La nueva medida, denominada "herencia evolutiva", destaca la importancia de los rasgos únicos de las especies (que incluyen adaptaciones fisiológicas, como variaciones del pico en diferentes aves) al evaluar la riqueza y complejidad de la vida.
Esto es particularmente importante frente a las presiones rápidamente cambiantes sobre la biodiversidad de nuestro mundo. También puede ayudar a responder debates duraderos en el campo, como si los "fósiles vivientes" (especies como el pez pulmonado, que no parecen haber cambiado durante millones de años) aún evolucionan.
Científicos del Imperial College London, la Sociedad Zoológica de Londres y la Universidad de Canterbury, Nueva Zelanda, han propuesto la nueva métrica para capturar la acumulación y pérdida de rasgos evolutivos específicos a lo largo del tiempo.
Dirigido por el profesor James Rosindell del Departamento de Ciencias de la Vida de Imperial, los resultados del equipo se publican en la revista Systematic Biology. .
"La forma en que medimos la biodiversidad incorpora no sólo la riqueza de especies sino también la riqueza de rasgos heredados evolutivamente que a menudo se dan por sentados", afirmó el profesor Rosindell.
Hay muchas formas de cuantificar cuán biodiversa es una comunidad ecológica. Una de las más sencillas consiste simplemente en contar el número de especies diferentes que están presentes.
Sin embargo, en la década de 1990, hubo un cambio para centrarse en la historia evolutiva, que considera las distancias evolutivas entre las especies:qué tan estrechamente relacionadas están.
Imagine un árbol de toda la vida en la Tierra, donde diferentes ramas representan diferentes linajes evolutivos. Las hojas que cuelgan de las ramas son las especies actuales que observamos hoy.
La historia evolutiva se calcula considerando un conjunto de especies y sumando todas las ramas que conectan esas especies con un ancestro común. La idea es que dos especies que están relacionadas más lejanamente tienen más probabilidades de ser distintas entre sí que especies que divergieron entre sí hace relativamente poco tiempo.
Sin embargo, una desventaja de la diversidad filogenética es que a menudo no logra capturar completamente los rasgos funcionales que hacen que las especies sean física y ecológicamente diferentes entre sí.
Las especies pueden estar estrechamente relacionadas, pero tienen rasgos muy diferentes, como los elefantes asiáticos y africanos que han evolucionado para adaptarse a sus diferentes entornos. Los elefantes africanos tienen orejas más grandes y más arrugas en la piel que les ayudan a irradiar más calor. Aquí es donde entra en juego la herencia evolutiva.
"Con la herencia evolutiva, estamos tratando de capturar todos los rasgos únicos que esperamos que existan y que podrían tener todo tipo de usos importantes, pero que aún no están formalmente identificados ni medidos", afirmó el profesor Rosindell.
La herencia evolutiva incorpora no sólo la acumulación de características biológicas a lo largo del tiempo, sino también su desgaste:la pérdida gradual de características a través de mecanismos distintos a la extinción.
Las especies no sólo se diferencian entre sí al adquirir nuevos rasgos a lo largo de sus ramas evolutivas, sino que también pierden rasgos que ambos heredaron de su ancestro común.
Este proceso se puede capturar mediante cálculos o simulaciones que utilizan un algoritmo que atribuye una posibilidad aleatoria de ganar o perder un rasgo existente.
"Hemos capturado algo que siempre nos ha interesado en la biología evolutiva pero que nos ha costado comprender matemáticamente", dijo el coautor Dr. Will Pearse del Departamento de Ciencias de la Vida de Imperial.
"Se afirmó que la diversidad filogenética también era un indicador de la diversidad de características, pero ignora que las características no sólo surgen, sino que también se pierden en un árbol evolutivo", dijo el coautor, el profesor Mike Steel, biomatemático de la Universidad de Canterbury. P>
Dijo:"La herencia evolutiva es una forma de manejar este proceso de ganancia y pérdida de una manera integrada y matemáticamente natural".
El equipo aplicó su marco para resolver un debate evolutivo de larga data en torno al controvertido concepto de "fósiles vivientes". Tradicionalmente, se piensa que los fósiles vivientes son especies que parecen haber cambiado poco durante largos períodos geológicos y que a menudo mantienen un gran parecido físico con sus ancestros antiguos.
Sin embargo, a muchos científicos no les gusta el término porque implica que las especies que vemos hoy son literalmente idénticas a sus ancestros. El profesor Rosindell dijo:"Esa idea es incorrecta; la evolución no puede simplemente 'apagarse'. Los organismos seguirán mutando y no todos sobrevivirán para reproducirse, por lo que se producirá la evolución."
El patrimonio evolutivo ofrece una nueva perspectiva para comprender los fósiles vivientes. El nuevo marco define e identifica los fósiles vivientes por la unicidad y rareza previstas de sus características evolutivas en lugar de su parecido superficial con especies antiguas.
El artículo describe un método en el que los fósiles vivientes se identifican no por sus características ancestrales totales sino por la singularidad o rareza de estas características entre otras especies vivas que descienden del mismo ancestro.
"Si pensamos en un conjunto de características ancestrales, algunas no sobrevivirán en absoluto, otras sobrevivirán en un número muy pequeño de especies vivas y otras podrán observarse en miles de especies descendientes actuales", afirmó el profesor Rosindell.
"Son las especies con características ancestrales raras las que saltan a la vista y son etiquetadas como fósiles vivientes según nuestro método", afirmó.
El equipo ahora está trabajando para validar sus ideas utilizando datos genéticos y de rasgos, además de seguir desarrollando sus modelos para su uso potencial en aplicaciones de conservación e investigación ecológica.
Más información: James Rosindell et al, Las métricas de biodiversidad filogenética deberían tener en cuenta tanto la acumulación como el desgaste del patrimonio evolutivo, Biología sistemática (2023). DOI:10.1093/sysbio/syad072
Información de la revista: Biología Sistemática
Proporcionado por el Imperial College de Londres