Las ciudades alteran la forma en la que evoluciona la vida

La urbanización está transformando cada vez más los entornos rurales y naturales, de una forma en la que los ecosistemas y la biodiversidad de la Tierra nunca habían experimentado antes. Estos cambios están alterando la evolución de la vida, según un estudio que publica el último número de la revista Science.

El trabajo, dirigido por biólogos evolutivos de la Universidad de Toronto Mississauga (Canadá), ha analizado si se está produciendo una evolución paralela en las ciudades de todo el mundo, gracias al Proyecto de Evolución Urbana Global (GLUE, por sus siglas en inglés).

Un total de 287 científicos recabaron datos en 160 ciudades de 26 países. Tomaron 110.019 muestras de plantas de trébol blanco (Trifolium repens) –una planta cosmopolita y perenne de amplia distribución– de 6.169 poblaciones en sus ciudades y zonas rurales cercanas. En el estudio también participa la Universidad de Sevilla y la de Almería. Sin embargo, en España no existen lugares de estudio, el más cercano de recogida fue Lisboa en Portugal.

"La adaptación en sí no es ni positiva ni negativa, simplemente es un proceso que ocurre como una respuesta adaptativa de las especies hacia un estímulo. En este caso, un aumento de la urbanización puede traer consigo cambios como, por ejemplo, el aumento de superficies impermeables, cambios de temperatura o disminución de la presencia de herbívoros", dice a SINC Jose Raúl Román, investigador de la Universidad de Almería que, junto con Miriam Muñoz Rojas, de la Universidad de Sevilla recogieron muestras para el estudio.

En concreto, la urbanización hace que muchas plantas de trébol blanco de todo el mundo produzcan menos cantidad de una sustancia química. "Disminuye la producción de cianuro de hidrógeno (HCN, por sus siglas en inglés), una defensa química antiherbívoros", afirma Román.

Desde esta perspectiva, las ciudades son una fuerza dominante que impulsa la evolución de la vida a escala mundial. De Toronto a Tokio, de Melbourne a Múnich, el trébol blanco evoluciona con frecuencia en respuesta directa a los cambios ambientales que se producen en los entornos urbanos.

"Este conocimiento podría ayudar a conservar algunas de las especies más vulnerables de la Tierra, mitigar los impactos de las plagas y enfermedades, mejorar el bienestar humano, y contribuir a la comprensión de los procesos evolutivos", argumenta el científico.

Diferencias significativas entre entornos rurales y urbanos

Los resultados demuestran que la probabilidad de que una planta produjera cianuro de hidrógeno aumentó un 44 % de media desde los centros de las ciudades, donde se encontraron los valores más bajos, hacia el entorno más rural. Además, en 62 de las 160 ciudades estudiadas la producción de HCN fue menos común en entornos urbanos que en rurales.

Por otro lado, el estudio del genoma reveló que esta evolución en los rasgos fenotípicos debido a la urbanización se explica gracias a la evolución adaptativa. "Los resultados demuestran que conduce a cambios ambientales que pueden impulsar rápidas adaptaciones evolutivas a escala global", asevera el experto.

Las poblaciones de trébol blanco son polimórficas para la producción de cianuro de hidrógeno, una defensa química antiherbívoros que aparece después de que se produzca un daño a sus tejidos. Esto quiere decir que hay poblaciones cianogénicas, que producen este compuesto, mientras que está ausente en los genotipos no cianogénicos. Este hecho permitió estudiar la transición de un genotipo a otro.

Los profesores de biología de la Universidad de Toronto Mississauga, Rob Ness y Marc Johnson, y el estudiante de doctorado de la UTM James Santangelo. / Nick Iwanyshyn

Una colaboración mundial sin precedentes

La investigación ha permitido crear un enorme conjunto de datos que se estudiará durante años, afirman sus autores. "Nuestros colaboradores reconocieron la importancia de este proyecto. Nunca ha habido un estudio de campo de la evolución de esta escala, ni un trabajo global de cómo la urbanización influye en la evolución. Habría sido imposible hacerlo sin nuestro conjunto de colaboradores", recalca Marc T. J. Johnson, coautor e investigador de la Universidad de Toronto Mississauga.

Johnson también califica el proyecto de modelo de ciencia inclusiva. El equipo estaba dividido a partes iguales entre mujeres y hombres y no solo incluía a investigadores consagrados, sino también a estudiantes de todos los niveles y de todos los continentes habitados del mundo.

El equipo español no participó en la coordinación del trabajo, pero Muñoz Rojas coordina una red global, de la que Román también forma parte, para conocer el efecto de los cambios de usos del suelo en las poblaciones microbianas del mundo.

"Hace falta movilizar una gran cantidad de recursos, personales y económicos, así como contactar con muchos grupos, establecer protocolos muy bien diseñados y definidos para que todos los participantes puedan llevar a cabo los muestreos", explica el investigador de la Universidad de Almería.

Referencia:

James S. Santangelo et al. "Global urban environmental change drives adaptation in white clover". 'Science'