El pinzón terrestre mediano ( Geospiza fortis ) es una especie de ave de la familia Thraupidae . Es endémica de las Islas Galápagos . Su hábitat natural principal son los matorrales tropicales . Uno de los pinzones de Darwin , la especie fue la primera que los científicos observaron evolucionando en tiempo real.
Se han realizado muchos estudios e investigaciones sobre pinzones terrestres de tamaño mediano; Están los estudios más famosos realizados por Charles Darwin y estudios más recientes realizados en relación a los cambios que se producen en torno a los pinzones terrestres medianos debido a la selección natural. Debido al aumento de la urbanización en las islas Galápagos, las sequías/cambio climático, el desplazamiento de caracteres, los cambios en el hábitat y área de distribución del pinzón, la endogamia y la anidación, los parásitos y los virus, los pinzones terrestres medianos han pasado por cambios. Los cambios que se han observado son el tamaño del pico, el comportamiento en la alimentación, el comportamiento en la endogamia, el comportamiento en la anidación, el desarrollo de anticuerpos y más. Los cambios en las islas Galápagos son factores que afectan a los pinzones terrestres medianos.
Al igual que los demás miembros de su género, el pinzón terrestre mediano tiene un fuerte dimorfismo sexual ; el plumaje de la hembra es marrón y rayado, [2] mientras que el del macho es negro sólido, con puntas blancas en las coberteras inferiores de la cola. El ave mide 12,5 cm (4,9 pulgadas) de largo, que se encuentra entre la longitud de los pinzones terrestres pequeños y grandes . [3] [nb 1] El pico de esta especie es de tamaño bastante variable, aunque la longitud de la mandíbula superior es siempre mayor que la profundidad del pico en su base. [3] La forma del ala, en promedio, parece cambiar con los cambios ecológicos. Sobre la forma de las alas de los pinzones actúan diferentes presiones selectivas, como la selección natural y la sexual. Los machos tienen alas más cortas y redondas, que ayudan a maniobrar alrededor de la hembra durante las exhibiciones sexuales. [5]
Las islas Galápagos son famosas por su vida animal y vegetal; también son famosos por los estudios realizados por Charles Darwin, que llevaron al desarrollo de su teoría de la evolución por selección natural . [6] La Isla Galápagos ahora ha cambiado y ha sido un área de rápida urbanización. [7] Estos cambios han causado un impacto en la vida en la isla. Desde la década de 1990, el turismo en Galápagos ha aumentado un 9,4% anual y las poblaciones residentes han aumentado aproximadamente un 6,4% anual. [8] Las zonas rurales de las islas, que eran de propiedad privada, tenían humedales aptos para la agricultura. [9] Esta agricultura provocó especies de plantas invasoras, que incluían guayaba, maracuyá, etc. Las áreas urbanas tenían más actividad humana como carreteras, tiendas y contaminación. Esta área trajo especies invasoras a la isla como hormigas bravas, ratas negras, etc. Con estos cambios en el medio ambiente, los pinzones terrestres medianos con picos cortos/rechonchos se adaptaron debido a las semillas y las preferencias alimentarias.
La comida es el principal factor que influye en el tamaño y la forma del pico de los pinzones de Darwin. [10] Para que los pinzones terrestres medianos pudieran sobrevivir en áreas urbanas, tuvieron que adaptarse a nuevos entornos. Los estudios han demostrado que los fenotipos de los pinzones terrestres medianos han sido más variables que los de los pinzones terrestres pequeños en la isla Santa Cruz, lo que es consistente con hallazgos anteriores de que los pinzones terrestres medianos se adaptan más rápidamente a las condiciones locales que los pinzones terrestres pequeños. [10] La velocidad con la que los pinzones terrestres medianos han podido cambiar el tamaño y la forma de sus picos puede centrarse en la epigenética. Un equipo de investigación dirigido por la Sra. McNew en la isla Galápagos ha medido los rasgos físicos de las aves silvestres y la genética y epigenética de dos especies de pinzones de Darwin que viven en El Garrapatero, una zona rural. Luego compararon los hallazgos con los pinzones urbanos que viven cerca de Puerto Ayora; los dos sitios no estaban muy separados. Algunos de los estudios anteriores mostraron que sólo una hembra de 300 pinzones terrestres medianos que fueron marcados y utilizados en la investigación se reubicó entre ambos sitios. Más tarde, la Sra. McNew capturó más de 1.000 especies de pinzones terrestres pequeños y medianos tomando muestras de sangre de hembras, esperma de machos y características físicas de cada pinzón. Los investigadores se dieron cuenta de que había una diferencia entre las preferencias alimentarias de los pinzones urbanos y rurales. Los pinzones que vivían en zonas urbanas preferían los alimentos humanos, mientras que los pinzones que vivían en zonas rurales no. Luego descubrieron que los pinzones terrestres medianos de las zonas urbanas tenían un pico de mayor tamaño que los que vivían en las zonas rurales. En cuanto a los pequeños pinzones terrestres que vivían en zonas urbanas, no presentaban diferencias morfológicas con los que vivían en zonas rurales. [10] Después de realizar una investigación, la Sra. McNew y su equipo buscaron evidencia a través de la genética y no encontraron evidencia que pueda probar que estos cambios fenotípicos ocurrieron a través de mutaciones. Pero cuando se analiza la epigenética, hay evidencia significativa. En los pinzones estudiados, las alteraciones epigenéticas entre las poblaciones fueron dramáticas, pero se observaron cambios genéticos mínimos. [10] La evidencia mostró que en pinzones terrestres medianos y pequeños, la mayoría de las mutaciones epigenéticas estaban relacionadas con el tamaño y la forma del pico.
