Modelo matemático universal predice cómo la temperatura afecta a todas las formas de vida
Una investigación con participación de la Universidad de Granada revela una ecuación que unifica la respuesta térmica desde enzimas hasta ecosistemas
Un equipo internacional de investigadores con participación de la Universidad de Granada (UGR) ha conseguido desarrollar un modelo matemático que predice con una precisión sin precedentes la manera en que la temperatura afecta a todos los niveles de la vida, desde enzimas hasta ecosistemas completos.
El estudio, que acaba de ser publicado en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)', revela que existe una curva universal que describe este comportamiento en prácticamente todos los organismos vivos.
El estudio ha contado con la participación de Ignacio Peralta Maraver, investigador del Departamento de Ecología y de la Unidad de Excelencia Modeling Nature (MNat) de la Universidad de Granada, Jean-François Arnoldi, de la Estación de Ecología Teórica y Experimental del CNRS en Moulis (Francia), y Andrew L. Jackson y Nicholas Payne, del Departamento de Zoología del Trinity College de Dublín.
La investigación demuestra que, desde el nivel molecular hasta la escala del ecosistema, todos los procesos que varían con la temperatura pueden unificarse bajo una única ecuación matemática. Para Ignacio Peralta-Maraver, "este modelo puede convertirse en una nueva norma en ecología y fisiología del calentamiento global."
Todos los seres vivos están afectados por la temperatura, pero la ecuación matemática recién validada --la Curva Universal de Rendimiento Térmico (UTPC, por sus siglas en inglés)-- unifica decenas de miles de curvas aparentemente distintas que explican cómo funcionan las especies a diferentes temperaturas.
Lo más sorprendente es que la UTPC no solo parece aplicarse a todas las especies, sino también a cualquier medida de su rendimiento frente a variaciones térmicas: desde lagartos corriendo en una cinta a tiburones nadando en el océano, pasando por la tasa de división celular en bacterias.
Lo más relevante de la nueva UTPC es que muestra un patrón común: a medida que los organismos se calientan, su rendimiento aumenta lentamente hasta alcanzar un óptimo (donde es máximo), pero con un mayor calentamiento el rendimiento desciende rápidamente.
Ese rápido declive por encima de la temperatura óptima significa que el sobrecalentamiento puede ser peligroso, con riesgo de fallo fisiológico o incluso de muerte. Una de las conclusiones más claras del trabajo es que las especies podrían estar más limitadas de lo que se temía en su capacidad de adaptación al cambio climático global, dado que en la mayoría de regiones las temperaturas siguen aumentando.
COMPRENDER CÓMO SE ADAPTAN LAS ESPECIES
Los resultados del trabajo son consistentes en un análisis de más de 30.000 medidas diferentes de rendimiento y una enorme diversidad de especies: desde bacterias hasta plantas, y desde lagartos hasta insectos. Esto significa que el patrón se mantiene en especies de todos los grandes grupos que han divergido ampliamente durante miles de millones de años de evolución.
A pesar de esta gran diversidad biológica, el estudio demuestra que, en esencia, todas las formas de vida siguen estando notablemente limitadas por esta regla que dicta cómo la temperatura influye en su capacidad de funcionar.
Lo máximo que la evolución ha logrado es desplazar la curva hacia arriba o hacia abajo, pero la vida no ha encontrado la forma de apartarse de esta forma específica de rendimiento térmico.
El siguiente paso en la investigación será utilizar este modelo como referencia para identificar si existen especies o sistemas que, aunque sea de forma sutil, logren escapar de este patrón.
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