¿Cómo logran las lagartijas adaptarse a ambientes hostiles?

De un un cuerpo esbelto, la Liolaemus magellanicus es la lagartija más austral del mundo. Mide entre 5 y 6 cm entre hocico y cloaca, y su color varía entre el gris y el verde oliváceo. Las hembras son ovovivíparas, es decir, sus huevos se desarrollan dentro de su cuerpo hasta la eclosión, tiene camadas de 5 crías en promedio y pueden retener el embarazo durante 1 año, para que las crías puedan nacer en verano. Son principalmente insectívoras, pero también pueden alimentarse de vegetales. Se distribuyen en la Patagonia chileno-argentina, en Magallanes en los sectores continentales y en el archipiélago de Tierra del Fuego.

Fabián Jaksic, zoólogo, ecólogo, Premio Nacional de Ciencias Naturales 2018, académico de la Facultad de Ciencias Biológicas y director de CAPES UC, es además magallánico de nacimiento, por lo que conoce a este reptil desde que era niño. Uno de sus últimos trabajos es “Historical account and current ecological knowledge of the southernmost lizard in the world, Liolaemus magellanicus (Squamata: Liolaemidae)”, publicado en la Revista Chilena de Historia Natural, donde hace una revisión del descubrimiento, distribución, biogeografía y ecología de esta lagartija, proponiéndola como modelo de estudio por sus especiales características.

Para comenzar el tema: ¿Qué es un modelo de estudio animal? El profesor nos explica que “en ecología, un modelo de estudio es aquel tipo de animal u otro organismo que permite responder expedita y claramente preguntas concretas de un investigador. Por ejemplo, para estudiar conductas en terreno son mejores modelos las aves diurnas que los roedores nocturnos. Las lagartijas son muy buenos modelos para estudiar cómo ellas logran ejecutar sus estrategias de historia de vida. Por ejemplo, cómo, cuánto, y cuándo reproducirse. Qué comer, a qué hora estar activas y dónde refugiarse de las condiciones climáticas o de sus depredadores. O cómo mantener una temperatura corporal que les permita vivir, crecer, encontrar pareja, reproducirse y cuidar su prole”.

¿Por qué la lagartija magallánica sería un buen modelo de estudio? Debido a que “es la más austral del mundo y vive en un ambiente muy frío para la mayoría de los reptiles, lo que hace preguntarse cómo logra sobrevivir y mantenerse por miles de generaciones en un ambiente poco productivo en comida y climáticamente desfavorable. Además, dado que hay una población en el continente y otra en la isla grande de Tierra del Fuego, se abre la pregunta de si esas poblaciones separadas por el estrecho de Magallanes por miles de años han divergido en su genética y sus atributos morfo-funcionales y conductuales”. 

Parte de su investigación fue sobre el descubrimiento de esta especie de reptil, donde consignó que el explorador británico Charles Darwin, que estuvo en territorio chileno entre 1832 y 1835, no vio ninguna lagartija en la Patagonia, por lo que afirmó que en la zona no había reptiles, y no se registró su presencia sino hasta 1847. “En defensa de Darwin, debe hacerse notar que no visitó Magallanes continental ni la isla grande de Tierra del Fuego. Su encuentro con la Patagonia austral fue en torno al canal Beagle y pequeñas islas aledañas en donde hasta hoy no se conoce la existencia de reptiles. La lagartija magallánica fue primero descubierta en Magallanes continental por Hombron y Jacquinot, en la península de Brunswick y posteriormente en la parte norte de Tierra del Fuego por Cunningham. Yo tuve la oportunidad de descubrirla en la parte central de la isla, cerca de Onaisín. Nadie las ha encontrado más al sur en la parte chilena”, comenta el investigador.

Las observaciones que se han realizado en terreno indican que Liolaemus magellanicus es más común en el área continental que en la insular, siendo más escasa en Tierra del Fuego, pero Jaksic señala que “no se puede decir que la lagartija magallánica sea más abundante en el continente que en la isla grande; nadie ha medido su abundancia y eso es un asunto pendiente. Mi impresión es que son más densas (abundancia partida por área) en Tierra del Fuego que en Magallanes continental, pero esto debe ser verificado haciendo mediciones cuantitativas”.

Las estrategias para habitar en el frío

Las lagartijas, como todos los reptiles, son animales ectotermos, es decir, su temperatura corporal depende del ambiente, por lo que normalmente restringen su actividad a los momentos en que la temperatura ambiental es adecuada para ellos, para poder ahorrar energía. Esta característica tiene ventajas y desventajas, entre las primeras está que los ectotermos no necesitan comer todos los días como muchos de los mamíferos, los humanos entre ellos, que requieren de la energía que les proveen los alimentos para regular su temperatura corporal y realizar sus funciones. Entre las desventajas para los reptiles está que muchos de estos animales no pueden vivir en ambientes muy fríos o húmedos, pero la lagartija magallánica es una excepción, ya que sí se ha adaptado al frío y al viento patagónico. ¿Cómo lo hace?

