El entorno de luz extremo de los polos sostiene la biodiversidad

El entorno de luz extremo de los polos sostiene la biodiversidad

Científicos proponen que el entorno de luz único de las regiones polares de la Tierra crea condiciones que dan lugar a zonas híbridas circumpolares alrededor de los polos Norte y Sur. Estas condiciones extremas aumentan la sincronía de la fenología reproductiva entre las especies, es decir, obligan a todas las especies a tener una ventana de tiempo más pequeña para reproducirse. Esto mantendrá la biodiversidad a largo plazo. En un artículo de investigación publicado recientemente, el profesor de ecología subártica Kari Saikkonen de la Universidad de Turku, Finlandia, y sus colegas presentan una nueva teoría sobre el papel del entorno de luz polar de la Tierra en el mantenimiento de la biodiversidad en una escala de tiempo geológica que abarca millones de años. La investigación se publica en la revista One Earth. La duración de la luz del día y la noche de la Tierra se caracteriza por una cantidad igual de luz del día y de noche durante todo el año en el Ecuador, una pequeña variación estacional a medida que se aleja del Ecuador y una estacionalidad sustancial de la duración del día más cerca de los polos. En el extremo norte y el extremo sur, dentro de los círculos polares ártico y antártico, esto da lugar a fenómenos únicos que duran meses: el "sol de medianoche", con luz diurna las 24 horas en verano, y la "noche polar" en invierno, cuando el sol no sale por el horizonte durante meses. "En el centro de nuestra teoría se encuentra la hipótesis de que el entorno de luz extrema de las regiones polares crea zonas híbridas en ambas regiones polares", dice Saikkonen en un comunicado. A diferencia de la temperatura, la duración del día es un factor ambiental estable que cambia de manera constante en todas las latitudes, pero que no se ve afectado por el clima local o global. Por lo tanto, muchos organismos, especialmente los organismos fotosintéticos como las plantas y muchos microbios, se han adaptado a utilizar los cambios estacionales en la duración del día para cronometrar, por ejemplo, su reproducción. Debido a que utilizan la luz como señal, el entorno luminoso en las regiones polares aumenta la probabilidad de que la floración de especies de plantas estrechamente relacionadas coincida. Esto, a su vez, crea oportunidades para que las especies se hibriden. La hibridación se refiere a los organismos que se reproducen con otra especie o variedad. La hibridación puede realizarse de forma intencionada, como ocurre con muchos cultivos agrícolas para crear un rasgo deseado en particular, o puede ocurrir de forma natural cuando las especies están cerca unas de otras y son lo suficientemente compatibles biológicamente. "Aunque la hibridación es común en casi todos los grupos de organismos, su papel como fuerza para mantener la biodiversidad no se ha comprendido del todo. La hibridación también puede implicar retrocruzamiento, en el que los individuos híbridos se aparean con individuos de la especie original. Esto permite que los genes se transfieran de una especie a otra, al tiempo que se crean nuevas combinaciones de genes adaptativos a diferentes condiciones ambientales", dice Saikkonen. En latitudes más bajas, el ligero cambio en la duración del día entre estaciones no causa superposición en el momento de la reproducción entre poblaciones genéticamente distintas, subespecies o variedades que pertenecen a un complejo de especies, ni promueve la hibridación. "Por lo tanto, los cambios en el rango de distribución de las especies a través de las latitudes durante los ciclos de los períodos más fríos y más cálidos de la Tierra causan un aislamiento recurrente y contacto entre especies. Esto da como resultado la mezcla y diferenciación de especies y crea nueva biodiversidad durante largos períodos de tiempo geológico", dice Saikkonen. Los microbios han desempeñado un papel fundamental en la evolución de la biodiversidad actual desde el origen de la vida y siguen teniendo un papel importante en el mantenimiento y la promoción de la biodiversidad global. "Los microbios son omnipresentes y cada vez hay más pruebas de que tienen un gran potencial de adaptación debido a su corto ciclo de vida. Muchos microbios son sensibles a la luz y afectan al bienestar de prácticamente todas las plantas y animales. Dado que todas las plantas y animales tienen una microbiota diversa, deberían tratarse como un todo", señala Saikkonen. En el nuevo estudio, Saikkonen y sus colegas plantean la hipótesis de que los microbios fotosensibles pueden ayudar a las plantas a adaptarse a las regiones polares. El cambio climático y la pérdida de biodiversidad se encuentran entre las mayores amenazas globales a los ecosistemas y los servicios ecosistémicos en la historia de la humanidad. Las regiones polares de la Tierra se están calentando a un ritmo sin precedentes, hasta 2 a 4 veces más rápido que el promedio de la Tierra. "Los modelos climáticos predicen que el hielo marino del Ártico se derretirá a finales de este siglo. Durante el mismo período, la superficie libre de hielo de la Antártida aumentará de aproximadamente el 2% actual a casi el 25%. El derretimiento de los glaciares de la Antártida occidental por sí solo provocaría un aumento de los niveles del mar de cinco metros, lo que amenazaría al 10% de la población mundial y a muchos de los ecosistemas oceánicos costeros del mundo en las próximas décadas o siglos", afirma Saikkonen. Los investigadores desafían el debate convencional sobre la biodiversidad centrado en las especies al centrarse no solo en las especies, sino también en la diversidad genética de los organismos y la importancia de los asociados microbianos esenciales de las plantas y los animales. "Proponemos que la biodiversidad puede, a largo plazo, recuperarse después de perturbaciones y extinciones masivas, pero los ecosistemas se reestructurarán como nuevos conjuntos de especies. Esto exige una mayor atención a la importancia de garantizar un potencial genético, de especies y de interacción entre especies suficiente para sustentar la diversificación futura y las funciones y servicios ecosistémicos. Por lo tanto, es importante abordar la pérdida de biodiversidad impulsada por el cambio climático", dice Saikkonen.