Investigadores de la Universidad de British Columbia (UBC) han ofrecido un nuevo modelo matemático que busca desvelar un problema evolutivo clave – qué factores subyacen a la generación de diversidad biológica, tanto dentro como entre especies.
Los biólogos evolutivos han reconocido desde hace mucho que el surgimiento de rasgos extraños dentro de una población puede espolear la diversidad. Por ejemplo, ser uno de los pocos depredadores de pequeño tamaño en una población dominada por depredadores de gran tamaño puede tener sus ventajas – acceder a una abundancia de pequeñas presas – y la probabilidad de que el rasgo prospere en la población.
“Pero los modelos matemáticos existentes que incorporan estas ventajas del ‘tipo raro’ tienden a tener algunos serios obstáculos”, señala Michael Doebeli, investigador del Centro de Investigación de Biodiversidad de la UBC y profesor de los departamentos de Matemáticas y Zoología. “Dependen de rasgos aislados – como el tamaño del cuerpo – y predicen si la ventaja ofrecida por el rasgo será significativa para mantener grandes cantidades de diversidad”.
Por lo que Doebeli y el investigador asociado Iaroslav Ispolatov aplicaron un nuevo modelo al problema, el cual se esboza en el ejemplar de hoy de la revista Science.
Basándose en modelos de competición clásica para rasgos aislados, diseñaron una teoría matemática para evaluar el impacto evolutivo de múltiples rasgos a la vez, y encontraron que añadiendo esta capa de complejidad, disminuía considerablemente el umbral de mantenimiento de la diversidad y la evolución de nuevas especies.
“Cuando modelas un rasgo cada vez – en aislamiento – a menudo encuentras que las interacciones ecológicas no son lo bastante fuertes para dirigir la divergencia. Pero con muchos rasgos actuando a la vez, incluso las interacciones débiles pueden generar diversidad. Nuestra aproximación refleja la complejidad de la realidad más de cerca – si piensas en ello, todos los organismos vivos tiene al menos docenas, si no cientos, de rasgos ecológicamente relevantes”, dice Doebeli.
Matemáticamente, el fenómeno biológico se refleja en las propiedades fundamentales de eigenvalores de formas cuadráticas. La teoría ayudaría a explicar la extraordinaria cantidad de diversidad encontrada en muchos ecosistemas, por ejemplo, en el mundo microbiano de los océanos. De hecho, el terreno de pruebas inicial del modelo podría ser perfectamente las poblaciones microbianas.
“Sería interesante probar si a nivel genético, las rutas que controlan los distintos rasgos están reguladas en concierto para permitir la heredabilidad de la diversidad de rasgos a lo largo de múltiples cortes fenotípicos”.
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