La resposta evolutiva de Drosophila subobscura a l'escalfament global s'ha accelerat a un ritme sense precedents
Investigadors de la UAB han observat com l'augment de les temperatures i les onades de calor de les dues darreres dècades han accelerat la presència de variació genètica que augmenta la tolerància a les altes temperatures en les poblacions d'una espècie de mosca molt comú als boscos europeus, Drosophila subobscura. La resposta evolutiva s'ha produït mitjançant l'increment de la freqüència relativa de variacions genètiques que ja existien en individus de l'espècie, no per variacions noves, cosa que implica un ritme d'escalfament que pot haver posat en risc espècies amb una variabilitat genètica menor.
El ritme de l'escalfament global podria esgotar la capacitat d'adaptació evolutiva de moltes espècies
La investigació de respostes evolutives a l'escalfament global és laboriosa. Els estudis són escassos i es remunten a la darreria del segle passat, però ja mostraven que aquestes respostes s'estaven produint. Per tal d'actualitzar el seguiment de les respostes evolutives en un context en què l'escalfament global s'ha continuat agreujant, els investigadors del Departament de Genètica i de Microbiologia de la UAB Francisco Rodríguez-Trelles Astruga i Rosa Tarrío Fernández han estudiat les variacions genètiques de l'espècie de mosca Drosophila subobscura, molt més petita que la mosca domèstica i comuna als boscos d'Europa.
En aquesta espècie l'adaptació al clima té lloc mitjançant un tipus de variació genètica conegut com a polimorfisme cromosòmic d'inversions. Certes inversions —un tipus de mutacions que canvien l'orientació de segments de genoma— confereixen als seus individus portadors més tolerància al fred, mentre que d'altres confereixen més tolerància a la calor. Els resultats dels investigadors de la UAB, publicats a Nature Climate Change, corroboren els obtinguts als estudis anteriors, que indicaven que la proporció d'inversions que afavoreixen la tolerància a la calor augmentava i la de les que afavoreixen la tolerància al fred disminuïa. L'estudi mostra per primera vegada com aquesta pauta s'ha accelerat durant les dues darreres dècades a l'Europa temperada respecte de la mediterrània a un ritme sense precedents, seguint la incidència d'unes onades de calor cada cop més llargues i intenses.
“L'estudi es va iniciar el 2015 i va suposar un treball laboriós de camp i de laboratori. Al llarg de 4 anys vam capturar mostres de Drosophila subobscura a 12 localitats europees a diferents latituds. Els habitants locals ens explicaven la seva experiència com a testimonis d'unes onades de calor que mai no havien experimentat. Després es caracteritzaven genèticament cadascuna de les mostres en arribar al nostre laboratori de la UAB”, explica Francisco Rodríguez-Trelles. Els investigadors van prendre mostres a Viena (Àustria), Lovaina (Bèlgica), Lagrasse, Montpeller i Villars (França), Tubingen (Alemanya), Groningen (Països Baixos), Leuk (Suïssa), Màlaga, Punta Umbria, Riba-roja de Túria i Queralbs (Espanya).
Les projeccions indiquen que, si no es fa un esforç més gran per aturar l'escalfament global, les poblacions centreeuropees actuals d'aquesta espècie s'hauran tornat genèticament indistingibles de les del sud d'Europa al voltant dels anys 2050. Per al professor Francisco Rodríguez-Telles, que coordina el programa de doctorat en Genètica de la UAB “això seria inaudit, ja que és una espècie model que als llibres de text apareix com a exemple de com la variabilitat genètica confereix adaptació al clima a diferents latituds”. Als exemplars de Drosophila subobscura els investigadors no han detectat que hagin sorgit noves inversions que confereixin més adaptació a la calor que les inversions ja existents, la qual cosa implica que el ritme d'aparició de noves inversions és massa lent per compassar el de l'augment de la temperatura. Aquesta perspectiva és particularment alarmant si es té en compte que un nombre elevat d'espècies d'insectes estan pitjor dotades per adaptar-se evolutivament a l'escalfament global que Drosophila subobscura.
Plasticitat i evolució, mecanismes d’adaptació a l’augment de temperatura
Segons les previsions científiques, l'escalfament global d'origen humà continua agreujant-se i les conseqüències adverses s'hi acumulen. Hi ha dos mecanismes bàsics d’adaptació a l’augment de temperatura: la plasticitat i l’evolució. El primer opera a nivell de l'individu particular, mentre que el segon ho fa al nivell de poblacions i d’espècies. Exemples de plasticitat són l´aclimatació fisiològica a un mateix lloc o el canvi d´un lloc a un altre amb temperatura més tolerable. Quan l'augment de la temperatura excedeix la capacitat d'aclimatació d'alguns individus i no hi ha refugis tèrmics, la supervivència de l'espècie depèn dels individus genèticament més termotolerants i se'n desencadena l'evolució, que és el mecanisme de resposta analitzat en aquest estudi.
“L'observació de respostes evolutives a l'escalfament global és alhora una bona i una mala notícia”, explica Rodríguez-Trelles. “Bona, perquè vol dir que hi ha variants genètiques de tolerància a l'estrès tèrmic. Dolenta, perquè significa mortalitat dels desafortunats portadors de variants genètiques amb una termotolerància insuficient. A més, si l'escalfament és massa ràpid i es prolonga durant massa temps, fins i tot els individus més termotolerants poden sucumbir i es produeix l'extinció de l'espècie”, conclou l'investigador de la UAB.
Article científic:
Francisco Rodríguez-Trelles & Rosa Tarrío, Drosophila subobscura evolutionary response a global warming in Europe, Nature Climate Change. 13 September 2024. DOI: 10.1038/s41558-024-02128-6. https://www.nature.com/articles/s41558-024-02128-6
La UAB, amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible
Vida terrestre