Adaptación temporal al ambiente cavernícola

Miércoles, 02 Enero 2008 08:28 Apuntes técnicos

 

 

adaptacion-temporal-al-ambiente-caverncola renata ambienteEl estudio de la fauna cavernícola es instigador porque abre posibilidades de realización de trabajos en que es posible comprobar hipótesis sobre la evolución de características morfológicas, fisiológicas y de comportamiento. Siendo esta fauna proveniente de especies que habitaban la superficie, los organismos que colonizan cavernas pueden presentar modificaciones que habían posibilitado la ocupación, con éxito, de un hábitat bastante singular. El ambiente cavernícola es caracterizado genéricamente por la ausencia de luz, elevada humedad relativa del aire y temperaturas poco variables, condiciones estas prácticamente inexistentes en los ambientes de superficie y que pueden llevar al surgimiento de estrategias adaptativas bastante especiales.

 

Tradicionalmente el buscar las características adaptativas de una especie a su medio está basado en sus características morfológicas, fisiológicas y comportamentales, comparándolas con aquellas presentadas por una especie próxima que ocupa otro hábitat. Más recientemente, la cronobiología vino a introducir otro carácter importante para esos estudios comparativos. La cronobiología estudia las características temporales de los organismos, inclusive y en especial los ritmos biológicos, incluyendo la interpretación de los fenómenos, los intervalos de sus recurrencias y las características ambientales en que ellos ocurren. Dadas las peculiaridades del ambiente cavernícola, con casi ausencia de ciclos, se puede esperar que algunos organismos cavernícolas presenten formas especiales de adaptación temporal.

La adaptación es la consecuencia evolutiva de la selección natural, actuando sobre individuos genéticamente diferentes. Considerando un ambiente cíclico, un organismo que pudiese prever las transiciones y, además, que pudiese marcar internamente ese tiempo para poder prescindir de señales externas para iniciar anticipadamente el proceso de ajuste estaría en ventaja en relación a otros que tendrían que responder directamente a la mudanza. El fenómeno de anticipación solamente es posible por la existencia de un reloj biológico, auto-sostenido, generador de los ritmos que se manifiestan en varios niveles en la organización de los seres vivos. Los ritmos biológicos se expresan bajo condiciones ambientales constantes, cuando muestran un periodo específico para cada especie. Sin embargo, el ajuste temporal del ritmo interno al ambiente ocurre a través del fenómeno de sincronización, donde el ritmo biológico pasa a expresarse sincronizado al ciclo ambiental. Los ritmos biológicos más estudiados son aquellos que se aproximan a las 24h, siendo llamados circadianos.

Los animales cavernícolas son usualmente clasificados de acuerdo con su relación ecológico-evolutiva con el ambiente subterráneo, pudiendo ser trogloxenos (especies que retornan a la superficie para completar su ciclo de vida), troglófilos (especies cuyos individuos pueden vivir tanto en medio subterráneo como en la superficie) o troglóbios (especies exclusivamente cavernícolas). Estudios cronobiológicos con animales de cada una de esas categorías mostraron que los patrones de actividad parecen reflejar el tipo de relación que cada especie tiene con la caverna.

Así, la presencia de relojes biológicos bien desarrollados fue demostrada en los trogloxenos estudiados, como murciélagos y grillos. La importancia ecológica de un sistema temporal en estos casos es evidente, una vez que la relación con el ciclo claroscuro es mantenido, y  por lo tanto el mantenimiento de una relación estable con el inicio de la noche, por ejemplo, es de fundamental importancia para la supervivencia de la especie.

Para los troglófilos, patrones de locomoción controlados por el reloj biológico habían sido evidenciados en algunas especies de abejorros y peces. Por definición, las especies troglófilas ocupan cavernas, pero pueden también ser encontradas en ambientes de superficie con características microclimáticas semejantes, por ejemplo, en rendijas o abajo de troncos caídos. Por lo tanto, la manutención de un sistema temporal en esos animales podría ser tentativamente interpretado como resultado de la relación de las poblaciones cavernícolas con las poblaciones que todavía viven en la superficie.

De entre los troglóbios, algunas especies parecen mantener ritmos (crustáceos, algunos peces y abejorros). Otras especies presentan patrones de actividad sin componentes circadianos, pero en muchos casos, todavía se observa la manutención de ritmos de otras frecuencias en procesos fisiológicos y comportamentales como la respiración.

La ausencia de ritmos circadianos para algunos troglóbios podría significar tanto la pérdida del sistema circadiano que nunca fue puesto en movimiento a causa del bajo o inexistente  ciclo ambiental en el medio subterráneo. Existen experimentos con larvas de insectos que demuestran que el reloj biológico puede estar presente y funcionando y aún así, el organismo ser aparentemente arrítmico.

Cuando se piensa en el arritmiciclo debe ser tenido en cuenta que la generación de los ritmos es debida a un sistema multioscilatorio, es decir, a la actividad de diversos relojes biológicos acoplados. Por lo tanto, una selección para el organismo ser arrítmico implicaría  la supresión de diversos componentes.

Las evidencias de la preservación del ritmo circadiano a través de diversos mecanismos en animales que viven en la superficie hacen del estudio de las especies cavernícolas una posibilidad instigadora de investigación de la plasticidad de la generación y expresión de los ritmos biológicos.

 

Sonia Hoenen

Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo

 

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