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Herencia ecológica

Araña tejedora de telarañas orbiculares La herencia ecológica ocurre cuando la descendencia de un organismo habita un ambiente modificado creado por una generación anterior. Por...

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Araña tejedora de telarañas orbiculares

La herencia ecológica ocurre cuando la descendencia de un organismo habita un ambiente modificado creado por una generación anterior. Por lo tanto, las presiones selectivas creadas por las modificaciones deben permanecer para la siguiente generación para que se considere herencia ecológica. [ 1 ] Fue descrita por primera vez en Odling-Smee (1988) [ 2 ] y Odling-Smee et al. (1996) [ 3 ] como consecuencia de la construcción de nichos . La teoría evolutiva estándar se centra en la influencia que la selección natural y la herencia genética tienen en la evolución biológica, cuando los individuos que sobreviven y se reproducen también transmiten genes a su descendencia. [ 4 ] Si la descendencia no vive en un ambiente modificado creado por sus padres, entonces las actividades de construcción de nichos de los padres no afectan las presiones selectivas de su descendencia ( ver arañas de tela orbicular en Herencia genética vs. herencia ecológica más adelante). [ 4 ] Sin embargo, cuando la construcción de nichos afecta a múltiples generaciones (es decir, padres e hijos), la herencia ecológica actúa como un sistema de herencia diferente a la herencia genética, que también se denomina "efectos de legado". [ 1 ]

Factores de herencia ecológica

Dado que la herencia ecológica es resultado de la ingeniería de ecosistemas [ 5 ] [ 6 ] y la construcción de nichos , la aptitud de varias especies y sus generaciones posteriores experimentan una presión selectiva que depende del ambiente modificado que heredan. [ 7 ] [ 4 ] Los organismos de generaciones posteriores se encontrarán con la herencia ecológica porque se ven afectados por un nuevo ambiente selectivo creado por la construcción de nichos previa. [ 4 ] A escala macroevolutiva, la herencia ecológica se ha definido como "... la persistencia de modificaciones ambientales por parte de una especie a lo largo de múltiples generaciones para influir en la evolución de esa u otra especie". [ 8 ] La herencia ecológica también se ha definido como "... la acumulación de cambios ambientales, como estados alterados del suelo, la atmósfera o el océano que las generaciones anteriores han provocado a través de su actividad de construcción de nichos, y que influyen en el desarrollo de los organismos descendientes". [ 4 ] [ 8 ] [ 9 ]

Si cuando un organismo o entorno responde a un factor ambiental y ciertos factores y/o características de dicho organismo/entorno son ventajosos con respecto a la selección natural, entonces esos factores/características están relacionados con la construcción de nichos y la herencia ecológica. [ 10 ]  Por ejemplo, una característica del entorno puede haber aumentado la aptitud de un individuo al permitirle adquirir un recurso alimenticio o evadir a un depredador de manera más eficiente. En este contexto, la selección natural promueve una correspondencia entre características y factores, definida como sinergia. [ 4 ] [ 10 ] La herencia ecológica ocurre cuando un organismo experimenta una relación factor-característica alterada con presiones selectivas originadas por los padres o generaciones ancestrales. [ 4 ] Richard Lewontin destaca cómo, al modificar la disponibilidad de recursos bióticos y abióticos , los organismos constructores de nichos pueden hacer que los organismos coevolucionen con sus entornos. [ 11 ]

Ejemplos

Existen ejemplos de herencia ecológica dentro de una especie que impactan únicamente a esa especie. En el libro El origen de las especies , Charles Darwin describió cómo los organismos alteran las presiones selectivas modificando los entornos locales (es decir, los hábitats en los que viven) que afectan su aptitud. [ 12 ] Por ejemplo, el efecto de la herencia ecológica en la dinámica evolutiva a largo plazo se observa en las generaciones posteriores de lombrices de tierra que excavan en el suelo. [ 7 ] Al excavar, las lombrices modifican la estructura del suelo y enriquecen su contenido de nutrientes al mezclar materia orgánica en descomposición con materia inorgánica. [ 7 ] La excavación facilita la disponibilidad y absorción de agua por las lombrices en el suelo, y, en consecuencia, estas han conservado sus riñones ancestrales de agua dulce en lugar de desarrollar una anatomía terrestre. [ 7 ]