Entre las estrategias de la lagartija magallánica para sobrevivir en el fin del mundo austral, Jaksic enumera:

• Retener sus huevos hasta que sus crías están completamente formadas y capaces de desplazarse y comer en el ambiente externo. 
• Buscar microhábitats en que la temperatura es más alta que la del aire y así poder calentarse.
• Alimentarse no solo de insectos y arácnidos, sino de hojas y brotes vegetales.
• Adoptar una coloración y diseño crípticos que la proveen de camuflaje ante sus depredadores.

Estas adaptaciones convierten a este reptil en una especie digna de mayor atención por parte de los herpetólogos de Chile y el mundo.

En palabras del zoólogo y ecólogo, de su publicación "queda claro que la lagartija magallánica puede ser propuesta como un modelo animal que sirve para probar hipótesis sobre: (a) Estrategias de asignación de recursos para hacer frente a un entorno hostil que ofrece oportunidades limitadas para buscar alimento y realizar actividades reproductivas. (b) Estrategias conductuales para hacer frente a la termorregulación, la alimentación, la adquisición de pareja y el cuidado de la descendencia. (c) Su lugar dentro de la red alimenticia más bien empobrecida de la cual esta especie forma parte.

Además, por ser una especie evolutivamente nueva, que persistió en refugios glaciares antes de dividirse en una subpoblación continental y otra isleña, ella ofrece una base fértil para realizar estudios de genética de poblaciones y poner a prueba hipótesis filogeográficas y evolutivas”. Fabián Jaksic finaliza comentando que “pienso que tanto biogeógrafos, como sistemáticos, evolucionistas, fisiólogos y ecólogos deberían interesarse más en esta especie por su posición única en los márgenes más sureños de nuestro cambiante mundo”.

La lagartija de las alturas

Liolaemus belli, o lagartija de Bell, es un reptil de aspecto robusto, con el cuello más ancho que la cabeza, de unos 8 cm de longitud de cabeza a cloaca, con cuerpo color café amarillento o verde oliváceo, con manchas y barras negras y amarillas. Es una especie endémica chilena que habita en la Cordillera de Los Andes, al sur de la región de Valparaíso y en la Metropolitana, entre los 2000 y 3000 metros sobre el nivel del mar. Las hembras son vivíparas y paren en promedio 5 crías a inicios de verano.

Sabrina Clavijo, doctora en Ciencias Biológicas de la UC, investigadora de la Facultad de Ciencias de la Universidad de la República, Uruguay, e investigadora postdoctoral en CAPES, publicó el trabajo“How do ectotherms perform in cold environments? Physiological and life-history traits in an Andean viviparous lizard”, en la revista Frontiers in Ecology and Evolution, en que estudió cómo las lagartijas Bell se las arreglan para vivir en hábitats adversos como la montaña.

¿Por qué hay animales que prefieren vivir en condiciones difíciles y hasta hostiles? Según la bióloga, algunas poblaciones de diferentes especies pueden persistir en ambientes, aunque sea en condiciones duras, donde su adecuación biológica (‘fitness’ en inglés), es mayor a cero, es decir en lugares donde puedan sobrevivir y reproducirse.

En cuanto a los animales ectotermos, cuya temperatura corporal depende principalmente de la temperatura ambiente, Sabrina Clavijo afirma que “son más susceptibles a la temperatura ambiental que los endotermos. A mayor temperatura, mayor desempeño (como por ejemplo, el desempeño locomotor), hasta un punto máximo, u óptimo, más allá del cual el desempeño vuelve a caer abruptamente. Este patrón de campana del desempeño en función de la temperatura del cuerpo se conoce como curva de desempeño térmico (‘thermal performance curve’)”.

La investigadora también explica que la conductancia térmica, es decir, la capacidad de intercambiar calor con el ambiente, de los ectotermos es alta y por ende la temperatura corporal es prácticamente la misma que la temperatura ambiental. En aquellas especies que son especialistas de ambientes fríos la curva de desempeño puede estar corrida hacia la izquierda, donde están las menores temperaturas, esto les permite estar activas y moverse a menores temperaturas que otras especies. “Además, algunas especies de ectotermos de ambientes fríos tienen una serie de rasgos que les permite vivir en climas fríos, por ejemplo peces tienen compuestos crioprotectores que evitan el congelamiento de las células. Los ejemplos de este tipo de adaptaciones son muchos y muy variados”, complementa Clavijo.

