Un estudi de la Facultat de Biologia i de l’Institut de Recerca de la Biodiversitat de la UB (IRBio) ha analitzat com han evolucionat i s’han diversificat les espècies de macroinvertebrats aquàtics —com ara escarabats, mosquits o libèl·lules— des que es van originar. A partir de l’estudi de les característiques ecològiques de prop de 6.600 espècies europees, els investigadors han reconstruït quin espai funcional ocupa cadascuna d’elles. En paral·lel, han utilitzat seqüències del seu ADN per reconstruir l’arbre de la vida dels macroinvertebrats aquàtics —la relació evolutiva i filogenètica entre les espècies— per calcular quan van aparèixer i quina evolució van tenir. Els resultats confirmen estudis previs que assenyalaven que el nombre d’espècies de cada llinatge és independent del temps evolutiu. Com a novetat, la recerca conclou que els llinatges més antics tenen més diversitat funcional —poden fer més coses i viure en més hàbitats— que els llinatges més joves, la diversitat funcional dels quals està condicionada pels llinatges més antics que van colonitzar l’habitat amb anterioritat.
El nou treball, que ha estat seleccionat com l’article del mes de juliol a la revista Ecography , té com a primer autor l’ecòleg Cesc Múrria (IRBio-UB) i està liderat per la professora Núria Bonada (IRBio-UB), que és cap del Grup de Recerca Freshwater Ecology, Hydrology and Management (FEHM) de la UB. A més, també hi han participat els experts Anna Papadopoulou (Estació Biològica de Doñana del CSIC), Sylvain Dolédec (Universitat de Lió, França) i Alfried Vogler (Museu d’Història Natural-Imperial College de Londres, Regne Unit).
Aquest vídeo explica aquesta recerca:
Edat del llinatge i diversitat funcional
La macroecologia és el camp de l’ecologia que estudia patrons globals de biodiversitat, com per exemple la reducció de la riquesa d’espècies des de les regions tropicals fins als pols, o com aquesta varietat es va reduint a mesura que augmenta l’elevació d’una muntanya. En aquest treball, s’analitza l’arbre de la vida dels macroinvertebrats aquàtics europeus per calcular quant temps fa que van colonitzar els ecosistemes d’aigua a partir d’ancestres terrestres o marins. Per exemple, està ben establert que uns llinatges com les libèl·lules o les mosques efímeres van colonitzar les aigües dolces continentals abans que uns altres, com els escarabats o les mosques i mosquits. El pas següent ha estat relacionar l’edat del llinatge amb la diversitat funcional que té en l’actualitat. «Per entendre patrons globals de biodiversitat i els processos que els han creat, és important saber què fan les espècies (com respiren, què mengen, com es reprodueixen o volen reproduir-se) i on viuen (altura, pH, temperatura, quantitat d’oxigen o matèria orgànica de l’hàbitat): és el que es coneix com a diversitat funcional», explica Cesc Múrria, que és membre del Departament de Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals de la UB i del Grup FEHM.
Els llinatges més joves ocupen els espais menys utilitzats
Per relacionar l’edat evolutiva i la diversitat funcional, els investigadors han compilat les dades ecològiques de prop de 6.600 espècies de macroinvertebrats aquàtics publicades en estudis anteriors. Els resultats confirmen la hipòtesi segons la qual els llinatges més antics tindrien més diversitat funcional que els llinatges més joves, però, a més, explica com es produeix aquesta evolució: «Els nostres resultats demostren que els llinatges més joves ocupen un espai funcional que prèviament no ha utilitzat cap altre llinatge, com per exemple ambients salins on no trobem llinatges antics. Aquesta diversificació s’explicaria perquè quan els llinatges més antics van colonitzar les aigües continentals tenien pocs competidors que limitessin l’espai funcional que podien utilitzar. Així, a mesura que apareixien més llinatges i s’anava ocupant l’espai funcional, els nous havien d’evolucionar per ocupar espais ecològics que prèviament no es fessin servir i, potser, haurien de fer menys coses i viure en hàbitats particulars», explica Cesc Múrria.
Treball pioner en estudis evolutius
Aquesta recerca és un dels primers treballs en el camp de l’evolució que determina com llinatges establerts en un nou hàbitat poden condicionar la diversitat funcional de llinatges que colonitzaran l’hàbitat amb posterioritat. «Oferim una nova perspectiva per als estudis evolutius, que han de tenir més en compte l’ecologia de les espècies i no només el nombre d’espècies dins dels diferents llinatges. Encara que sembli una obvietat —ja que l’origen de les espècies depèn molt del que fa i com és una espècie—, en general aquesta visió ecològica i evolutiva és minoritària en els estudis que analitzen patrons de diversitat a gran escala espacial i temporal. Aquesta implicació va més enllà dels estudis dels organismes aquàtics i és aplicable a tota la biota», destaca Cesc Múrria. «El nou treball representa un pas endavant per entendre millor la història evolutiva i l’ecologia dels rius ja que l’estudi barreja tres camps de recerca que tradicionalment han treballat per separat: filogènia, ecologia funcional i evolució», conclouen els investigadors.
Referència de l'article:
Múrria, C.; Dolédec, S.; Papadopoulou, A.; Vogler, P. A.; Bonada, N. «Ecological constraints from incumbent clades drive trait evolution across the tree‐of‐life of freshwater macroinvertebrates». Ecography, 2017. Doi: doi.org/10.1111/ecog.02886