La urbanización no es el único factor que afecta a los pinzones terrestres medianos; La sequía y el desplazamiento del carácter también pueden actuar como una presión selectiva que puede impulsar la evolución de los pinzones terrestres medianos. En 1977, una grave sequía redujo la oferta de semillas en Galápagos. [11] El pinzón, que normalmente prefería semillas pequeñas y blandas, se vio obligado a recurrir a semillas más duras y más grandes. Esta fuerte presión selectiva que favorece picos más grandes, junto con la alta heredabilidad de los rasgos relacionados con el tamaño del pico en los pinzones, provocó que la población media de pinzones terrestres experimentara una evolución por selección natural, lo que llevó a un aumento en el tamaño promedio del pico en la generación siguiente. [12]
Se ha encontrado evidencia de evolución a través del desplazamiento de caracteres en una población de pinzones terrestres medianos en la isla Daphne Major de Galápagos . Durante una sequía en 2004, la superposición de las dietas de la población de pinzones terrestres medianos y una población recientemente asentada de pinzones terrestres grandes ( Geospiza magnirostris ) llevó a la competencia por un suministro limitado de semillas de las que normalmente se alimentaba la población de pinzones terrestres medianos. [13] Debido a que los pinzones terrestres grandes pudieron superar a los pinzones terrestres medianos por estas semillas debido a su pico y tamaño corporal más grandes, la población de pinzones terrestres medianos experimentó una fuerte presión selectiva contra los picos grandes para evitar la competencia, lo que finalmente llevó a a un cambio evolutivo dramático que favorece picos más pequeños en la generación siguiente. [13]
Endémico de las Galápagos, el pinzón terrestre mediano se encuentra en diez islas: Baltra, Floreana, Isabela, Fernandina, Seymour, Pinzón, San Cristóbal, Santa Cruz, Santa Fé y Santiago. Se encuentran en la mayoría de las islas principales [14], incluidos los islotes circundantes. [15] Se encuentran en biomas semiáridos. [16] Los pinzones terrestres medianos hacen nidos en forma de cúpula, principalmente en cactus Opuntia. Estos nidos los construyen los machos. [17]
Los pinzones terrestres medianos tienen más posibilidades de sobrevivir en su hábitat que los pinzones terrestres pequeños, debido al tamaño de su pico. [18] El tamaño del pico del pinzón terrestre mediano puede evolucionar en un período de tiempo relativamente corto, dependiendo de si es una estación húmeda o seca. [19] La supervivencia y el tamaño del pico de las aves dependen del medio ambiente. Las condiciones climáticas favorecerán un tamaño de pico sobre el otro, lo que provocará la muerte de aves con un tamaño de pico desfavorable. [19] El locus del gen HMGA2 es responsable de la evolución del tamaño del pico y juega un papel importante en la selección natural. [19]
El tamaño del área de distribución de un pinzón terrestre mediano varía. Depende de muchos factores, como la época del año, la edad y el sexo del ave. [20] Las hembras que están incubando tienen más probabilidades de permanecer en su territorio de anidación. [20] Los pinzones tienen 3,7 veces más probabilidades de viajar al área de cría que a cualquier otro lugar. [20]
La urbanización en Galápagos está aumentando lentamente, lo que afecta directamente el éxito de anidación de los pinzones. [21] Los nidos en las zonas urbanas se construyen con materiales artificiales, como plástico, hilo de pescar, papel y cabello humano. [8] Estos materiales causan la muerte de las aves por estrangulamiento, ingestión y/o enredo. [8] Las áreas urbanas ofrecen un mayor éxito reproductivo, sin embargo, los pinzones terrestres medianos sufren por el uso de desechos humanos en sus nidos. [8] El 97% de las islas Galápagos son parques nacionales protegidos, sin embargo, el aumento de la población provoca áreas urbanas más densas. [22] Las islas se ven fácilmente afectadas por cambios antropogénicos y el desarrollo urbano tiene un gran impacto en el medio ambiente, la ecología y la evolución de las especies nativas. [21] Los cambios ambientales, como el aumento de la contaminación lumínica y el ruido, afectan directamente a los pinzones. La urbanización provoca alteraciones en las interacciones ecológicas, lo que influye en las presiones de selección, lo que provoca que los fenotipos se modifiquen selectivamente. [21] Las áreas de mayor urbanización parecen tener una menor densidad de pinzones terrestres medianos. [8] ya que la abundancia de humanos conduce a una abundancia de alimentos. [23]
