La evolución puede invertir los ciclos de depredadores y presas

MADRID, 6 May. (EUROPA PRESS) -

   Cuando las especies de depredadores o de presas están evolucionando, incluso en cosas pequeñas, los ciclos de sus poblaciones pueden invertirse, según concluye un nuevo estudio que se publica esta semana en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences'. Cuando ambas especies evolucionan, el ciclo tradicional puede cambiar, provocando que las poblaciones de depredadores alcancen su pico antes que las de la presa, como si ésta se estuviera comiendo a los depredadores.

   Las poblaciones de depredadores y sus presas suelen seguir ciclos predecibles, de forma que, cuando aumenta el número de presas, tal vez conforme su suministro de alimentos se vuelve más abundante, las poblaciones de depredadores también crecen. Sin embargo, cuando la población de depredadores se vuelve demasiado grande, la población de presas a menudo cae en picado, dejando muy poco alimento para los depredadores, cuya población entonces también se bloquea.

   Este punto de vista canónico de las relaciones depredador-presa fue identificado por primera vez por los biólogos matemáticos Alfred Lotka y Vito Volterra en los años 1920 y 1930. Ahora, investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia, en Estados Unidos, han propuesto una teoría para explicar los cambios coevolutivos y muestran cómo su planteamiento puede explicar los inesperados ciclos de población, ayudando a los epidemiólogos a predecir ciclos de enfermedad y la virulencia de los agentes infecciosos.

   La nueva teoría, financiada por la 'National Science Foundation' y el Fondo Burroughs Welcome, también podría llevar a entender mejor cómo los ciclos de población pueden afectar a los ecosistemas. "Nuestro trabajo demuestra que la coevolución puede producir un comportamiento nuevo y único a escala de población --explica Joshua Weitz, profesor asociado en la Escuela de Biología del Instituto de Georgia--. Cuando se incluye la evolución, la dinámica clásica depredador-presa tiene una gama mucho mayor de posibles resultados. No estamos reemplazando la teoría original, sino que proponemos un modelo más general que abre la puerta a nuevos fenómenos".

   La evolución a menudo se percibe como un evento histórico, subraya Weitz, pero los organismos están en constante evolución, con ciertos fenotipos haciéndose dominantes según les favorecen las condiciones ambientales y de otro tipo. En organismos como aves o pequeños mamíferos, estos cambios se pueden manifestar en tan sólo diez generaciones, mientras en las especies microbianas con breves periodos de vida, los cambios evolutivos pueden ocurrir en cuestión de días o semanas.

   Los cambios evolutivos pueden afectar dramáticamente a las relaciones entre las especies, haciéndolas más o menos vulnerables. Por ejemplo, si una mutación que confiere resistencia viral a una especie de bacteria se convierte en dominante, puede cambiar la relación depredador-presa poniendo a salvo a la población de bacterias de cualquier daño. De manera más general, los ciclos coevolutivos pueden surgir cuando al depredador le resulta costoso atacar y la defensa de la presa es efectiva.

   "Con la coevolución del depredador y la presa, se pueden ver variaciones en las que hay una gran cantidad de presas, incluso cuando hay muchos depredadores, o un montón de depredadores incluso cuando hay muy pocas presas", afirma Michael Cortez, becario postdoctoral en el laboratorio de Weitz y primer autor del artículo.

   "Cuando la presa es abundante y escasean depredadores, puede ser porque hay un montón de presas defendiéndose que se aprovechan de que los depredadores no pueden comer -detalla--. Cuando hay un montón de depredadores y algunas presas, es porque la presa tiene muy buenas fuentes de alimentación y los depredadores lo están haciendo bastante bien". En su trabajo, los investigadores simularon modelos en los que se aceleró el proceso evolutivo para mostrar cómo su teoría de la evolución conjunta afectaría a los ciclos de población depredador-presa.

   Acelerar el proceso permitió a los científicos romper el círculo en segmentos más pequeños podían analizarse con más detalle y luego utilizar observaciones anteriores de abundantes cambios en tres pares de depredadores y presas (visón-rata almizclera, gerifalte o halcón gerifalte-perdiz nival o lagópodo alpino y fago o virus que afecta a las bacterias-bacteria 'Vibrio chlerae'), un conjunto de datos recogidos por otros científico, para mostrar cómo se aplicarían los modelos.

   "A pesar de que la estructura de los ciclos en estos tres sistemas había sido señalada como inusual por los autores que los observaron, no había habido, hasta ahora, un marco teórico unificado desde el que dar sentido a cómo sucedía esa desviación radical de la firma clásica de interacciones entre el depredador y la presa", resalta Weitz.