Equipos de ratones montañeros están ayudando a avanzar en la comprensión de cómo la adaptación evolutiva a condiciones localizadas puede permitir que una sola especie prospere en diversos entornos.
En un estudio dirigido por Naim Bautista, investigador postdoctoral en el laboratorio de Jay Storz en la Universidad de Nebraska-Lincoln, el equipo llevó a ratones ciervos de las tierras altas y a sus primos de las tierras bajas en un ascenso simulado a 6.000 metros. La «escalada» se aventuró desde el nivel del mar y los ratones alcanzaron la cima simulada siete semanas después. En el camino, Bautista siguió cómo respondían los ratones al estrés por frío a niveles de oxígeno progresivamente más bajos.
«Los ratones ciervo tienen el rango ambiental más amplio de cualquier mamífero norteamericano, ya que se distribuyen desde las llanuras de Nebraska hasta las cumbres de los picos más altos de las Montañas Rocosas y Sierra Nevada», dijo Storz, profesora de ciencias biológicas Willa Cather. «Este estudio probó si son capaces de prosperar en una gama tan amplia de elevaciones mediante la evolución de adaptaciones a las condiciones locales o al poseer una capacidad generalizada para aclimatarse».
Realizado en un laboratorio especializado de la Universidad McMaster de Canadá, el estudio dividió cada equipo de ratones de tierras altas y bajas en dos grupos distintos: un control que permaneció al nivel del mar durante todo el estudio y un grupo de aclimatación que se embarcó en el ascenso de siete semanas.
Después de siete días al nivel del mar, las condiciones para el grupo aclimatado avanzaron 1.000 metros de altura semanalmente, con niveles de oxígeno reducidos para reflejar lo que experimentarían los escaladores. El equipo de investigación supervisó la capacidad de cada ratón para afrontar la exposición al frío mediante la producción de calor metabólico.
Los datos mostraron que los primos ratones ciervos de las tierras altas y las tierras bajas no comparten una capacidad general para aclimatarse a la hipoxia (condiciones de bajo oxígeno). A medida que las elevaciones simuladas se elevaron por encima de los 4.000 metros, la ventaja de los ratones de las tierras altas como local se hizo evidente rápidamente. A medida que los niveles de oxígeno disminuyeron, los ratones de las tierras altas pudieron regular mejor la temperatura corporal que sus homólogos de las tierras bajas debido a una respiración y un transporte circulatorio de oxígeno más eficientes.
«Los resultados nos muestran que los habitantes de las tierras altas y bajas no comparten una capacidad generalizada para aclimatarse a las condiciones ambientales cambiantes», dijo Bautista. «Más bien, los ratones que viven en elevaciones más altas comparten formas evolucionadas de aclimatarse a condiciones de bajo oxígeno que son distintas de las de los ratones de las praderas de las tierras bajas».
El estudio también demostró que los ratones de las tierras altas tienen una ventaja genética que ayuda a suprimir el engrosamiento del ventrículo derecho del corazón, un síntoma de hipertensión pulmonar, que es una enfermedad común entre los mamíferos de las tierras bajas que se ven obligados a aclimatarse a condiciones de bajo oxígeno.
Bautista dijo que los hallazgos muestran cómo la adaptación a las condiciones locales puede permitir que una especie ampliamente distribuida como el ratón venado prospere en diversos ambientes.
«Destaca cómo los cambios evolucionados específicos de las poblaciones ayudan a dar forma a su flexibilidad», dijo Bautista. «En última instancia, son estos cambios los que influyen en su capacidad para sobrevivir en diferentes hábitats».
Bautista está ultimando planes para repetir el estudio, llevándolo a nuevas alturas midiendo las respuestas del ratón de rabadilla amarilla y orejas de hoja, el mamífero que habita más alto del mundo. La especie proviene de las montañas de los Andes, vive a alturas de hasta 22,110 pies y fue descubierta por Storz.
El estudio con ratones ciervo se publicó recientemente en PNAS. Otros miembros del equipo de investigación incluyen a Storz; Ellen Shadowitz y Graham Scott de la Universidad McMaster; Nathanael Herrera y Zachary Cheviron de la Universidad de Montana; y Oliver Wearing de la Universidad de Columbia Británica.
