Descubren una curva de temperatura universal que rige la vida en la Tierra

Investigadores de Trinity College Dublin anunciaron el descubrimiento de lo que parece ser una "curva de rendimiento térmico universal" (UTPC), un patrón que se aplica a toda la vida en la Tierra. Según el equipo, esta curva regula cómo los organismos responden a los cambios de temperatura, sugiriendo que la evolución podría estar limitada por este fenómeno, ya que ninguna de las especies estudiadas ha logrado escapar de las restricciones que impone en su rendimiento biológico.

La temperatura afecta a todos los organismos vivos. La UTPC reúne decenas de miles de curvas de rendimiento previamente separadas que los científicos han utilizado para entender cómo diferentes especies funcionan a distintas temperaturas. Los investigadores encontraron que estas curvas siguen un mismo patrón subyacente, que se aplica no solo entre especies, sino también en diversas actividades biológicas. Este patrón se mantiene independientemente de si se evalúa la velocidad de carrera de un lagarto en una cinta de correr, la natación de tiburones en el océano o la rapidez con la que las células bacterianas se dividen.

Un patrón común en la respuesta de la vida al calor

La UTPC revela una relación consistente entre temperatura y rendimiento en los organismos vivos. A medida que las temperaturas aumentan, el rendimiento biológico generalmente mejora de manera gradual hasta alcanzar un punto óptimo, donde el rendimiento es máximo. Sin embargo, una vez que las temperaturas superan este óptimo, el rendimiento desciende rápidamente. Esta caída pronunciada a temperaturas más altas indica que el sobrecalentamiento puede volverse rápidamente peligroso, provocando descomposición fisiológica o incluso la muerte.

El estudio, publicado en la revista PNAS, sugiere que las especies pueden enfrentar límites más estrictos de lo que se pensaba anteriormente en su capacidad de adaptación al cambio climático. Con el aumento de las temperaturas en gran parte del planeta, estas restricciones podrían influir en la capacidad de los organismos para hacer frente al calentamiento futuro.

Una curva compartida en el árbol de la vida

Andrew Jackson, profesor de Zoología en la Escuela de Ciencias Naturales de Trinity y coautor del estudio, explicó que la investigación reveló similitudes sorprendentes entre muchas formas de vida. "A través de miles de especies y casi todos los grupos de vida, incluidos bacterias, plantas, reptiles, peces e insectos, la forma de la curva que describe cómo el rendimiento cambia con la temperatura es muy similar. Sin embargo, diferentes especies tienen temperaturas óptimas muy distintas, que van desde 5 °C hasta 100 °C, y su rendimiento puede variar considerablemente dependiendo de la medida de rendimiento observada y de la especie en cuestión".

Los científicos han desarrollado previamente muchos modelos para explicar la amplia gama de respuestas térmicas observadas en la naturaleza. Sin embargo, la nueva investigación indica que estas diferencias son variaciones de la misma curva básica. "Eso ha llevado a que se propongan innumerables variaciones de modelos para explicar estas diferencias. Lo que hemos demostrado aquí es que todas las diferentes curvas son, de hecho, la misma curva exacta, solo estirada y desplazada a diferentes temperaturas. Y lo que es más, hemos demostrado que la temperatura óptima y la temperatura máxima crítica, a la que ocurre la muerte, están inextricablemente vinculadas".

Jackson también destacó que una vez que las temperaturas superan el óptimo, el rango en el cual los organismos pueden sobrevivir se vuelve más estrecho. "Cualquiera sea la especie, simplemente debe tener un rango de temperatura más pequeño en el que la vida sea viable una vez que las temperaturas superan el óptimo".

Estudio analizó miles de curvas de rendimiento térmico

El autor principal, Dr. Nicholas Payne, de la Escuela de Ciencias Naturales de Trinity, afirmó que las conclusiones se basan en un extenso conjunto de datos. "Estos resultados surgieron de un análisis exhaustivo de más de 2,500 curvas de rendimiento térmico diferentes, que comprenden una tremenda variedad de medidas de rendimiento para una variedad igualmente tremenda de especies, desde bacterias hasta plantas, y desde lagartos hasta insectos".

Los resultados indican que este patrón compartido aparece en casi todas las principales ramas de la vida que han evolucionado a lo largo de miles de millones de años. "Esto significa que el patrón se mantiene para especies en todos los grupos principales que se han divergido enormemente a medida que el árbol de la vida ha crecido a lo largo de miles de millones de años de evolución. A pesar de esta rica diversidad de vida, nuestro estudio muestra que prácticamente todas las formas de vida siguen estando notablemente restringidas por esta 'regla' sobre cómo la temperatura influye en su capacidad de funcionar. Lo mejor que la evolución ha logrado es mover esta curva; la vida no ha encontrado una manera de desviarse de esta forma de rendimiento térmico tan específica".

Buscando excepciones a la regla

Los investigadores ahora planean utilizar la UTPC como un punto de referencia para investigar si algún organismo podría desviarse ligeramente de este patrón. "El siguiente paso es utilizar este modelo como algo así como un estándar para ver si hay alguna especie o sistema que podamos encontrar que pueda, sutilmente, romper con este patrón. Si encontramos alguna, estaremos emocionados de preguntar por qué y cómo lo hacen, especialmente dado los pronósticos sobre cómo nuestro clima seguirá calentándose en las próximas décadas".