Curiosidad: motor fundamental de la adaptación animal

La forma en que los animales responden a estímulos desconocidos o novedosos es un aspecto clave de su aptitud. Sus reacciones cuando se encuentran en un nuevo entorno o interactúan con nuevos depredadores, posibles parejas o competidores y recursos alimentarios pueden tener un impacto significativo en su supervivencia y reproducción. Esto implica que pueden favorecerse diferentes respuestas conductuales en distintos contextos ecológicos. En concreto, entre los diversos tipos de comportamiento que puede mostrar un animal se encuentra la curiosidad. Esta última constituye un rasgo crítico de la personalidad que influye en la adaptación y la supervivencia de los animales.

Este aspecto del carácter se examinó recientemente en una investigación cuyos resultados se publicaron en la revista Science. El lugar de estudio es el Lago Tanganica, una masa de agua situada en el corazón de África que sirve de laboratorio natural donde estudiar la extensa biodiversidad presente. En el lago se encuentran numerosas especies de cíclidos que se distinguen por una extraordinaria variedad de formas, dietas, hábitats y coloraciones. Esta amplia gama de características les permite adaptarse y especializarse en diferentes funciones ecológicas dentro del mismo entorno lacustre. Como desde hace tiempo se sospecha que la curiosidad también interviene en la formación de nuevas especies y, por tanto, en la biodiversidad, un equipo de investigadores, dirigido por el profesor Walter Salzburg, de la Universidad de Basilea, estudió estos peces para explorar el papel de las diferencias de comportamiento en su adaptación a distintos nichos ecológicos.

Durante un total de nueve meses, la primera autora, la Dra. Carolin Sommer-Trembo, registró el "comportamiento exploratorio" de 57 especies diferentes de cíclidos a lo largo de la orilla sur del lago Tanganica. Para ello, la zoóloga realizó grabaciones en vídeo de cómo se comportaban los aproximadamente 700 cíclidos capturados en el lago una vez trasladados a un nuevo entorno (grandes tanques experimentales). Tras la parte experimental que le permitió recopilar todos los datos necesarios, los peces fueron liberados en su entorno natural en el lugar específico de captura.

La investigadora analizó cada vídeo individual para evaluar cómo se había adaptado cada especie a estos nuevos entornos. En concreto, determinó qué zonas del estanque experimental exploraba cada pez durante un periodo de 15 minutos. Así dedujo que, en general, se observaron grandes diferencias en el comportamiento exploratorio entre las distintas especies de peces. Esto apunta a una fuerte conexión entre el comportamiento, la preferencia de hábitat y los rasgos físicos. En concreto, se observó que los cíclidos de mayor tamaño que se encontraban más cerca de las costas mostraban mayor curiosidad que sus congéneres de líneas más largas que se encontraban en aguas abiertas.

Es evidente, por tanto, que existen claras diferencias entre las distintas especies de peces a nivel conductual y, por consiguiente, adaptativo. Sin embargo, la genética subyacente a la variación adaptativa del comportamiento es, en general, poco conocida. Para colmar esta laguna, en el estudio se llevó a cabo un análisis genético para comprender las diferencias de comportamiento observadas en los cíclidos. El equipo de investigación colaboró con el Dr. Milan Malinsky, de la Universidad de Berna, para desarrollar un nuevo método de análisis genómico que les permitió comparar datos entre distintas especies.

Utilizando esta nueva metodología, los investigadores identificaron una variante genética en el genoma de los cíclidos que mostraba una correlación casi perfecta con el comportamiento exploratorio. En concreto, observaron que existe unSNP (Single Nucleotide Polymorphism) por el que las especies con una 'T' (timina) en esta zona genómica muestran una especial curiosidad. Por el contrario, las que tienen una 'C' (citosina) muestran un comportamiento menos exploratorio. Además, mediante el uso de tecnología avanzada de edición genética, los investigadores fueron capaces de inducir mutaciones en esta región específica del ADN, aumentando así la curiosidad de los cíclidos. El equipo también utilizó inteligencia artificial para obtener información predictiva sobre el comportamiento exploratorio de especies de cíclidos no estudiadas anteriormente.

Curiosamente, la variante genética identificada se localiza cerca del gen cacng5b que también está presente en otros vertebrados, incluidos los humanos. La particularidad de este gen radica en que está asociado a condiciones neurológicas y psiquiátricas, como la esquizofrenia y los trastornos bipolares, que pueden, a su vez, estar relacionados con trastornos de la personalidad. Esto significa que los resultados de esta investigación trascienden las fronteras del lago Tanganica, ya que también podrían ser útiles en el campo de la salud humana.

