La ecología y la biología evolutiva es un campo de estudio interdisciplinario relativo a las interacciones entre los organismos y su entorno en constante cambio, que incluye tanto las perspectivas de la biología evolutiva como la ecología . Este campo de estudio incluye temas como la forma en que los organismos responden y evolucionan, así como las relaciones entre animales, plantas y microorganismos, cuando sus hábitats cambian. [1] La ecología y la biología evolutiva es un amplio campo de estudio que cubre varios rangos de edades y escalas, lo que también puede ayudarnos a comprender los impactos humanos en el ecosistema global y encontrar medidas para lograr un desarrollo más sostenible.
Ejemplos de temas de investigación actuales
El canto de los pájaros
Existe una serie de investigaciones acústicas sobre aves. Las aves aprenden a cantar en patrones específicos porque el canto de los pájaros transmite información a las parejas seleccionadas, lo cual es el resultado de la evolución. Sin embargo, esta evolución también se ve afectada por factores ecológicos. [2] La investigación con el canto de los pájaros registrado de gorriones de cabeza blanca machos de diferentes regiones encontró que los cantos de los pájaros del mismo lugar tienen los mismos rasgos, mientras que los cantos de los pájaros de diferentes lugares tienen más probabilidades de tener diferentes tipos de canto. Los cantos de pájaros de áreas con vegetación densa tienden a tener solo trinos lentos y bajas frecuencias , mientras que los cantos de pájaros de áreas más abiertas tienen sonidos de trino rápido y frecuencias más altas. [3] Esto probablemente se deba a diferencias en la propagación del sonido a través de la vegetación. Las frecuencias bajas se pueden escuchar desde más lejos cuando se atraviesa una vegetación densa que las frecuencias altas. Por esa razón, sería una ventaja para las aves que viven en una densa vegetación cantar a frecuencias más bajas. De esa manera, sus canciones aún pueden ser escuchadas por competidores y posibles compañeros que estén lejos.
Algo similar se encontró en aves que viven en una montaña. Los pájaros que vivían más arriba cantaban a frecuencias más altas. Esto probablemente se debió a que las partes más altas de la montaña eran más frías y, por lo tanto, menos especies vivían allí. Otros animales también emiten sonidos con los que las aves tendrían que competir, por lo que cuando hay menos especies, hay menos sonidos de alta frecuencia con los que competir. [4]
Color caracol
El color y la ornamentación de las conchas de los caracoles están determinados casi por completo por sus genes . Se ha estudiado un tipo de caracol terrestre, Cepaea nemoralis , que es muy común en Europa, y se ha encontrado que tiene algunos colores diferentes y una cantidad diferente de bandas oscuras en sus conchas. En un gran proyecto de ciencia ciudadana 'el Evolution Mega-Lab', ciudadanos de muchos países diferentes de Europa recolectaron caracoles y contaron cuántos caracoles de un determinado color / patrón de bandas estaban presentes en un determinado hábitat.
Los pájaros pueden ver mejor algunos colores, que es una de las formas en las que se seleccionan los mejores caracoles camuflados. Esto también depende del hábitat en el que viven los caracoles. Por ejemplo, los caracoles amarillos que viven en las dunas se camuflan mejor que los caracoles marrones. [5] Otra razón por la que un color de caparazón podría ser mejor en un hábitat determinado es la temperatura. Se descubrió que las conchas más oscuras absorben más calor, lo que puede representar un riesgo de sobrecalentamiento del caracol en ciertos hábitats como las dunas. En esos lugares se encontraron con mayor frecuencia caracoles de colores más claros. [6]
Evolución urbana
Con ciudades de rápido crecimiento y altas tasas de urbanización , ha surgido un nuevo tipo de entorno. El ecosistema urbano es un lugar de extremos y permite una rápida evolución. Se han observado tasas más altas de cambio fenotípico en áreas urbanas en comparación con los sistemas antropogénicos naturales y no urbanos. [7] Ha surgido un campo de estudio sobre la evolución urbana en el que se estudian las adaptaciones de animales y plantas a los entornos urbanos.