La herencia ecológica también puede involucrar los químicos producidos por organismos de diferentes especies, como el erizo de mar Holopneustes purpurascens y el alga roja Delisea pulchra. [ 13 ] El erizo de mar se metamorfosea en el alga roja durante sus primeras etapas de vida, pero luego se traslada al alga parda Ecklonia radiata debido a los químicos producidos en el alga roja que lo disuaden después de cierto tiempo. Los metabolitos secundarios producidos por las algas modifican el ambiente que habita el erizo de mar, lo que resulta en cambios para las siguientes generaciones, lo que hace de esto un ejemplo de herencia ecológica, así como de ecología química .

Además, la herencia ecológica puede ocurrir dentro de una especie que afecta a toda la biosfera , y por lo tanto la herencia ecológica tiene implicaciones significativas para la macroevolución . [ 14 ] [ 15 ] Las especies ancestrales pueden modificar ambientes a través de la construcción de su nicho que puede tener consecuencias para otras especies, a veces millones de años después. [ 15 ] [ 16 ] Por ejemplo, las cianobacterias produjeron oxígeno como producto de desecho de la fotosíntesis (ver gran evento de oxigenación ), lo que cambió drásticamente la composición de la atmósfera y los océanos de la Tierra, con vastas consecuencias macroevolutivas.

Además, a medida que los organismos se adaptan al cambio climático , las alteraciones que realizan en el medio ambiente pasarán a formar parte del futuro legado ecológico. [ 17 ]

Herencia ecológica, ingeniería de ecosistemas y construcción de nichos ecológicos.

Casi todas las especies participan en la ingeniería de ecosistemas , que ocurre cuando la disponibilidad de un recurso se ve alterada por organismos que crean, alteran o destruyen hábitats. [ 18 ] [ 19 ] La construcción de nichos ocurre cuando las interacciones y la relación entre una especie y su entorno alteran el nicho y la presión selectiva de la especie. [ 8 ] Los organismos modifican su entorno local, o hábitat, al reubicarse en un lugar diferente o alterar físicamente el entorno selectivo; cuando estas modificaciones alteran la selección de las generaciones posteriores, ocurre la herencia ecológica. [ 8 ] Por lo tanto, la construcción de nichos se centra en el impacto evolutivo de las especies y su entorno local. [ 8 ] La ingeniería de ecosistemas se ha descrito como una consecuencia de la construcción de nichos [ 20 ] pero no está claro si las actividades de ingeniería de ecosistemas siempre influyen en la selección. [ 8 ] La herencia ecológica se ha denominado un "persistente" que puede influir en la evolución cuando la persistencia de la herencia ecológica es más larga que el tiempo del "replicador", un término que Richard Dawkins usó para el gen. [ 21 ] [ 22 ]

Herencia genética frente a herencia ecológica

La herencia genética depende de los procesos de reproducción que transmiten genes entre generaciones, de padres a hijos. [ 7 ] La herencia ecológica toma la forma de una presión de selección modificada bióticamente que los organismos de una generación pueden transmitir en cualquier momento de su vida a los organismos de generaciones posteriores, quienes, por lo tanto, heredan esencialmente un tipo de territorio o propiedad. [ 4 ] La herencia ecológica no depende de la replicación de factores ambientales, sino de la persistencia de factores ambientales que afectan las presiones selectivas de las generaciones posteriores. [ 4 ] Por ejemplo, el rasgo de construcción de telarañas por las arañas tejedoras de telarañas orbiculares ha sido moldeado por la selección natural y se transmite a las generaciones posteriores a través de la herencia genética; las telarañas no son una forma de herencia ecológica porque son demasiado transitorias y no afectan la evolución de poblaciones multigeneracionales de arañas a través de la construcción de nichos. [ 4 ] Sin embargo, si las características físicas de un ambiente modificado creado por una generación continúan existiendo para los descendientes, entonces la construcción de nichos está afectando a más de una generación y se ha producido herencia ecológica, como en el ejemplo de las lombrices de tierra descrito anteriormente. [ 4 ]

