El colombiano que ha tratado de entender la evolución de mamíferos en Suramérica

Los jaguares o llamas, dos especies icónicas de Suramérica y que son apreciados en Perú y Colombia, tienen un origen que muy pocos conocen: provienen del norte del continente. Cuando el istmo de Panamá surgió del mar para conectar a América del Norte con América del Sur, los mamíferos lograron cruzar el “puente” en ambas direcciones. Es un suceso que ayudaría a entender cómo ocurrieron estas migraciones y por qué las especies suramericanas tuvieron más extinciones. El biólogo Juan David Carrillo se ha dedicado a estudiarlo y sus esfuerzos fueron premiados hace poco: una de sus investigaciones, que realizó en conjunto con seis expertos y que fue publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences, fue galardonada con el premio Jackson-Knowlton, del prestigioso Instituto Smithsonian.

Los jaguares o llamas, dos especies icónicas de Suramérica y que son apreciados en Perú y Colombia, tienen un origen que muy pocos conocen: provienen del norte del continente. Cuando el istmo de Panamá surgió del mar para conectar a América del Norte con América del Sur, los mamíferos lograron cruzar el “puente” en ambas direcciones. Es un suceso que ayudaría a entender cómo ocurrieron estas migraciones y por qué las especies suramericanas tuvieron más extinciones. El biólogo Juan David Carrillo se ha dedicado a estudiarlo y sus esfuerzos fueron premiados hace poco: una de sus investigaciones, que realizó en conjunto con seis expertos y que fue publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences, fue galardonada con el premio Jackson-Knowlton, del prestigioso Instituto Smithsonian.

El evento geológico ha sido estudiado durante años por paleontólogos y biólogos, y se conoce como “El gran intercambio biótico americano”, y para explicarlo y comprender por qué es importante el estudio de Carrillo hay que retroceder varios años. Durante gran parte de los últimos 65 millones de años, el norte y el sur de América estuvieron separados por una masa oceánica entre el Pacífico y el Atlántico. En América del Sur habitaba una gran variedad de fauna, como los gliptodontes (un mamífero extinto emparentado con los armadillos), megaterios (perezosos que pesaban más de una tonelada), zarigüeyas, monos y grandes aves carnívoras. Y en Norteamérica vivían caballos, osos y esmilodontes (conocidos como tigres dientes de sable), entre otros. (Le puede interesar: Más mujeres que nunca están comenzando carreras científicas)

Pero durante los últimos 20 millones de años el movimiento constante de las placas tectónicas del Farallón y el Caribe provocó una colisión que gradualmente formó el istmo de Panamá, uniendo los dos continentes. Carrillo, que es biólogo de la Universidad Nacional, cuenta que “el choque tuvo enormes repercusiones biológicas provocando una de las migraciones más grandes en la historia terrestre”. Las plantas fueron las primeras en migrar, pues se dispersaron fácilmente con el viento. Varias especies de peces de agua dulce, aves y anfibios continuaron el proceso.

Los últimos en cruzar ese “puente” fueron los mamíferos. Desde Suramérica emigraron megaterios y gliptodontes que se distribuyeron por varias zonas de Norteamérica. Otras especies de mamíferos tropicales, también provenientes de América del Sur, colonizaron los bosques de América Central, como los monos y los murciélagos. Mientras que caballos, llamas, tapires, pumas, osos o esmilodontes llegaron del norte para instalarse en el sur del continente. Aunque fue una migración masiva, en los últimos 40 años expertos determinaron que el resultado final no fue equitativo, es decir, las especies que se desplazaron del norte al sur fueron más exitosas que aquellas que migraron en el sentido opuesto.

Carrillo, quien durante su carrera se interesó por los registros fósiles y por entender y estudiar patrones de evolución, señala que la desproporción era tan grande, que se estima que el 45 % de los mamíferos de Suramérica tienen ancestros en Norteamérica, mientras que las especies norteamericanas solo tienen un 10 % de origen del sur. Por eso, con el propósito de explorar el origen de esta asimetría, investigadores del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI), al que Carrillo está asociado, el Centro de Biodiversidad Global de Gotemburgo e instituciones colaboradoras analizaron más de 19 mil registros fósiles de los últimos 23 millones de años en ambos continentes e investigaron las dinámicas de migración y de diversidad en el intercambio biótico. (Le puede interesar: Encuentran tabla con las operaciones de geometría más antiguas del mundo)

“Clasificamos los fósiles según su origen y ubicación geográfica, y basados en esta información utilizamos métodos estadísticos para estimar las tasas de migraciones en ambas direcciones, las tasas de especiaciones y las de extinción a través del tiempo en el que se registró este intercambio biótico”, explica Carrillo. Luego, el equipo comparó los datos de los animales nativos en cada continente y los que llegaban como migrantes para ver en qué momento había ocurrido este resultado asimétrico y qué lo había podido generar. “Establecimos cuatro hipótesis que podrían explicar este fenómeno”, señala.

