Los cambios en el desarrollo animal inducidos por el cambio climático persisten durante generaciones después del evento inicial; de hecho, es probable que los efectos crecientes del calentamiento global aceleren la evolución. Así se desprende de un estudio de la Universidad de Liverpool, publicado en la revista Molecular Biology and Evolution (1) por Oxford University Press.

Las temperaturas en la Tierra están aumentando por el cambio climático antropogénico, lo que supone un desafío evolutivo para muchas especies. Las temperaturas más altas y eventos extremos como las olas de calor generan situaciones de estrés cada vez más frecuentes que pueden actuar como potentes impulsores de cambios evolutivos.

 

Cómo el calor modifica genes y regulación

 

El estudio analiza cómo el estrés térmico afecta a la expresión génica y a la regulación del ADN en poblaciones naturales de Drosophila melanogaster. Los investigadores examinaron además el papel del epigenoma y los elementos transponibles, mecanismos que pueden modificar la actividad de los genes sin alterar la secuencia genética.

Estos elementos transponibles –fragmentos de ADN capaces de moverse dentro del genoma– pueden influir en la regulación genética y la adaptación al entorno, especialmente en condiciones de estrés. De hecho, su actividad puede aumentar cuando los organismos están sometidos a temperaturas extremas, generando nuevas variaciones.

Para el experimento, se utilizaron moscas de la fruta procedentes de España (clima árido) y Finlandia (clima frío), lo que permitió comparar respuestas adaptativas en contextos ambientales distintos. Los científicos midieron la expresión génica, la accesibilidad de la cromatina y rasgos de aptitud, como la viabilidad y el tiempo de desarrollo.

Los resultados muestran que el choque térmico provoca cambios significativos en la expresión génica, con respuestas diferentes según la población. Las moscas del entorno árido presentaron una respuesta más coordinada y adaptativa, mientras que en las poblaciones frías los efectos fueron más desregulados.

Además, se observó que genes relacionados con el estrés térmico y las proteínas de choque térmico (Hsp) aumentaron su actividad, confirmando su papel clave en la respuesta biológica al calor.

 

Efectos que llegan a los tataranietos

 

Uno de los hallazgos más relevantes es que los efectos del choque térmico se transmiten durante varias generaciones. Los investigadores detectaron cambios en la expresión génica hasta tres generaciones después, especialmente en la población árida.

En concreto, identificaron 292 genes alterados en descendientes de moscas expuestas al calor, de los cuales 132 mantenían el mismo patrón de expresión entre generaciones, lo que evidencia una herencia epigenética transgeneracional.

Este fenómeno implica que ciertos cambios inducidos por el ambiente no se borran completamente entre generaciones, sino que pueden mantenerse y condicionar la biología de los descendientes.

En términos funcionales, estos genes están relacionados con procesos como el ciclo celular, la división nuclear y la organización cromosómica, lo que sugiere que el estrés térmico puede afectar a procesos fundamentales del desarrollo.

El impacto no es solo molecular. El estudio también muestra efectos sobre la aptitud biológica de la descendencia. En una primera fase, el calor reduce la viabilidad y ralentiza el desarrollo, pero posteriormente aparece un efecto positivo.

En las generaciones posteriores, especialmente en la población árida, las moscas descendientes de individuos expuestos al calor se desarrollan más rápido, un fenómeno conocido como hormesis, en el que una dosis moderada de estrés mejora la respuesta biológica.

Lo más llamativo es que este efecto beneficioso se mantiene incluso en los tataranietos, lo que constituye una de las primeras evidencias de hormesis transgeneracional en poblaciones naturales.

Este tipo de respuesta podría tener ventajas en entornos extremos, ya que un desarrollo más rápido permite reducir la exposición a condiciones adversas, como altas temperaturas en hábitats inestables.

Los investigadores concluyen que el estrés ambiental no solo selecciona organismos mejor adaptados, sino que también puede generar cambios heredables que aceleran la evolución. Además, subrayan que comprender estos mecanismos será clave para identificar especies en riesgo ante el avance del cambio climático.

Referencias