El pinzón terrestre mediano se alimenta principalmente de semillas, aunque también se sabe que come flores, capullos y hojas tiernas, y ocasionalmente insectos. Se alimenta en el suelo o en la vegetación baja. [2] En las áreas urbanas, estas aves exhiben una fuerte preferencia por los alimentos humanos sobre sus fuentes de alimento naturales. [23] Los científicos han descubierto que debido a la urbanización, los pinzones terrestres medianos tienen acceso a una variedad de alimentos, como la comida humana. [24] La comida ha sido un agente seleccionador para los distintos tamaños de pico presentes en las islas Galápagos; esto muestra la selección natural en su máxima expresión, donde aquellos que estén mejor adaptados a su entorno probablemente sobrevivirán y se reproducirán. [24]
Los científicos han descubierto que debido a la urbanización, los pinzones terrestres medianos muestran cambios en el tamaño y la forma de sus picos. [24] Los científicos llevaron a cabo un experimento para observar el cambio en los comportamientos de preferencias alimentarias entre estos pinzones; Descubrieron que la comida que comían los pinzones dependía del lugar donde se encontraban. [24] Los científicos observaron comportamientos alimentarios en cuatro lugares diferentes con varios niveles de urbanización y niveles turísticos. En zonas de alta urbanización con mucho turismo, los pinzones preferían comer comida humana; mientras que aquellos pinzones ubicados en zonas más rurales consumían alimentos presentes en la zona. [24] Los científicos también observaron que los pinzones, cuando se les dio la preferencia entre comer principalmente alimentos humanos o alimentos naturales, eligieron comer alimentos humanos. [24] La urbanización ha influido en los comportamientos y preferencias alimentarias de los pinzones terrestres de tamaño mediano.
Los cambios en las preferencias alimentarias pueden influir en la supervivencia y la reproducción. Se han realizado más investigaciones para determinar por qué los pinzones terrestres medianos pueden preferir la comida humana en lugar de las fuentes de alimento naturales. Los investigadores descubrieron que las aves pueden detectar alimentos amargos, azucarados y salados; cada uno proporciona información al pájaro. [25] Los alimentos amargos les dicen a las aves que ciertos alimentos pueden ser tóxicos; Los alimentos azucarados tienen un alto aumento de calorías y los alimentos salados tienen un alto contenido de sal. [25] En el estudio, limpiarse el pico después de comer comida humana indicó que al ave no le gustaba la comida que acababa de consumir; Los investigadores encontraron que los pinzones terrestres medianos en áreas remotas se limpiaban el pico cuando se les daba cualquier tipo de alimento humano, específicamente alimentos de tipo aceitoso; mientras que los pinzones terrestres en áreas más urbanizadas se alimentaban más de alimentos dulces y se limpiaban el pico menos que los de las áreas rurales. [25] Los pinzones en áreas más urbanizadas tienen más acceso a la alimentación humana; y, por tanto, alimentos dulces más ricos en calorías. La disponibilidad de alimentos puede variar según las estaciones húmedas y secas; esto puede afectar más a las aves de las zonas rurales que a las de las urbanas, que tienen abundante acceso a la alimentación humana. La cantidad de alimento disponible y el tipo de alimento que los pinzones terrestres medianos rurales y urbanos prefieren comer pueden afectar la probabilidad de que las aves se adapten a los cambios en su entorno y sobrevivan y se reproduzcan.
