Historical demography of the dung beetle Canthon cyanellus LeConte, 1859: A neotropical species complex

Imagina la Tierra como un gigantesco y cambiante tablero de rompecabezas donde los continentes se separan y las montañas surgen como volcanes en cámara lenta. Ahora, imagina a las criaturas que viven en ese tablero —como los insectos— intentando seguir el ritmo de ese paisaje cambiante. Este es el mundo de la demografía histórica, una rama de la ciencia que actúa como una máquina del tiempo para las poblaciones. En lugar de buscar fósiles en las rocas, los científicos observan el diminuto código dentro de los seres vivos (el ADN) para leer su historia familiar. Piensa en el ADN como un diario biológico; a lo largo de millones de años, se acumulan pequeños errores tipográficos y cambios en estos diarios. Al comparar los diarios de diferentes grupos, los científicos pueden averiguar cuándo se separaron las familias, cuándo crecieron enormemente y cuándo quedaron comprimidas en pequeños reductos. Nos importa esto porque nos ayuda a comprender cómo se construyó la increíble biodiversidad del mundo y cómo los animales sobreviven cuando el clima se vuelve loco.

Ahora, hagamos un acercamiento a un personaje muy específico y muy ocupado: el escarabajo pelotero. Específicamente, una especie llamada Canthon cyanellus. Estos escarabajos son el equipo de limpieza de los Neotrópicos, rodando bolas de excremento para alimentar a sus crías. Pero aquí está el giro: aunque parecen una sola gran familia, en realidad podrían ser un montón de familias diferentes escondidas bajo el mismo nombre. Este artículo es como una historia de detectives donde los investigadores utilizan pistas genéticas para resolver el misterio de quiénes son realmente estos escarabajos, de dónde vienen y cómo la historia de la Tierra moldeó sus vidas.

Los científicos recolectaron escarabajos de todas partes de México y Colombia, desde las tierras bajas calurosas hasta las laderas montañosas más frescas. Tomaron un trocito de la pata de cada escarabajo y leyeron tres capítulos diferentes de su diario genético: dos de la mitocondria (la fábrica de energía del escarabajo, que cambia rápido y es excelente para rastrear árboles familiares recientes) y uno del núcleo (el centro de control principal, que cambia más lentamente). Querían ver si los escarabajos de diferentes lugares estaban realmente emparentados o si habían estado separados durante tanto tiempo que se estaban convirtiendo en especies diferentes.

La investigación reveló una historia fascinante de separación y expansión. Los datos genéticos mostraron que los escarabajos de México y los de Colombia se separaron hace mucho tiempo, hace aproximadamente 2.81 millones de años. Esta cronología no es una coincidencia; coincide perfectamente con la formación del Istmo de Panamá, la estrecha franja de tierra que conectó América del Norte y América del Sur. Es como si los ancestros de los escarabajos estuvieran viviendo en América del Sur, y cuando el puente terrestre se formó, algunos de ellos hicieron autostop hacia el norte hasta México, mientras que otros se quedaron atrás.

Una vez separados, los escarabajos enfrentaron un nuevo desafío: el ascenso de las montañas de los Andes en Colombia. Los datos sugieren que esta enorme cordillera actuó como un muro gigante, dividiendo a los escarabajos colombianos en dos grupos distintos: uno que vive al norte de las montañas y otro que vive al sur. En México, la historia es aún más compleja. Los investigadores descubrieron que los escarabajos mexicanos no son solo un grupo; están divididos en al menos siete líneas familiares distintas (clados). Estas líneas parecen haberse formado durante el Pleistoceno, una época en la que la Tierra atravesaba cambios salvajes de eras glaciales y períodos cálidos.

Aquí es donde la trama se complica. Los escarabajos no se quedaron quietos; se movieron y crecieron en respuesta al clima. El estudio sugiere que durante los períodos cálidos, o "interglaciares" (tiempos en los que el hielo retrocedía), las poblaciones de escarabajos explotaron en tamaño. Es como cuando una estación seca termina y una súbita tormenta de lluvia llena los ríos; los escarabajos tuvieron más espacio y comida, por lo que sus números aumentaron. Sin embargo, durante los tiempos más fríos, sus poblaciones disminuyeron o se aislaron. Los "diarios" genéticos muestran que estas expansiones ocurrieron en diferentes momentos para diferentes grupos, coincidiendo a menudo con períodos cálidos específicos en la historia de la Tierra, como hace 0.2 millones de años o 80,000 años.

Uno de los hallazgos más emocionantes tiene que ver con la apariencia de los escarabajos. Estos escarabajos son famosos por usar diferentes "atuendos": algunos son de un azul brillante, otros tienen manchas naranjas y algunos tienen patrones triangulares oscuros. Durante mucho tiempo, los científicos pensaron que estas diferencias de color eran solo variaciones dentro de una misma especie. Pero este estudio sugiere que las diferencias genéticas son tan profundas que algunos de estos grupos coloridos podrían ser en realidad especies crípticas: especies diferentes que se ven similares pero son genéticamente distintas. Los escarabajos de Colombia, por ejemplo, muestran una separación genética tan fuerte que los investigadores sospechan que podrían representar dos o más especies que simplemente se ven un poco parecidas.

El artículo también analizó cómo se movían los escarabajos a través del paisaje. Encontraron un patrón llamado "aislamiento por distancia", que es como un juego del teléfono donde el mensaje se distorsiona cuanto más lejos vas. Cuanto más alejadas están dos poblaciones de escarabajos, más diferentes son sus diarios genéticos. Esto sugiere que, aunque estos escarabajos pueden volar, no viajan grandes distancias fácilmente. Tienden a quedarse cerca de casa, lo que ayuda a explicar por qué las montañas y los océanos han sido tan efectivos para dividirlos.

Entonces, ¿cuál es el veredicto final? El estudio sugiere que Canthon cyanellus no es solo una especie simple, sino un "complejo de especies", una red enredada de linajes relacionados pero distintos. La división entre México y Colombia ocurrió hace alrededor de 2.81 millones de años, probablemente debido a la formación del puente terrestre de Panamá. Las montañas de los Andes posteriormente fragmentaron la población colombiana, y los cambios de las eras glaciales durante los últimos millones de años causaron que las poblaciones mexicanas se dividieran en al menos siete líneas. Aunque los coloridos abrigos de los escarabajos puedan parecer solo un desfile de moda, la evidencia genética sugiere que algunos de esos colores marcan los límites de caminos evolutivos completamente diferentes. Los investigadores concluyen que la historia de estos pequeños escarabajos es un ejemplo perfecto de cómo la geología y el clima de la Tierra actúan como los arquitectos definitivos de la vida, esculpiendo nuevas especies una cordillera y un período cálido a la vez.