image: Crocodile from a population living on the coast of Panama. view more
Credit: José Avila-Cervantes
Los cocodrilos son animales resistentes de un linaje que ha sobrevivido durante más de 200 millones de años. Los cocodrilos, nadadores expertos, pueden viajar largas distancias y vivir en ambientes de agua dulce hasta ambientes marinos. Los cocodrilos americanos (Crocodylus acutus) se encuentran en las costas Neotropicales del Caribe y el Pacífico, pero llegaron al Pacífico en America antes de que existiera Panamá, según investigadores de la Universidad McGill.
Hace más de 3 millones de años, la formación del istmo de Panamá alteró la circulación oceánica global, conectando América del Norte y América del Sur y estableciendo el Mar Caribe. Esto resultó en una mezcla de especies en el continente y la separación en los mares. En tierra, mamíferos de América del Norte como mamuts, gatos con dientes de sable, caballos y camellos invadieron América del Sur, y mamíferos extraños como perezosos gigantes, armadillos y zarigüeyas de América del Sur invadieron América del Norte. Este evento se conoce como el Gran Intercambio Americano, y sucedió lo contrario en los mares, donde nuevas especies de corales, almejas y peces evolucionaron en las aguas separadas del Pacífico y el Caribe.
La pregunta que hicieron un grupo de investigadores de McGill y panameños fue: ¿qué tan distantes están las poblaciones del Pacífico y el Caribe entre sí? ¿Esta separación coincide con el registro geológico? Los investigadores han sospechado durante mucho tiempo que los cocodrilos americanos que viven en la costa del Pacífico debieron haber divergido genéticamente de las poblaciones del Caribe, lo suficiente como para convertirse en especies únicas.
"Asumimos que detectaríamos diferencias genéticas significativas entre las poblaciones de cocodrilos del Pacífico y el Caribe que estuvieron aisladas durante los últimos 3 millones de años", pensó Jose Avila-Cervantes, un recién graduado de doctorado de la Universidad McGill bajo la supervisión del profesor Hans Larsson.
Captura de cocodrilos
Para probar esto, Avila-Cervantes capturó y tomó muestras de sangre de cocodrilos de varias poblaciones que viven en ambas costas de Panamá. En la Universidad McGill, secuenció sus genomas para buscar pequeñas variaciones en su ADN. Usó las diferencias genéticas para estimar cuánta divergencia evolutiva y flujo genético existía entre poblaciones. Con esta información, el equipo descubrió que las poblaciones de cocodrilos del Pacífico y el Caribe han estado separadas por solo unos 100.000 años.
"Este tiempo de separación está muy lejano a los 3 millones de años que esperábamos", dijo el profesor Larsson, director del Museo Redpath en McGill. "Pero coincide con el último período interglaciar de la Edad de Hielo".
Los ciclos glaciares e interglaciares de la Edad de Hielo marcan períodos de glaciaciones polares pico separados por tiempos relativamente cálidos. Estos tiempos cálidos hicieron que el nivel del mar subiera más de 100 metros a nivel mundial en comparación con los niveles actuales. Utilizando el registro de los niveles del mar de la Edad de Hielo, Ávila-Cervantes pudo reconstruir cómo se habría visto Panamá durante estos períodos máximos de frío y calor de la Edad de Hielo.
Explicación de los cambios en el Nivel de Mar
"Nos sorprendió ver que, durante los períodos interglaciares cálidos, la mayor parte de Panamá estaba bajo el agua con las costas separadas por lagunas salobres, pequeños ríos y delgadas extensiones de tierra", dijo Ávila-Cervantes. "Estas son las razones por las que creemos que los cocodrilos pudieron pasar libremente de costa a costa y explican por qué su firma genética de separación más antigua coincide con esta época". Una segunda firma más joven de separación genética se estimó para hace unos 20.000 años y coincide con el último ciclo de glaciación. En este periodo Panamá tenia alrededor de el doble de superficie de lo que es hoy, y probablemente una buena barrera para estos cocodrilos. "Este es uno de los primeros estudios que implican los ciclos de glaciación-interglaciación de la Edad de Hielo con la evolución de un organismo tropical".
Sin embargo, los investigadores descubrieron que existe cierta divergencia genética entre las poblaciones de cada costa a pesar de las frecuentes interglaciaciones, y esta diversidad está en riesgo debido a la destrucción del hábitat por el desarrollo humano. "Fue difícil encontrar poblaciones en la costa del Pacífico cerca del Canal de Panamá", dijo Ávila-Cervantes.
Una de las poblaciones mejor conservadas se encuentra en medio del Canal de Panamá en el Monumento Natural Isla Barro Colorado. "Preservar la población alrededor de esta isla puede ser nuestra mejor oportunidad para preservar las firmas genéticas únicas de los cocodrilos americanos de Panamá", dijo el profesor Larsson. "Nuestro estudio no solo destaca la resistencia de los cocodrilos a los cambios climáticos ancestrales y su gran capacidad para sobrevivir a grandes eventos geológicos, sino también su vulnerabilidad a nuestra insaciable necesidad de modificar su entorno".
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DOI: https://doi.org/10.1111/EVO.14139
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Evolution