Els oceans tropicals estan plens de peixos de colors en els esculls i contenen moltes més espècies que les aigües fredes de l'oceà a les latituds altes de les zones polars. Aquest conegut "gradient de diversitat latitudinal" és un dels patrons més coneguts en biologia i ha cridat l'atenció dels científics durant més de 200 anys.
Els oceans tropicals estan plens de peixos de colors en els esculls i contenen moltes més espècies que les aigües fredes de l'oceà a les latituds altes de les zones polars. Aquest conegut "gradient de diversitat latitudinal" és un dels patrons més coneguts en biologia i ha cridat l'atenció dels científics durant més de 200 anys.
Una explicació comuna per al gradient és que la calidesa dels oceans tropicals els converteix en un punt calent o "hotspot" evolutiu per a la formació d'espècies, que sorgirien ràpidament. Ara, però, un nou estudi que ha analitzat les relacions evolutives entre més de 30.000 espècies de peixos, conclou que la formació de noves espècies és més ràpida en latituds més altes i en aigües oceàniques polars més fredes.
Segons conclou el treball, publicat avui a la revista Nature, en els últims milions d'anys, els peixos d'aigües fredes i polars han generat noves espècies al doble de velocitat que les espècies de peixos tropicals. El treball està liderat per la Universitat de Michigan (EUA) i compta amb la col·laboració d'altres institucions científiques internacionals, entre les quals s'inclou l'Institut de Ciències del Mar (ICM) del CSIC.
"Els nostres resultats són paradoxals i inesperats, perquè hem vist que l'especiació és realment més ràpida en les regions geogràfiques amb la riquesa d'espècies més baixa", comenta Daniel Rabosky, biòleg evolutiu de la Universitat de Michigan i autor principal de l'estudi.
"Fins ara, hi havia la idea generalitzada que les taxes de formació d'espècies són més altes en els tròpics. En aquest estudi hem posat a prova aquesta hipòtesi, hem examinat la relació entre latitud, riquesa d'espècies i taxa de formació de noves espècies entre peixos marins, i hem vist que la tendència és just la contrària: la generació de noves espècies és més ràpida en latituds altes", afegeix Marta Coll, coautora del treball i investigadora de l'Institut de Ciències del Mar del CSIC.
Els autors admeten que no poden explicar completament els seus resultats, ja que són incompatibles amb la idea que els tròpics actuen com un "bressol evolutiu" per la diversitat de peixos marins. Aquest estudi també planteja noves qüestions sobre si l'especiació ràpida que ocorre en les aigües fredes oceàniques reflecteix una expansió recent i contínua de la diversitat marina en aquestes zones.
La incògnita de l'extinció d'espècies
El sentit comú suggereix que una taxa alta de formació de noves espècies conduirà finalment a nivells molt alts de biodiversitat. Però això depèn de quantes espècies acabades de formar sobreviuen i quantes s'extingeixen. L'estudi no ha pogut abordar l'anàlisi de les taxes d'extinció; és una incògnita a investigar en futurs estudis.
"El nombre d'espècies que es troben en una regió és en gran mesura un equilibri entre la velocitat de formació de noves espècies i la velocitat de desaparició. L'extinció és la peça que falta en aquest trencaclosques i la més difícil d'entendre", explica Rabosky. "Ara estem fent servir tant fòssils com noves eines estadístiques per investigar com ha actuat l'extinció tant a les regions polars com en els tròpics", afegeix.
Dades de registres fòssils i d'espècimens de museus
L'equip va reunir un arbre evolutiu de 31.526 espècies de peixos amb aletes radiades, i després van centrar la seva anàlisi en les espècies marines de tot el món. Un arbre evolutiu, o filogenètic, és un diagrama que mostra les relacions evolutives entre diverses espècies. El que s’ha elaborat en aquest projecte és un dels més grans realitzats fins ara.
Per a fer-ho, els científics van analitzar dades de registres fòssils i d'espècimens de museu publicades en revistes científiques i en les bases de dades disponibles. Van utilitzar models matemàtics i estadístics molt complexos per estimar la velocitat amb la que diferents grups de peixos es divideixen en noves espècies. "L'esforç de processament computacional per analitzar totes aquestes dades és un repte", comenta Michael Alfaro, coautor i biòleg evolutiu de la Universitat de Califòrnia. "Les anàlisis van requerir l'equivalent a milers d'ordinadors personals funcionant contínuament durant molts mesos", ha explicat.
El treball és fruit de la col·laboració d'investigadors de les universitats de Michigan, Yale, Pennsilvània, Freiburg i la Universitat James Cook, juntament amb experts de GEOMAR (Helmholtz Centre for Ocean Research) i de l'Institut de Ciències del Mar del CSIC, amb Marta Coll, investigadora del Departament de Recursos Marins Renovables, com a coautora del treball.
__
Article de referència: An inverse latitudinal gradient in speciation rate for marine fishes. Daniel L. Rabosky, Jonathan Chang, Pascal O. Title, Peter F. Cowman, Lauren Sallan, Matt Friedman, Kristin Kaschner, Cristina Garilao, Thomas J. Near, Marta Coll & Michael E. Alfaro. Nature, 2018. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0273-1