La explosiva diversificación de las “margaritas gigantes de Darwin” en las Islas Galápagos

Las radiaciones evolutivas en las islas oceánicas han fascinado a los biólogos desde que Darwin llevara a cabo la exploración del archipiélago de Galápagos. Estas radiaciones son conjuntos de especies estrechamente emparentadas que se han originado de manera muy rápida, explosiva (en unos cientos de miles de años) a partir de una única especie ancestral llegada a las islas.

Singularmente, las radiaciones en archipiélagos oceánicos (normalmente volcánicos) han sido consideradas unos sistemas ideales para investigar la acción de la evolución desde que Darwin expusiera su teoría.

Además de una rápida especiación, las radiaciones en islas volcánicas suelen conllevar una evolución acelerada como consecuencia de una gran diversidad ecológica, lo que se denomina “radiación adaptativa”. El más famoso de los ejemplos de la radiación en islas se localiza en el reino animal y, concretamente, en los llamados pinzones de Galápagos o ‘pinzones de Darwin’.

Aunque existen algunos ejemplos de estudios en el reino vegetal en Hawaii o las Islas Canarias, hasta hace poco se obtenía una resolución limitada al investigar las relaciones de parentesco entre especies, lo que ha obstaculizado una investigación detallada de sus patrones y procesos de especiación y, en particular, de su ritmo y modo de una diversificación rápida en las islas.

Dos imágenes del género Scalesia, Scalesia pedunculata (izd.) y Scalesia helleri (dcha.) con el océano Pacífico al fondo que baña el archipiélago de Galápagos. Pablo Vargas|RJB-CSIC.

Sin embargo, un equipo internacional de científicos entre los que figuran varios investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Real Jardín Botánico (RJB) de Madrid, acaba de publicar un estudio pionero sobre todas las especies del género Scalesia, también conocidas como “las margaritas gigantes de Darwin”. Se trata de la documentación de una de las más emblemáticas radiaciones evolutivas en unas islas geológica y ambientalmente muy dinámicas como son las Galápagos.

Primer estudio genético y evolutivo

“Nuestro equipo ha llevado a cabo el primer estudio evolutivo en profundidad del género Scalesia. Se trata de un análisis filogenómico utilizando técnicas de secuenciación masiva (genotipado por secuenciación) para investigar las relaciones entre las especies, su ritmo de diversificación y sus principales patrones evolutivos”, señala el investigador del RJB-CSIC Mario Fernández-Mazuecos, integrante de este equipo. En el estudio también han participado los investigadores del RJB-CSIC Pablo Vargas, David Monjas y Ana Otero y colaboradores de la Universidad San Francisco de Quito (Ecuador), la Universidad de Las Américas (Ecuador) y el Fort Lewis College (EE. UU.).

Los resultados de esta investigación, publicada en la revista Current Biology, señalan que el linaje de Scalesia se separó de sus parientes más próximos del continente (Suramérica) hace unos 3 millones de años. Sin embargo, las 15 especies actuales de Scalesia, todas ellasexclusivas de las Islas Galápagos se habrían diversificado rápidamente a partir de un antepasado común en tiempos más recientes, probablemente en el último millón de años.

Este género de plantas es una excepción a la “regla de la progresión”, según la cual se espera que las especies y linajes de origen antiguo ocupen islas más antiguas

Otro patrón evolutivo identificado en Scalesia es el incumplimiento de la hipótesis conocida como la “regla de la progresión”, según la cual se espera que las especies más antiguas ocupen islas más antiguas. En este caso la regla se incumple porque el génerose ha diversificado muy recientemente, cuando la mayoría de las islas ya habían emergido del fondo marino.

“Muchas veces se asume que el aislamiento entre islas es responsable de la mayor parte de la diversidad en los archipiélagos. Nosotros encontramos que las especies han diversificado en su mayor parte dentro de las islas más grandes del archipiélago, y no tanto como resultado del aislamiento entre islas”, indica Mario Fernández-Mazuecos.

Durante el estudio, también se ha descubierto que las especies de margaritas de Darwin similares en sus caracteres tienden a no estar estrechamente emparentadas. Es el caso de las especies que crecen hasta el tamaño de árboles, o de las que presentan el mismo tipo de hoja. “Esto sería el resultado de la evolución convergente, es decir, esos caracteres similares pueden haber evolucionado varias veces como adaptación a ambientes similares en distintas islas”, añade el investigador del RJB-CSIC.

Un excelente ejemplo de diversificación explosiva

Se sabía que el género Scalesia está formado por 15 especies exclusivas (endémicas) del archipiélago de Galápagos que pertenecen a la familia de las margaritas (Compuestas). Entre las especies de plantas de Galápagos, son las que muestran mayor diversidad de hábitats y de caracteres (por ejemplo, hojas de muy diversas formas y distintos tipos de inflorescencias).

Se les ha llamado “los pinzones de Darwin del mundo vegetal” o, como los autores del estudio prefieren denominarlas, “las margaritas gigantes de Darwin”. Esto es así porque son el mejor ejemplo de radiación (diversificación explosiva) en plantas de las Islas Galápagos, igual que los pinzones son el mejor ejemplo en animales.

Tanto los pinzones como Scalesia atrajeron poderosamente la atención de Darwin durante su estancia en las Galápagos, como deja reflejado en El viaje del Beagle. Sin embargo, a diferencia de la historia evolutiva de los pinzones, que se ha estudiado con profusión, la evolución de Scalesia apenas se había investigado hasta ahora. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.09.019. Fuente: RJB

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