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¿Cómo la urbanización está afectando la manera en que evolucionan las especies?

Insectos más fuertes contra los pesticidas, mariposas que cambian de color y peces inmunes a contaminantes son algunas de las consecuencias imprevistas –e involuntarias– de las ciudades en las criaturas que nos rodean.
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Históricamente, el argumento más convincente para la evolución vino de las partes del mundo natural que mayormente no habían sido tocadas por los humanos. Después de todo, fue en las aisladas Islas Galápagos, cerca de la costa de Ecuador, en que las aves –y su gran variedad de picos– ayudaron a darle forma a la famosa teoría de Charles Darwin en el siglo XIX.

Sin embargo, incluso en aquel tiempo, las pruebas para la evolución se podían encontrar dentro de las ciudades que crecían a ritmos desbordados. No hay que ir más allá que las mariposas de los abedules. Alguna vez sus alas blancas con manchas negras las ayudó a camuflarse dentro de árboles de colores parecidos. Pero a medida que la Revolución Industrial cubrió a esos árboles de hollín, las mariposas con alas totalmente negras –producto de una mutación genética– sobrevivieron y trasmitieron sus genes. Eventualmente las mariposas evolucionaron para ser totalmente negras en ciertas partes de Inglaterra.

Si adelantamos el reloj hasta nuestros tiempos, vemos que la población humana está en auge y que cantidades crecientes de personas están mudándose desde zonas más rurales hacia las ciudades. Actualmente los residentes de ciudades constituyen la mitad de la población global y para 2050 se espera que otras 2,500 millones de personas se muden a las ciudades. Las áreas metropolitanas existentes se expandirán y quizás algunas nuevas también surjan.


“Las áreas urbanas cubren aproximadamente el 3% de la superficie de la Tierra y esa cantidad sigue aumentando”, dice Marc Johnson, director del Centro para Ambientes Urbanos en la Universidad de Toronto en Mississauga. Y si bien los investigadores no entienden del todo cómo la urbanización afecta la evolución de vida dentro y alrededor de ciudades, ha habido cientos de estudios explorando ese tema.

El mapa muestra las ciudades en donde la evolución urbana se ha estudiado. Las que están marcadas en azul representan las especies comensales… las que han evolucionado para vivir con seres humanos. (Cortesía de Jason Munshi-South y Marc Johnson)

Para preparar su artículo académico más reciente –el cual fue publicado la semana pasada en la revista académica Science– Johnson y su colega Jason Munshi-South, un biólogo evolucionario de la Universidad Fordham de Nueva York, analizaron casi 200 estudios publicados durante los últimos cinco años. “Lo que encontramos es que el [desarrollo urbano] a menudo influye en la evolución y con frecuencia lo hace muy rápidamente”, dice Johnson.

Pero, también lo hace con consecuencias involuntarias.

Según agrega Johnson, por esa razón “la urbanización es el mejor estudio (y el de mayor escala) de la evolución que jamás se haya intentado, y literalmente se encuentra en nuestros patios”.

CityLab entrevistó a los investigadores sobre las consecuencias más notables de la urbanización, lo que ésta significa para los organismos que viven entre nosotros y finalmente, cómo los efectos todos regresan a los humanos.

Empiezan el estudio al hablar de esta idea de ciudades convergentes. ¿Podrían explicar lo que significa esto?

Johnson: Si vas a Beijing, a la Ciudad de Nueva York o a Los Ángeles, verás ciertas características: más superficies impermeables, más luces y ruidos y [temperaturas más cálidas] dentro de la ciudad que fuera [de las mismas]. Con respecto a algunas de estas variables, dos ciudades en diferentes partes del mundo pueden parecerse más de lo que se parecen a un ambiente natural. Pueden conducir a ecosistemas totalmente únicos, los cuales entonces conducen a la adaptación de selección natural para ciertas formas urbanas.

Algunos de los mejores ejemplos vienen de especies que dependen de nosotros: los humanos. Hay dos escenarios básicos: uno es donde un organismo originalmente evolucionó para adaptarse a los ambientes humanos y, entonces, se extiende. Así, existen organismos que parecen haber evolucionado y desarrollado los mismos tipos de características y cambios genéticos en paralelo a estas ciudades. Antes de la Revolución Industrial, los mirlos mayormente eran una especie de bosques… pero ahora cuando vas por Europa, los ves en todos los ambientes urbanos. Los datos genéticos muestran que estas invasiones han ocurrido repetida e independientemente, y que la evolución de varias características conductuales –[tales como] volverse más familiar y menos vigilante con respecto a la presencia humana– también se han aplicado de manera paralela, pero convergen a lo largo de ambientes diferentes.

¿Cómo se aplica esto a las alimañas –esas especies del mundo animal que son rechazadas en medio humano ya sea por su aspecto, nocividad o perjuicio– como las cucarachas?

Munshi-South: Hay un conjunto de especies que se llaman las especies comensales que evolucionaron para vivir con nosotros, a medida que nos volvimos más sociales y nos asentamos en aldeas y pueblos agrícolas de mayor densidad. Se extendieron a lo largo del mundo junto con nosotros, entonces básicamente cada ciudad grande tendrá ratas, ratones caseros, palomas, insectos y cucarachas alemanas. Están experimentando oleadas de presión evolucionaria: si examinas los tipos de insecticidas que se usan contra las cucarachas en Norteamérica, varias poblaciones evolucionaron para evitarlos.

