Científicos resuelven el misterio de la evolución de los peces.

Un investigador de la Universidad de Wyoming forma parte de un equipo internacional que ha descubierto cómo más de 700 especies de peces han evolucionado en la región de África del este en el lago Victoria en los últimos 150.000 años.

Diferentes especies de peces, llamados cíclidos, nadan en el Lago Victoria de África Oriental. Más de 700 especies de cíclidos han evolucionado en la región del Lago Victoria en los últimos 150.000 años. Crédito: Florian Moser

Catherine Wagner, una profesora asistente de UW en el Departamento de botánica y el Instituto de biodiversidad de la UW, describe el fenómeno, sin precedentes en el mundo animal y vegetal, como "uno de los ejemplos más espectaculares de la evolución de la biodiversidad moderna."

Ella y sus colegas investigadores de la Universidad Suiza de Berna, y del  Instituto Federal Suizo de ciencias acuáticas y tecnología han demostrado por primera vez que la rápida evolución de los cíclidos del lago Victoria, los peces de colores brillantes, perca-como pescados, fue facilitada por la anterior hibridación entre dos especies de cíclidos distantes relacionados de los sistemas de drenaje del Alto Nilo y Congo.

La investigación se publicó en la revista Nature Communications. La primera autora en el papel, Joana Meier, es un estudiante de pH.d. Estudiante Wagner co-supervisado conjuntamente en la Universidad de Berna. Wagner, junto a otros supervisors de Meier, Laurent Excoffier y Ole Seehausen, son los principales autores del artículo.

Wagner dice que la rápida evolución de los cíclidos de África Oriental había desconcertado a los investigadores, que no entendían cómo un solo antepasado común podría dividir 700 especies tan rápidamente. El descubrimiento de que el ancestro de las especies de estos peces era en realidad una mezcla de dos antepasados diferentes de diferentes partes de África es "mucho más fácil de comprender cómo han evolucionado la inmensa variedad de peces en esta región", dice.

"Es una analogía: Si usted combina las piezas de dos juegos muy diferentes de Lego — decir, un tractor y un avión, usted podría conseguir una variedad mucho más amplia de posibles estructuras," dice Wagner.

Las especies que exhiben muchas combinaciones de colores y se adaptan a diferentes hábitats, tales como costas rocosas, fondos arenosos y aguas abiertas, que van desde las claras aguas poco profundas a la oscuridad permanente de las turbias profundidades, según un comunicado de prensa del Instituto Federal Suizo de ciencias acuáticas y tecnología. Dependiendo de la especie, los cíclidos pueden raspar las algas de las rocas, se alimentan de plancton, conchas de caracol abierta, buscan larvas de insectos o se alimentan de otros peces, incluyendo sus huevos o escalas.

 

Este diagrama modificado de Nature Communications muestra la región de África y los diferentes tipos de peces que han evolucionado a partir de la hibridación que tuvo lugar hace unos 150.000 años. Crédito: Instituto Suizo de Ciencias Acuáticas y Tecnología

La hibridación probablemente tuvo lugar alrededor de 150.000 años, cuando, durante un período húmedo, cuando un linaje congoleño colonizó la región del lago Victoria y se encontró con representantes del linaje del Alto Nilo. A través de los grandes lagos de esta región, la población híbrida luego se diversificó en un proceso conocido como radiación adaptativa o evolución de varias nuevas especies adaptadas a nichos ecológicos diferentes.

Mientras que el curso exacto de acontecimientos en el ancestral Lago Victoria tiene todavía que ser reconstruido, está claro que, después de un período seco, se llenó otra vez hace unos 15.000 años. Descendientes de la población híbrida genéticamente diversa colonizaron el lago y, dentro del período corto evolutivamente de varios miles de años, se separaron para formar por lo menos 500 nuevas especies de cíclidos, con una amplia variedad de especializaciones ecológicas. La particular diversidad genética y capacidad de adaptación de los cíclidos del lago Victoria se demuestra por el hecho de que más de 40 otras especies de peces, que colonizaron el lago al mismo tiempo — apenas han cambiado desde entonces.

El estudio involucró a más de 3 millones de sitios en el genoma de 100 especies de cíclidos de secuenciación, una tarea que, hasta hace poco, no hubiera sido posible.

El estudio de Wagner de radiación adaptante evolutiva le valió el Premio de 2015 Theodosius Dobzhansky como un destacado joven biólogo evolucionista de la sociedad para el estudio de la evolución.

Wagner ha publicado una serie de artículos en revistas científicas de primer nivel, incluyendo comentarios de naturaleza genética, evolución, naturaleza y Ecología Molecular. En UW, ella y su laboratorio se centran en el uso de datos genéticos y ecológicos para el estudio de la evolución de la biodiversidad, principalmente en peces de agua dulce. Su investigación utiliza métodos comparativo y población genética, genómica, filogenética para estudiar la diversificación de los procesos de especiación a patrones macro evolutivos de la biodiversidad.

Wagner recibió su pH.d. de Universidad de Cornell en 2011, y fue investigador postdoctoral asociado en el suizo Instituto Federal de ciencias acuáticas y tecnología antes de comenzar como profesor asistente en UW en 2015. Ella recibió su licenciatura en biología y geología de la Universidad de Whitman.