Una nueva investigación sugiere que las olas de calor podrían conducir a la disminución de la población aviar

Comprender cómo responden las aves al cambio climático es un área crítica de investigación que Elizabeth Derryberry, profesora asociada en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la UT, y sus colegas se esfuerzan por comprender, incluido el aumento de la prevalencia y la intensidad de las olas de calor. En un nuevo estudio publicado en línea en Molecular Ecology, los investigadores examinaron cómo el calor afecta el comportamiento y la fisiología de los pinzones cebra.

«La mayor parte de lo que sabemos sobre los efectos fisiológicos y de comportamiento del calor proviene de organismos acuáticos o animales terrestres de sangre fría, pero las olas de calor también podrían ser un problema real para las aves y los mamíferos terrestres, especialmente si el calor interfiere con componentes críticos de su sistema reproductivo. comportamiento y fisiología», dijo Sara Lipshutz, profesora asistente en la Universidad Loyola de Chicago, exalumna de posgrado en la UT y primera autora de la publicación. «Queríamos entender cómo sucede eso como un primer paso para comprender cómo manejar estos problemas».

Las olas de calor pueden ser letales para los animales de sangre caliente, pero los efectos fisiológicos y de comportamiento no se encuentran en los estudios recientes de alto perfil sobre el cambio climático. Los investigadores querían saber acerca de los efectos subletales del calor que no matan a los animales, pero que aún podrían afectar su capacidad para adaptarse y prosperar a medida que cambia el clima.

Lipshutz y sus colegas expusieron a los pinzones cebra a un desafío de calor de cuatro horas, similar a lo que las aves silvestres podrían experimentar durante el calor de la tarde en un día de verano. Los pinzones cebra fueron seleccionados para el estudio porque estos pájaros cantores experimentan fluctuaciones extremas de temperatura en su Australia natal.

El equipo midió los efectos del calor en el comportamiento termorregulador y observó específicamente cómo el calor cambiaba la actividad genética en tejidos que son críticos para la reproducción: los testículos que controlan la fertilidad y una parte del cerebro que regula el canto, que es un comportamiento esencial de atracción de pareja en las aves. . Descubrieron que el calor alteraba la actividad de cientos de genes en los testículos, pero menos en el cerebro, lo que sugiere que el cerebro puede responder menos a las temperaturas extremas.

«Al mismo tiempo, encontramos evidencia de que la señalización relacionada con la dopamina se vio afectada en el cerebro, lo que significa que incluso el calor subletal puede cambiar la capacidad de reproducción de un ave, a través de cambios en los circuitos motivacionales para la producción de canciones», dijo Lipshutz. «Si no pueden cantar, o cantar bien, no se van a reproducir».

Las poblaciones de aves han disminuido drásticamente en las últimas décadas, y los pájaros cantores machos necesitan cantar para atraer a una pareja. Junto con estudios previos que muestran que las aves cantan menos durante el celo, este proyecto revela posibles mecanismos subyacentes por los cuales el calor puede contribuir a la disminución de la población de aves.

«Es realmente un golpe triple», dijo Derryberry, autor correspondiente de la publicación. «El calor no solo afecta sus cerebros, sino que también parece afectar las redes genéticas testiculares relacionadas con el automantenimiento y la producción de esperma. Por lo tanto, existe una potencial menor motivación para cantar, una función gonadal reducida y una mayor inversión en el automantenimiento, todo lo cual puede restar valor a la reproducción exitosa».

El estudio también proporcionó algunas ideas esperanzadoras para las aves y su capacidad para manejar la amenaza del cambio climático. Los machos que jadearon con más frecuencia durante el desafío con calor exhibieron efectos más limitados sobre la actividad genética en el cerebro y los testículos.

«Durante mucho tiempo, los investigadores han razonado que la flexibilidad del comportamiento podría ser clave para la capacidad de los animales para manejar nuevos desafíos ambientales», dijo Kimberly Rosvall, profesora asociada de biología en IU Bloomington, cuyo laboratorio supervisó el lado genómico de este proyecto. «Vimos que algunas personas utilizaron mejor la termorregulación del comportamiento para disipar los efectos fisiológicos del calor. Si los animales pueden ajustar su comportamiento, o si el comportamiento puede evolucionar para seguir el ritmo del cambio climático, las aves pueden adaptarse».

Según Lipshutz, los resultados también tienen implicaciones importantes para la selección sexual en un mundo en calentamiento.

«Algunos individuos, o incluso algunas especies, pueden funcionar bien bajo temperaturas extremas», dijo. «Eso podría influir tanto en la evolución de la tolerancia térmica como en la evolución del comportamiento».