Los pinzones terrestres medianos comen las semillas de Tribulus cistoides , una planta con flores bajas. Los científicos probaron si la urbanización afectaría los comportamientos alimentarios de T. cistoides . [21] Los científicos descubrieron que hubo un aumento del 1,25% en la alimentación con semillas de T. cistoides en ciudades más urbanizadas que en hábitats naturales. [21] Esto sugiere que los pinzones terrestres medianos ubicados en ciudades o áreas urbanizadas tienen una mayor preferencia por los mericarpios pequeños que los que viven en hábitats naturales. [21] Los científicos descubrieron que debido a la mayor dispersión de las semillas de T . cistoides a través de las aves y la urbanización (como las semillas que se dispersan por la actividad humana), hay más mericarpios disponibles en las ciudades; Esta puede ser la razón por la que más pinzones terrestres medianos buscan semillas de mericarpios pequeños. [ 21] En general, debido a la urbanización, ha habido un aumento en las interacciones entre los pinzones terrestres medianos y T. cistoides debido a la mayor dispersión de semillas.
Se dice que la endogamia afecta a los pinzones terrestres de tamaño mediano; en años con baja disponibilidad de alimento la endogamia aumenta y esto disminuye el éxito reproductivo. [26] En años con alta disponibilidad de alimentos, la endogamia disminuye y el éxito reproductivo aumenta. [26] Los pinzones en áreas urbanas tienen más disponibilidad de alimentos que los hábitats naturales debido a la alimentación humana; y debido a esto, aumenta el éxito reproductivo. [8] Así es como puede ocurrir la selección natural; El entorno de las aves puede influir en el éxito de la descendencia y posiblemente provocar la evolución de los pinzones en las zonas urbanas. Aunque los pinzones de las zonas urbanas tienen un mayor éxito reproductivo, todavía presentan mortalidad debido a los contaminantes humanos, como el plástico, que queda atrapado en los nidos. [27] En general, las aves en áreas urbanas tienen mejores resultados para anidar que aquellas aves en el hábitat natural debido a la disponibilidad de alimentos. [27] Las aves en áreas urbanas pueden adaptarse mejor al tener un mejor éxito reproductivo y de anidación; esto puede influir en una mayor tasa de supervivencia en las zonas urbanas.
Debido al cambio climático, se espera que El Niño y La Niña ocurran con mayor frecuencia. [28] La cantidad de lluvia en Galápagos está directamente relacionada con la cantidad de alimentos. Durante los años secos, muchos pinzones morirán de hambre, y sobreviven los individuos capaces de sobrevivir en el duro entorno de sequía. [18] En un año de La Niña, las bajas precipitaciones resultan en escasez de alimento para los pinzones, lo que provoca un bajo éxito reproductivo, mientras que una mayor precipitación durante los años de El Niño conduce a una abundancia de alimentos, lo que puede mejorar el éxito reproductivo, [8] permitiendo a los pinzones para producir hasta el doble de huevos. [28] Las condiciones favorables de un año de El Niño y las condiciones desfavorables de un año de La Niña influyen en las características físicas de los pinzones y su evolución.
Los pinzones terrestres medianos dependen de los alimentos para sobrevivir, específicamente de las semillas. Si ocurriera un cambio en la población, sería debido a la selección natural. En 1977, la sequía provocó una disminución en la cantidad de pinzones terrestres medianos con picos más pequeños que vivían debido a las raras semillas pequeñas disponibles. Fueron los Grant quienes observaron que el tamaño del pico había aumentado en un 4% porque solo los pinzones que sabían comer semillas más grandes podían sobrevivir y reproducirse. [29] En 1982 llovió intensamente y nuevamente abundaron las semillas pequeñas. Esto llevó a una disminución del 2,5% en el tamaño del pico de los pinzones terrestres medianos, por lo que fue más fácil y eficiente para los pinzones comer las semillas. En este año aparecieron grandes pinzones terrestres. Luego, en 2004, hubo otra sequía, pero las especies de pinzones terrestres grandes se apoderaron de las semillas más grandes que estaban disponibles, lo que llevó a la competencia con pinzones terrestres medianos con picos grandes. Los pinzones terrestres grandes tenían una mejor ventaja y muchos pinzones terrestres medianos con picos grandes se extinguieron y sólo los que tenían picos más pequeños pudieron sobrevivir. [30] Con los cambios climáticos que se producen, los pinzones terrestres medianos podrían sobrevivir debido a su capacidad para adaptarse a sequías o lluvias intensas.
