Una pequeña planta proporciona grandes pistas sobre cómo el desarrollo humano está impulsando la evolución de los organismos vivos. Una nueva investigación de la Universidad de Toronto Mississauga revela la primera evidencia de que el trébol blanco común cambia genéticamente para adaptarse a los entornos urbanos.

El estudio, por los investigadores Ken Thompson y Marc Johnson, También revela información nueva y sorprendente sobre el efecto que las temperaturas de la ciudad pueden tener en el proceso. Marie Renaudin, de AgroSup Dijon, es coautor del artículo, que aparece en la revista Actas de la Royal Society B .

"Los seres humanos construyen ciudades y viven en ellas, pero muchos otros organismos también viven en nuestras ciudades. Queríamos ver si las poblaciones naturales se están adaptando a la urbanización. También queríamos comprender las características ecológicas de las ciudades que podrían estar impulsando tales adaptaciones, "dice el autor principal Ken Thompson, un estudiante de doctorado de la UBC que realizó la investigación mientras completaba una maestría en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la UTM.

Los investigadores estudiaron el trébol blanco, que se encuentra comúnmente tanto en entornos urbanos como rurales. Los rasgos establecidos de la planta incluyen cianogénesis, un sistema de defensa químico venenoso que protege al trébol de los herbívoros. Cuando es aplastado, los productos químicos en las hojas se combinan para crear cianuro de hidrógeno, lo que disuade a las babosas y otras criaturas de comer la planta. Pero la protección química tiene un costo:si el trébol se congela, esos mismos compuestos dañan la planta. Como resultado, El trébol ha evolucionado para que sea menos probable que muestre rasgos cianogénicos en climas fríos, y es más probable que muestre rasgos cianogénicos en climas cálidos.

"Vimos esto como el sistema modelo ideal para probar si los organismos se adaptan a las ciudades, ", Dice Johnson." Sabemos que el trébol se adapta a la variación de temperatura a escalas continentales, y sabemos que hay cambios de temperatura similares en ciudades como Toronto, Nueva York, Montreal y Boston ".

El equipo de investigación tomó muestras de miles de plantas de poblaciones de tréboles a lo largo de caminos de 50 kilómetros entre el núcleo urbano de Toronto. Canadá y áreas rurales fuera de la ciudad, buscando evidencia de cambios evolutivos en rasgos cianogénicos.

La temperatura del aire en las ciudades suele ser unos pocos grados más alta que en las áreas rurales circundantes debido a la escasez de árboles y acres de asfalto y concreto que absorben y reflejan el calor del sol. Debido a este "efecto de isla de calor urbano, "Los investigadores esperaban encontrar evidencia de rasgos cianogénicos en el trébol urbano". Esperábamos que las plantas urbanas tuvieran más cianuro en la ciudad porque las temperaturas más cálidas resultarían en menos congelación, ", Dice Thompson." Pero encontramos exactamente lo contrario:las poblaciones están evolucionando con niveles reducidos de cianuro hacia el centro urbano ". El mismo patrón se repitió en muestras de trébol de Boston y la ciudad de Nueva York.

"Los datos nos dicen que la temperatura del aire es más cálida en el centro de la ciudad, ", Dice Thompson." Necesitábamos datos de temperatura desde la perspectiva de la planta ". El equipo monitoreó los sensores de temperatura a nivel del suelo durante el invierno. Los sensores revelaron una sorpresa, a pesar de las temperaturas del aire urbano más cálidas durante el día, hace mucho más frío a nivel del suelo en el centro de la ciudad por la noche que en el campo. A esto lo hemos llamado el "efecto de isla fría urbana" ".

Analizando imágenes de satélite, los investigadores concluyeron que la capa de nieve jugó un papel crucial en el proceso. "La nieve es un gran aislante del suelo, por lo que las plantas enterradas bajo la nieve son mucho más cálidas que las plantas que no lo están, ", Dice Thompson." Las poblaciones rurales están más aisladas por la nieve, pero encontramos una disminución en la capa de nieve en las poblaciones urbanas, dejando las plantas expuestas a bajas temperaturas. Esto parece causar la selección natural de plantas que carecen de rasgos cianogénicos en las ciudades ". El único valor atípico en el estudio fue Montreal, que experimenta más cobertura de nieve urbana que las otras ciudades del estudio. "No hay posibilidad de que el" efecto isla fría urbana "acabe con las plantas portadoras de genes de cianuro, "Dice Thompson.

"Estamos aprendiendo que los organismos se están adaptando rápidamente a las condiciones ambientales únicas asociadas con la urbanización, ", Dice Thompson." Sabemos mucho sobre el clima de las ciudades, pero esta investigación muestra que las ciudades están teniendo efectos sorprendentes sobre los organismos vivos. Necesitamos más datos sobre cómo está sucediendo la evolución para comprender el efecto de la urbanización en los organismos vivos ".