En las regiones tropicales, una determinada especie de lagartos, Anolis cristatellus , vive tanto en áreas urbanas como naturales. Estos lagartos trepan a los troncos de los árboles, las cercas y las paredes de los edificios. En las áreas urbanas se encuentran superficies más resbaladizas y lisas que en las áreas naturales. Esto crea un mayor riesgo de caerse y morir. Se descubrió que los lagartos en las ciudades se habían adaptado a estas superficies resbaladizas, desarrollando extremidades más largas y más laminillas debajo de sus pies que les ayudaban a correr con seguridad sobre estas superficies lisas. [8]
Una de las diferencias entre áreas urbanas y áreas naturales es el ruido antropogénico , como el ruido del tráfico. Las frecuencias de estos sonidos se superponen en parte con las frecuencias de los cantos de los pájaros. En las ciudades, las aves comenzaron a cantar a frecuencias más altas que en las áreas naturales, para que sus congéneres aún las oyeran. También se descubrió que sus canciones eran más cortas. [9] Esta es una forma en que las aves se adaptan al nuevo entorno urbano.
Un ejemplo de evolución urbana en plantas se encontró en Crepis sancta . Esta planta produce semillas con pappus que pueden viajar con el viento, para la dispersión de semillas . En entornos urbanos, los parches verdes son muy raros y, a menudo, también son muy pequeños y están muy separados. Debido a esto, las posibilidades de que las semillas caigan sobre el asfalto o la piedra y no puedan brotar son mucho mayores que en campo abierto. Crepis sancta produce tanto semillas ligeras con pappus como semillas más pesadas sin pappus. En la ciudad, se descubrió que las plantas producen semillas más pesadas en comparación con las plantas de las zonas no urbanas. [10] Esto tiene sentido desde una perspectiva evolutiva ya que las semillas pesadas caen muy cerca de la planta madre, probablemente en el mismo parche verde, y por lo tanto tienen una mayor probabilidad de brotar.
Otra característica de las zonas urbanas es la contaminación lumínica . Una de las consecuencias más conocidas de la contaminación lumínica es la atracción de insectos. Antes de los presentes de la luz humana, la única fuente de luz nocturna era la luna. Los insectos vuelan con un ángulo fijo a la luna para poder volar en línea recta. Nuestras fuentes de luz, sin embargo, están muy cerca. Entonces, si un insecto vuela con un ángulo fijo en comparación con una farola, por ejemplo, comienza a volar en círculos y finalmente termina rodeando la farola, lo que reduce sus posibilidades de encontrar comida y un compañero de apareamiento. Se descubrió que las polillas urbanas tienen una atracción reducida por las fuentes de luz, lo que afecta directamente sus posibilidades de supervivencia y apareamiento al no perder el tiempo cerca de una fuente de luz. [11]
Grados en América del Norte
Algunas universidades norteamericanas albergan programas de grado titulados Ecología y Biología Evolutiva , que ofrecen estudios integrados en las disciplinas de ecología y biología evolutiva . La redacción pretende representar el enfoque alternativo del emparejamiento de biología celular y molecular de uso frecuente , al tiempo que es más inclusivo que la terminología de botánica o zoología . Recientemente, debido a los avances en los campos de la genética y la biología molecular , la investigación y educación en ecología y biología evolutiva ha integrado muchas técnicas moleculares.
Un programa que se enfoca en las relaciones e interacciones que varían a través de los niveles de organización biológica basado en un estudio científico es Ecología y Biología Evolutiva. Los orígenes y la historia de los ecosistemas, las especies, los genes y genomas y los organismos, y cómo estos han cambiado con el tiempo, es parte de los estudios sobre cómo ha evolucionado la biodiversidad y cómo se lleva a cabo. La ecología y la biología evolutiva en América del Norte se basa en el impacto de la investigación determinado por el 10% superior de los programas de ecología. La red interactiva de organismos y el medio ambiente son parte de lo que explora el campo de la ecología. Se han realizado estudios sobre la evolución que han demostrado que "los organismos modernos se han desarrollado a partir de los ancestrales". La razón por la que la biología evolutiva es tan interesante de conocer es debido a los procesos evolutivos que es la razón por la que tenemos tanta diversidad de vida en la Tierra. Hay muchos procesos que conforman la biología evolutiva que dan una gran idea de cómo llegamos a ser. , algunos de los cuales incluyen selección natural, especiación y ascendencia común.