Los peces cíclidos son un grupo notablemente diverso de peces de agua dulce que se encuentran principalmente en las regiones tropicales de África y América Central y del Sur. En concreto, se cree que el grupo de cíclidos con mayor diversidad fenotípica del mundo se encuentra en el lago Tanganica, el más antiguo de los grandes lagos de África oriental, así como el mayor lago de agua dulce de África en cuanto a volumen de agua (32.600 km 2 con una profundidad máxima de 1.470 m). Sin embargo, ocupa el tercer lugar en cuanto a riqueza de especies, situándose por detrás de los lagos Malawi y Victoria. La extraordinaria riqueza de especies de estos lagos suele ser producto de la radiación adaptativa intralacustre, en el curso de la cual un ancestro común se diversifica rápidamente en especies nuevas y fenotípicamente distintas, que ocupan determinados nichos ecológicos. Por eso estos lugares albergan una enorme variedad de peces cíclidos y más.

La diversidad física de los cíclidos es asombrosa: su tamaño varía enormemente, desde unos pocos centímetros hasta más de 30 centímetros de longitud. Sus cuerpos pueden ser delgados y alargados o cortos y achaparrados, adaptados a diferentes tipos de flujo de agua y presiones de depredación. La coloración de los cíclidos es igualmente variada y a menudo desempeña un papel importante en los rituales de apareamiento. Los colores brillantes pueden atraer a las parejas o intimidar a los rivales. Pero eso no es todo: estos animales muestran una amplia gama de comportamientos distintos. Algunas especies, por ejemplo, son famosas por sus complejas danzas de cortejo y sus elaborados comportamientos reproductivos, incluida la eclosión por la boca, en la que la hembra o a veces incluso el macho lleva los huevos fecundados en la boca para protegerlos hasta la eclosión. Otros han desarrollado estrategias de alimentación únicas, como raspar algas o abrir caparazones.

A pesar de su notable adaptabilidad, muchas especies de cíclidos se ven amenazadas por cambios medioambientales, como la contaminación, la pérdida de hábitat y la introducción de especies no autóctonas. Teniendo en cuenta la gran variedad de especies que existen y los diferentes nichos que ocupan, la presencia de estos peces adquiere una importancia ecológica significativa. Además, son un grupo modelo clave para estudios de biología evolutiva, especialmente para comprender el proceso de especiación, a través del cual se desarrollan nuevas especies. Sus rápidas tasas de especiación y sus diversas formas de adaptación los hacen ideales para investigar la evolución genética, ecológica y conductual. En conjunto, los cíclidos no sólo contribuyen significativamente a la biodiversidad de sus hábitats nativos, sino que también aportan valiosos conocimientos sobre los procesos evolutivos que impulsan la diversidad de la vida en la Tierra.

Es evidente, por tanto, que existen claras diferencias entre las distintas especies de peces a nivel conductual y, en consecuencia, adaptativo. Sin embargo, la genética subyacente a la variación del comportamiento adaptativo es, en general, poco conocida. Para colmar esta laguna, en el estudio se realizó un análisis genético para comprender las diferencias de comportamiento observadas en los cíclidos. El equipo de investigación colaboró con el Dr. Milan Malinsky, de la Universidad de Berna, para desarrollar un nuevo método de análisis genómico que les permitió comparar datos entre distintas especies.

A pesar de su notable adaptabilidad, muchas especies de cíclidos se ven amenazadas por cambios ambientales como la contaminación, la pérdida de hábitat y la introducción de especies no autóctonas. Teniendo en cuenta la gran variedad de especies existentes y los distintos nichos que ocupan, la presencia de estos peces reviste una importancia ecológica significativa. Además, son un grupo modelo clave para los estudios de biología evolutiva, especialmente para comprender el proceso de especiación, a través del cual se desarrollan nuevas especies. Sus rápidos ritmos de especiación y sus diversas formas de adaptación los hacen ideales para investigar la evolución genética, ecológica y conductual. En conjunto, los cíclidos no sólo contribuyen significativamente a la biodiversidad de sus hábitats nativos, sino que también aportan valiosa información sobre los procesos evolutivos que impulsan la diversidad de la vida en la Tierra.

La diversidad física de los cíclidos es asombrosa: su tamaño varía enormemente, desde unos pocos centímetros hasta más de 30 centímetros de longitud. Sus cuerpos pueden ser esbeltos y alargados o cortos y fornidos, adaptados a distintos tipos de flujo de agua y presiones depredadoras. La coloración de los cíclidos es igualmente variada y a menudo desempeña un papel importante en los rituales de apareamiento. Los colores brillantes pueden atraer a las parejas o intimidar a los rivales. Pero eso no es todo: estos animales muestran una amplia gama de comportamientos distintos. Algunas especies, por ejemplo, son famosas por sus complejas danzas de cortejo y sus elaborados comportamientos reproductivos, incluida la incubación por la boca, en la que la hembra o a veces incluso el macho lleva los huevos fecundados en la boca para protegerlos hasta la eclosión. Otros han desarrollado estrategias de alimentación únicas, como raspar algas o abrir caparazones.