Entre las estrategias que ha adoptado Liolaemus belli para poder vivir en la montaña, la autora principal del paper comenta que “la especie está activa desde la primavera hasta el otoño y durante el invierno se encuentra inactiva debajo de la capa de nieve. Baja su nivel de actividad, su consumo de oxígeno, toda la maquinaria fisiológica disminuye, se para. Mi zona de muestreo fueron los centros de Ski de Santiago, mientras las personas disfrutan de la nieve, abajo está esta especie esperando que aumente la temperatura, la nieve se derrita y comenzar su reproducción”.

Otra de las adaptaciones que tiene esta lagartija, y que comparte con otras que también la presentan, es un rasgo asociado a la reproducción que evolucionó: la viviparidad, es decir, parir crías vivas, en lugar de poner huevos. Sabrina Clavijo expone que “de esta manera mantienen la temperatura de incubación constante dentro del cuerpo favoreciendo el desarrollo de sus crías. En este caso, la temperatura de incubación es la temperatura interna de la hembra y es menos costoso mantenerla constante que incubando huevos.”

Ladera norte vs ladera sur

La investigación evaluó rasgos fisiológicos y respuestas de hembras de dos sitios de laderas contrastantes, norte y sur, con diferencias en la temperatura ambiental y en la humedad, pero a la misma altitud en la cordillera de los Andes. El sitio de la ladera orientada al sur en La Parva y la ladera norte en El Colorado.

Acerca de su motivación para realizar este estudio, Sabrina Clavijo menciona que “buscaba un organismo modelo para poner a prueba unos modelos teóricos sobre la evolución de la endotermia, y quería estudiar si un cambio del metabolismo de la madre podría cambiar la temperatura de incubación y la manera más fácil era trabajar con lagartijas vivíparas”.

Colectar las hembras de lagartija de Bell en dos localidades distintas, pero que estuvieran a la misma altitud tiene una razón, esto “porque hay rasgos fisiológicos y de historia de vida que cambian con la altitud (por ejemplo el metabolismo)”, expresa la investigadora, “sin embargo, al analizar los datos encontré diferencias en algunos rasgos entre las hembras de las dos zonas de colecta. Consulté con mi profesor guía, Francisco Bozinovic, y me dijo que leyera los trabajos sobre el «Evolution canyon» de Eviatar Nevo, que nunca se había observado en vertebrados pero sí en muchos invertebrados”.

Entre los principales resultados de su estudio, la investigadora menciona que “encontramos que las hembras del sitio más frío, La Parva, donde la nieve se derrite más tarde, tienen metabolismo mayor que las hembras de El Colorado, donde la nieve se derrite antes en primavera. Colocamos dataloggers de temperatura donde colectamos las lagartijas, y la temperatura de La Parva es menor que en El Colorado. Además, las hembras de La Parva tienen temperatura de preferencia menor que las hembras de El Colorado. Es decir, que si las colocamos en un gradiente de temperaturas, eligen temperaturas más bajas. Estas diferencias no las encontramos en sus crías. Entonces, esta es una respuesta plástica pero que se dió en el desarrollo, ya que las hembras de ambas localidades estaban en las mismas condiciones en el laboratorio. Es algo que se fijó durante su desarrollo”.

También hubo diferencias en las fechas de parto, la que “fue más tarde en las hembras de La Parva”, afirma la bióloga y complementa que “la hipótesis que manejamos es que al derretirse la nieve más tarde, el período de reproducción es más corto en La Parva. Entonces las hembras tienen que aumentar su metabolismo, poner a andar la maquinaria más rápido, y de cualquier manera llegan a parir unos días más tarde”. Pero los investigadores están descubriendo que los animales adaptados al frío y a la altura pueden estar en un “callejón sin salida” evolutivo.

¿Qué significa esto? Sabrina Clavijo explica que “la temperatura ambiental está aumentando y frente al aumento de la temperatura hay muchas especies de alta montaña que se desplazan hacia lugares de mayor altitud, pero eso tiene un límite. Entonces, aquellas adaptaciones a los ambientes fríos pueden ser una desventaja con el aumento de la temperatura".

Por ejemplo, en nuestro trabajo encontramos que las hembras preñadas de La Parva tienen un gasto energético diario mayor que las hembras preñadas de El Colorado, probablemente en respuesta a la baja temperatura o la corta duración del período sin nieve. Mayor gasto energético implica consumir más alimento, y si este rasgo es fijo, podría suceder que ante un eventual incremento en la temperatura las hembras tengan gastos energéticos mayores no necesarios y que quizás no puedan cubrir”. Los estudios continuarán, para entender cómo se adaptan los animales del frío en un mundo que se calienta.