La primera apunta a que pudo presentarse una mayor migración del norte al sur en este tiempo. Una segunda teoría sugiere que la tasa de migración fue similar, no obstante, cuando llegaron los animales de Norteamérica a Suramérica se diversificaron mucho más. La tercera muestra también que la tasa de migración pudo ser similar, pero que se registraron más extinciones de mamíferos suramericanos nativos. Y una última coincide en que esa tasa de migración fue igual; sin embargo, había mayor diversidad en Norteamérica, y por eso el número total de animales migrantes fue mayor.

“En Suramérica, durante el Plioceno, que comenzó hace 5,3 millones de años, hubo una mayor extinción de mamíferos nativos que generó una reducción en el número de especies, por lo que no hubo una migración numerosa hacia Norteamérica”, apunta Carrillo. “Nuestro estudio muestra cómo ocurrieron estas migraciones, de hecho, el efecto de este intercambio todavía se puede ver hoy”, añade. Los investigadores dicen que esta extinción pudo ser desencadenada, principalmente, porque en este tiempo la temperatura empezó a ser más baja y el clima más seco en el sur de Suramérica y muchas especies no lograron a adaptarse a ese cambio. (Le puede interesar: Así es el primer laboratorio nivel 3 para estudiar virus en Colombia)

Otra de las razones apunta a las diferencias entre los depredadores de cada continente. Los del sur, por ejemplo, estaban relacionados con los marsupiales, entre los que están las zarigüeyas. “Cuando los depredadores norteamericanos o carnívoros, como zorros y gatos, llegaron con dientes más especializados y cerebros más grandes, es posible que las especies nativas de América del Sur se volvieron más susceptibles a la depredación. Esto podría haber contribuido a mayores tasas de extinción”, añade Carrillo. Con una posible razón de esta migración desigual, los investigadores analizaron con mayor detalle los datos fósiles y encontraron que lo más probable es que esta extinción se presentó en el sur, en lo que es ahora se conoce como las Pampas, en Argentina.

Los resultados de la investigación fueron galardonados con el premio Jackson-Knowlton por ser la mejor investigación de 2020, de acuerdo con el Instituto Smithsonian, uno de los centros de investigación más prestigiosos que se ha enfocado en realizar estudios en el trópico. “Para mí es bastante satisfactorio y me sorprendí porque es una institución con una gran calidad de investigación científica en muchas disciplinas, no solo en paleontología, sino en diferentes aspectos de biología, de conservación, de biología marina”, asegura Carrillo, quien realizó una maestría y doctorado en paleontología de la Universidad de Zúrich, en Suiza. Además, es afiliado al Museo de Historia Natural de París.

***

Para este biólogo, “la paleontología es muy importante porque demuestra la evidencia directa de cambios evolutivos y te permite mirar cómo era la morfología, cuál era la diversidad durante periodos de tiempo. Te ayuda a entender los patrones de diversidad y de cambios evolutivos que llevaron a tener la diversidad que tenemos en la actualidad”.

La atención de Carrillo se empezó a centrar en el intercambio biótico. “Animales emblemáticos de Suramérica, como las llamas en Perú o el Jaguar, son descendientes de animales que llegaron de Norteamérica. Entender cómo fue esta historia, cómo se mezclaron estas faunas y entender cuáles son las repercusiones o resultados en temas de diversidad actualmente era algo fascinante para mí”, confiesa Carrillo. En Panamá ha tenido la oportunidad de trabajar al lado del paleontólogo colombiano Carlos Jaramillo, quien le ha ayudado a interesarse en investigar por qué en el trópico se registra tanta biodiversidad.

Ahora seguirá trabajando con fósiles y espera poder desarrollar una segunda fase de la investigación, en la que el objetivo se centre en entender las razones de esa investigación masiva que se registró en Suramérica, además, de analizar algunos factores como las razones de ese intercambio biótico, principalmente en los trópicos que es donde menos registros fósiles existen y donde más biodiversidad se encuentra. También continúa trabajando para desarrollar el conocimiento paleontológico en Colombia, “porque puede aportar datos muy importantes para entender la evolución en el trópico”, dice.