre ciertas características geográficas y tasas evolutivas que antes eran difíciles de medir.

«Por ejemplo, pudimos medir una distancia máxima en la que los rangos de especies se vuelven demasiado extensos para resistir la división en dos», dijo Landis. «Para nuestra sorpresa y satisfacción, nuestras distancias estimadas se alinearon muy bien con los lugares donde se encuentran los anolis más extendidos en la actualidad: algunos anolis continentales están muy extendidos entre las regiones adyacentes, pero el agua restringe los rangos de la mayoría de los anolis insulares a una sola región».

Los científicos descubrieron que la distancia impide el movimiento de los lagartos Anolis, tanto en términos de expansión del rango a través de la dispersión como en términos de permitir que las especies extendidas con rangos fragmentados se ‘dividan’ en dos especies.

Las distancias sobre el agua tienen un efecto mucho mayor en la limitación del movimiento que las distancias sobre la tierra, dijo Landis. El modelo reveló que las distancias sobre el agua tienen tres veces el efecto de las distancias equivalentes sobre la tierra.

Landis y sus colaboradores, incluidos Ignacio Quintero de la École Normale Supérieure de París, Michael Donoghue y Martha Muñoz de la Universidad de Yale y Felipe Zapata de la Universidad de California en Los Ángeles, han puesto su nuevo modelo a disposición de otros de forma gratuita. Anticipan que otros biólogos personalizarán y aplicarán FIG para probar nuevas hipótesis sobre cómo las montañas y los océanos que encontraron dieron forma a otros grupos de especies animales y vegetales.

«Los biogeógrafos reconocen que las distancias mayores y las barreras geográficas limitan el movimiento», dijo Landis. «Pero es más difícil lograr que los biogeógrafos se pongan de acuerdo sobre la medida en que las distancias o las barreras deberían influir en cómo se propagan las especies durante millones de años.

«Nosotros, los biólogos, no hemos tenido las herramientas estadísticas adecuadas para modelar cómo las características geográficas podrían influir en las tasas de especiación, extinción y dispersión entre linajes evolutivos estrechamente relacionados, por lo que inventamos algunas», dijo. «Las ideas clave que surgieron en este estudio surgieron de una estrecha colaboración entre biólogos orgánicos y matemáticos que están fascinados por cómo evolucionan las especies en el espacio».