Entre los departamentos que otorgan doctorados más conocidos que usan este nombre se encuentran
- Universidad de Colombia
- Universidad de Cornell
- Universidad de Princeton
- Universidad de Rice
- Universidad de Arizona
- Universidad de California en Los Ángeles
- Universidad de Colorado
- Universidad de Michigan
- Universidad de Toronto
- Universidad de Yale
Ver también
- Biología evolucionaria
- Evolución
- Ecología
Referencias
- ^ Tim Clutton-Brock, Ben C Sheldon. (2010). Individuos y poblaciones: el papel de los estudios de animales a largo plazo basados en individuos en la ecología y la biología evolutiva. Trends in Ecology and Evolution, Vol.25 No.10, 562-573. doi: 10.1016 / j.tree.2010.08.002
- ^ Fernando Nottebohm, Wan-Chun Liu. (2010). Los orígenes del aprendizaje vocal: nuevos sonidos, nuevos circuitos, nuevas células. Cerebro y lenguaje 115, 3-17.doi: 10.1016 / j.bandl.2010.05.002
- ^ Elizabeth P. Derryberry. (2009). La ecología da forma a la evolución del canto de los pájaros: la variación en la morfología y el hábitat explica la variación en el canto del gorrión de corona blanca. el naturalista americano vol. 174, no. 1
- ^ W. Halfwerk, C. Dingle, DM Brinkhuizen, JW Poelstra, J. Komdeur, H. Slabbekoorn. (2016). Límites acústicos nítidos a través de una zona híbrida aviar altitudinal a pesar de la introgresión asimétrica. Sociedad Europea de Biología Evolutiva. J. Evol. Biol. 29, 1356-1367, doi: 10.1111 / jeb.12876
- ^ AJ Cain, PM Sheppard. (1953). Selección natural en Cepaea. Genética 39-89
- ^ DJ Heath. (1974). Color, luz solar y temperaturas internas en el caracol terrestre Cepaea nemoralis (L.). Oecologia (Berl.). 19, 29-38.
- ^ Alberti, M., Correa, C., Marzluff, JM, Hendry, AP, Palkovacs, EP, Gotanda, KM,. . . Zhou, Y. (2017). Firmas urbanas globales de cambios fenotípicos en poblaciones animales y vegetales. Actas de la Academia Nacional de Ciencias, 114 (34), 8951-8956. doi: 10.1073 / pnas.1606034114
- ^ Winchell, KM, Reynolds, RG, Prado-Irwin, SR, Puente-Rolón, AR y Revell, LJ (2016). Cambios fenotípicos en áreas urbanas en el lagarto tropical Anolis cristatellus. Evolución, 70 (5), 1009-1022. doi: 10.1111 / evo.12925
- ^ Slabbekoorn, H. y Boer-Visser, AD (2006). Las ciudades cambian el canto de los pájaros. Biología actual, 16 (23), 2326-2331. doi: 10.1016 / j.cub.2006.10.008
- ^ Cheptou, P., Carrue, O., Rouifed, S. y Cantarel, A. (2008). Rápida evolución de la dispersión de semillas en medio urbano en la maleza Crepis sancta. Actas de la Academia Nacional de Ciencias, 105 (10), 3796-3799. doi: 10.1073 / pnas.0708446105
- ^ Altermatt, F. y Ebert, D. (2016). Reducción del comportamiento de vuelo hacia la luz de las poblaciones de polillas expuestas a la contaminación lumínica urbana a largo plazo. Cartas de biología, 12 (4), 20160111. doi: 10.1098 / rsbl.2016.0111