Johnson: Entender cómo el desarrollo de las ciudades y de la actividad humana pueden influir en la evolución de estas alimañas –tanto del tipo adaptivo como el no adaptivo– es importante para el bienestar humano y la propagación de la enfermedad. Por ejemplo, los insectos han reaparecido durante las últimas dos décadas porque se han adaptado rápidamente a la persecución por humanos. El uso de insecticidas inicialmente causa el declive de una población pero el otro efecto es que impone una selección natural muy fuerte en estas poblaciones, por lo que si hay alguna mutación que los permite resistir ese insecticida, los individuos con esa mutación están propagando más de sus copias genéticas.


¿Estamos abordando el control de las alimañas de la manera incorrecta?

Munshi-South: Parte de la brecha en las prácticas actuales del control de alimañas tiene que ver con no entender cómo las poblaciones están estructuradas a lo largo del espacio y del tiempo. ¿Son todas las ratas ubicadas dentro de unas cuantas manzanas una especie de unidad evolucionaria, o es [el asunto] mayor que eso? Tienes que abordar a la unidad completa en donde todavía tendrás ratas que son parientes y que podrían seguir reponiendo la población local.

Existen algunas ideas sobre cómo usar la biología evolucionaria y la biotecnología para darle a las alimañas un golpe fuerte. Estas incluyen la ingeniería de elementos genéticos que podrían ser liberados dentro de poblaciones que causarían efectos negativos en la reproducción. Estas ideas se han probado de manera muy limitada en los mosquitos, y durante los próximos 15 a 20 años se empezará a probar en otras alimañas. Nosotros no estamos recomendando esa estrategia. Las ideas necesitarían ser correctamente validadas para la seguridad ambiental y las consecuencias involuntarias.

El diagrama muestra la gradiente de rural a urbana que queda alrededor de las ciudades y las barreras que pueden aislar grupos de las mismas especies. (Cortesía de Jason Munshi-South y Marc Johnson)

¿Y los organismos que no son alimañas? ¿Cuál es uno de los efectos evolucionarios más comunes de la urbanización?

Munshi-South: Estamos hablando de la diferenciación genética y la pérdida de variación genérica en las poblaciones dentro de las ciudades. Mis investigaciones han examinado bastante a los animales que ocupan parques en la Ciudad de Nueva York, las cuales más o menos concebimos como islas. El originario ratón de pata blanca puede prosperar en los pequeños bosques que quedan en estos parques, pero no pueden abandonarlos muy fácilmente. Entonces a lo largo del tiempo, sus poblaciones dentro de un solo parque se vuelven aisladas y lentamente acumulan diferencias de una generación a otra. Puedes detectar que estas poblaciones se están volviendo diferentes [a las que están en otros parques], entonces si me das un ratón de cualquier parte, probablemente podría llevarlo al laboratorio y usando un conjunto pequeño de marcadores genéticos, podría decirte de dónde vino.

¿Debemos estar preocupados? No necesariamente. Podría ser que las especies mantienen poblaciones grandes sin problema alguno en estos parques. Pero también es posible que pierdan variación a lo largo del tiempo y que se vuelvan endogámicos. Entonces podrías preocuparte que estas poblaciones quizás no duren tanto tiempo. Eso no parece ser el caso con los ratones de pata blanca, pero hemos estudiado salamandras que están aisladas en un par de laderas rocosas al lado de una carretera en la Ciudad de Nueva York, y a éstas les quedan muy poca variación genérica. Si se les diera suficiente tiempo, quizás no podrían soportar las enfermedades que vienen a través de la población o a través de un cambio en la calidad del agua.


Una cosa interesante acerca de las mariposas de los abedules es que algunas eventualmente regresaron a sus colores originales. ¿Podemos revertir ciertos efectos de la urbanización en la evolución… ¿y debemos hacer esto?

Munshi-South: Con respecto a las mariposas de los abedules, la presión de en la selección se invirtió porque a lo largo del tiempo, la gente exigió aire más limpio y un mejor enfoque para abordar la contaminación. En ejemplos como este, si intentáramos revertir la evolución, probablemente nos beneficiaríamos a nosotros mismos y a nuestras ciudades. Los killi [unos peces que viven en el este de Norteamérica] han evolucionado exactamente con un mismo gen para evitar el daño del PCB, un contaminante [encontrado en varios canales navegables] que tiene un efecto muy fuerte en su sistema endocrino. Pero casi definitivamente sería bueno para ese medioambiente –y para los humanos– si pudiéramos reducir o contener la contaminación por PCB en esos canales. Esa especie se pudo adaptar, pero hay otras que no han podido hacerlo.

¿Qué debe ser la conclusión principal para otros investigadores, planificadores urbanos e incluso los legisladores?

Johnson: De cierta manera, esta es una llamada de atención tanto para científicos como para legisladores de que sabemos muy poco acerca de cómo nuestras ciudades están influenciando a la vida a nuestro alrededor, y particularmente a la evolución en sí misma. Hay una sugerencia de que esta evolución podría tener consecuencias positivas en términos de conservación de algunas especies originarias y sus efectos a nivel de los ecosistemas. Por ejemplo, encontramos que los tréboles blancos se están adaptando a los ambientes de las ciudades y persistiendo en ellos. Eso es importante porque el trébol blanco es la fuente más importante de néctar en los ambientes urbanos: suministra dos tercios de todo el néctar que las abejas usan en estos tipos de ambientes. Al mismo tiempo, los organismos de alimañas pueden adaptarse a la urbanización. Si pudiéramos usar nuestro entendimiento de la biología evolucionaria para diseñar maneras mejores y más eficaces para controlar estas especies, esa es una situación en que todos salen ganando.

Munshi-South: Este paradigma viejo en que los científicos antes hacían un esfuerzo especial para evitar la influencia de humanos realmente ha cambiado, y vamos a ver a más biólogos evolucionarios pensando en ciudades como una fuerza evolucionaria aún mayor. Más grande.

Este artículo fue publicado originalmente en inglés en CityLab.com.