En la herencia genética , los descendientes heredan genes (sobre los que actúa la selección natural) de sus padres que contienen información en las secuencias de nucleótidos del ADN utilizadas para expresar fenotipos ; en la herencia ecológica, la información no se transmite de la misma manera, sino que las características de un ambiente modificado afectan la expresión fenotípica de los descendientes. [ 23 ] Los mecanismos de la herencia genética y ecológica también son diferentes; mientras que la herencia genética depende de la reproducción (por ejemplo, sexual y asexual) donde los genes se transmiten en una dirección de padres a hijos en la misma especie, el ambiente modificado y sus presiones selectivas causadas por la herencia ecológica pueden transmitirse de una especie a cualquier otra especie dentro y entre generaciones. [ 4 ]

La síntesis moderna

La herencia ecológica se considera una forma de construcción de hábitat, que se ha considerado una nueva manera de ampliar la selección natural como una forma en que los organismos influyen en su propia evolución. [ 9 ] [ 24 ] Dos supuestos de la Síntesis Moderna son los siguientes: (1) solo los genes se heredan de una generación a la siguiente y (2) los procesos microevolutivos que incluyen selección, deriva genética, mutación y flujo genético afectan los patrones de la macroevolución. [ 9 ] Sin embargo, desde principios del siglo XX, los biólogos evolutivos han modificado la Síntesis Moderna para incluir las formas en que los organismos modifican el ambiente habitado por sus generaciones posteriores. [ 9 ] Esta nueva interpretación de la Síntesis Moderna se llama síntesis evolutiva extendida y describe cómo la herencia ecológica afecta la evolución en escalas micro y macroevolutivas porque los organismos modifican sus ambientes de maneras no aleatorias para generar presiones selectivas en las generaciones posteriores. [ 9 ]

Referencias

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  2. ↑ Odling-Smee, FJ (1988). Fenotipos constructores de nichos. En HC Plotkin (Ed.), El papel del comportamiento en la evolución (pp. 73–132). The MIT Press.
  3. ↑ Odling-Smee, F. John; Laland, Kevin N.; Feldman, Marcus W. (1996). "Construcción de nichos". The American Naturalist . 147 (4): 641– 648. doi : 10.1086/285870 . ISSN 0003-0147 . JSTOR 2463239 . S2CID 222326061 .   
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ODLING-SMEE, F. JOHN; LALAND, KEVIN N.; FELDMAN, MARCUS W. (2003). Construcción de nichos: El proceso descuidado en la evolución (MPB-37) . Princeton University Press. ISBN 978-0-691-04437-8. JSTOR j.ctt24hqpd . 
  5. ↑ Jones, Clive G.; Lawton, John H.; Shachak, Moshe (octubre de 1997). "Efectos positivos y negativos de los organismos como ingenieros físicos de ecosistemas" . Ecology . 78 (7): 1946– 1957. doi : 10.1890/0012-9658(1997)078 [ 1946:PANEOO ] 2.0.CO ; 2 . ISSN 0012-9658 . 
  6. ↑ Jones, Clive G.; Lawton, John H.; Shachak, Moshe (1994), "Los organismos como ingenieros de ecosistemas" , Gestión de ecosistemas , Nueva York, NY: Springer New York, pp. 130–147 , doi : 10.1007/978-1-4612-4018-1_14 , ISBN  978-0-387-94667-2, consultado el 10 de mayo de 2023
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Lecturas adicionales

  • Odling-Smee, F. John (2010). «Herencia de nicho». En Pigliucci, Massimo; Müller, Gerd B (eds.). Evolución: La síntesis extendida . MIT Press. doi : 10.7551/mitpress/9780262513678.001.0001 . ISBN 978-0-262-51367-8.Enmarca la herencia ecológica en el contexto más amplio de la herencia de nicho.
  • Odling-Smee, F. John; Laland, Kevin N. (2011). "Herencia ecológica y herencia cultural: ¿qué son y en qué se diferencian?". Teoría Biológica . 6 (3): 220– 230. doi : 10.1007/s13752-012-0030-x . S2CID 85409192 . Compara la herencia ecológica y la cultural.