El pinzón terrestre mediano ha estado bajo el parasitismo de la mosca Philornis downsi [27] , así como del virus de la viruela aviar ( Poxvirus avium ). [31]
La mosca parásita conocida como Philomis downsi se documentó por primera vez en 1997; Se encontró documentación del parásito en los pinzones de Galápagos. [27] Las moscas adultas ponen huevos en los nidos de los pájaros, cuando esos huevos eclosionan, las larvas se alimentan de la sangre de las crías. [27] Las moscas Philornis ponen huevos en el nido, incluso en las fosas nasales de los polluelos. Las larvas se alimentan de tejido vivo y, en el peor de los casos, pueden perforar el pico. Los parásitos incluso se alimentan de la sangre de la hembra adulta. [27] Incluso con los datos que presentan que las larvas intentan alimentarse de madres hembras adultas, la alimentación de madres adultas puede fallar. [31] La alimentación de hembras adultas o su intento de proporcionar a la hembra exposición a los antígenos de Philomis downsi . [31] Se dice que las mujeres desarrollan mayores cantidades de anticuerpos Philornis ; esto se correlaciona ya que las hembras atienden principalmente a los polluelos en el nido. [31] Los científicos necesitan realizar más estudios, sin embargo, han pensado en las posibles ventajas de la exposición de las hembras adultas a tales antígenos, ya que puede causar una ventaja para sus polluelos, ya que los anticuerpos pueden transferirse a su descendencia. [31] Esto puede proporcionar a la descendencia una ventaja y aumentar su supervivencia. [31] La supervivencia de los polluelos de la mosca variará; A veces , Philomis downsi tendrá poco efecto en los polluelos y, a veces, Philomis downsi hará que ninguno de los polluelos de un nido sobreviva. Los estudios realizados con pinzones terrestres medianos en la isla de Santa Cruz encontraron que estos pinzones están en riesgo. [27] Los científicos creen que dentro del próximo siglo, la extinción de los pinzones terrestres medianos puede ocurrir en la isla de Santa Cruz; Philomis downsi está mostrando un efecto negativo en los pinzones terrestres medianos de Santa Cruz. [27] Utilizando un nuevo modelo matemático, un estudio de 2015 [27] sugirió que la población de 270.000 aves en Santa Cruz podría extinguirse en 50 años. En las Islas Galápagos no ha habido indicios de extinción de aves, sin embargo, esto puede convertirse en una posibilidad a medida que más personas comiencen a habitar y visitar la zona, introduciendo parásitos. [27] Las posibles soluciones incluyen la introducción de avispas parásitas que pondrían huevos sobre la larva, o algodón tratado con un pesticida que las aves adultas utilizarían para construir el nido. [32]
El virus de la viruela aviar es otro factor que puede afectar la supervivencia de los pinzones terrestres de tamaño mediano. El virus de la viruela aviar es un virus que afecta a unas 200 especies de aves; de esos 200, los pinzones se ven especialmente afectados. [33] La viruela aviar se puede transmitir a través de mosquitos. Los mosquitos son los factores de propagación, lo que significa que una vez que se alimentan de un ave infectada, pueden transmitir el virus a aquellas que no están infectadas. [33] Las aves también pueden transmitirse el virus entre sí mediante el contacto. [33] Los síntomas de las aves infectadas son crecimientos parecidos a verrugas que están presentes en áreas sin plumas del ave, como las patas, las patas y el pico. [33] Los brotes del virus han sido históricamente raros; en 2008 hubo un brote que demostró estar presente en el 50% de los pinzones analizados. Los brotes del virus pueden variar, ya que hubo un brote del virus en Daphne Major entre 1983 y 2008; Los estudios demostraron que en 2008, la mitad de las poblaciones de aves mostraban síntomas del virus. [31] En 2008 en El Garrapatero, de 129 aves observadas mostraron síntomas del virus. [31] La diferencia en cómo el virus afectó a las aves en ambas regiones muestra cómo algunas aves pudieron desarrollar anticuerpos para sobrevivir y escapar de la infección. Estas aves estaban más adaptadas para sobrevivir y reproducirse en su entorno. Los pinzones han desarrollado anticuerpos para combatir parásitos invasores específicos. [31] Los pinzones con la mayor cantidad de anticuerpos tienden a tener la mayor aptitud física y, por lo tanto, producen crías más viables. Aquellos con anticuerpos están mejor adaptados a posibles exposiciones y, por lo tanto, tienen más probabilidades de sobrevivir y reproducirse; las crías de aquellos con anticuerpos también estarán mejor adaptadas y permitirán que las especies de pinzones eventualmente tengan mayor éxito en su entorno; Esta es la selección natural en su esencia.
