Calcular las tasas de extinción de fondo

Para discernir el efecto de la actividad humana moderna en la pérdida de especies, se requiere determinar qué tan rápido desaparecieron las especies en ausencia de esa actividad. Los estudios de fósiles marinos muestran que las especies duran entre 1 y 10 millones de años. Supongamos que todas estas extinciones ocurrieron de forma independiente y gradual, p. ej., de la manera» normal», en lugar de catastróficamente, como lo hicieron al final del Período Cretácico hace unos 66 millones de años, cuando desaparecieron los dinosaurios y muchas otras especies de animales terrestres y marinos. Sobre esa base, si uno sigue el destino de 1 millón de especies, uno esperaría observar alrededor de 0,1–1 extinción por año, en otras palabras, 1 especie se extingue cada 1-10 años.

La duración de la vida humana proporciona una analogía útil a lo anterior. Si los seres humanos viven alrededor de 80 años en promedio, entonces uno esperaría, en igualdad de condiciones, que 1 de cada 80 individuos muriera cada año en circunstancias normales. (En realidad, la tasa de supervivencia de los seres humanos varía según la etapa de la vida, y las tasas más bajas se encuentran en bebés y ancianos.) Si, sin embargo, muchos más de 1 de cada 80 morían cada año, entonces algo sería anormal. Podría haber una epidemia, por ejemplo.

Para hacer comparaciones de las tasas de extinción actuales conservadoras, suponga que la tasa normal es solo una extinción por millón de especies al año. Este es el punto de referencia, la tasa de fondo con la que se pueden comparar las tasas modernas. Por ejemplo, dada una muestra de 10,000 especies vivas descritas (aproximadamente el número de especies de aves modernas), uno debería ver una extinción cada 100 años. Comparar esto con el número real de extinciones en el siglo pasado proporciona una medida de las tasas de extinción relativas.

Las estimaciones de la tasa de extinción de fondo descrita anteriormente se derivan de las abundantes y extendidas especies que dominan el registro fósil. Por el contrario, como el artículo demuestra más tarde, las especies con más probabilidades de extinguirse hoy en día son raras y locales. Por lo tanto, los datos fósiles podrían subestimar las tasas de extinción de fondo. Sin embargo, es importante que estas estimaciones se complementen con el conocimiento de las tasas de especiación—las tasas de aparición de nuevas especies—de aquellas especies que a menudo son raras y locales. Estas tasas no pueden ser mucho menores que las tasas de extinción, de lo contrario no quedarían especies.

Para explorar la idea de las tasas de especiación, uno puede referirse de nuevo a la analogía de la duración de la vida humana y preguntar: ¿Cuántos años tienen mis hermanos vivos? La respuesta podría ser cualquier cosa, desde la de un recién nacido hasta la de un jubilado que vive sus últimos días. La edad promedio estará a medio camino entre ellos, es decir, aproximadamente media vida. Haga la misma pregunta para un ratón, y la respuesta será de unos pocos meses; de árboles de larga vida como secoyas, tal vez un milenio o más. La edad de los hermanos es una pista de cuánto tiempo vivirá uno.

Las especies tienen el equivalente de hermanos. Son los parientes vivos más cercanos de la especie en el árbol evolutivo (ver evolución: árboles evolutivos), algo que puede determinarse por diferencias en el ADN. El pariente más cercano de los seres humanos es el bonobo (Pan paniscus), mientras que el pariente más cercano del bonobo es el chimpancé (P. troglodytes). Los taxónomos llaman a estas especies relacionadas taxones hermanos, siguiendo la analogía de que son escisiones de su especie «madre».

Cuanto mayores sean las diferencias entre el ADN de dos especies vivas, más antigua será la separación de su ancestro común. Los estudios muestran que estas diferencias acumuladas son el resultado de cambios cuyas tasas son, de cierta manera, bastante constantes, de ahí el concepto del reloj molecular (ver evolución: El reloj molecular de la evolución), que permite a los científicos estimar el tiempo de la división a partir del conocimiento de las diferencias de ADN. Por ejemplo, a partir de una comparación de su ADN, el bonobo y el chimpancé parecen haberse dividido hace un millón de años, y los humanos se separaron de la línea que contenía al bonobo y al chimpancé hace unos seis millones de años.

La ventaja de usar el reloj molecular para determinar las tasas de especiación es que funciona bien para todas las especies, ya sean comunes o raras. Funciona para las aves y, en el ejemplo anterior, para los simios que viven en el bosque, para los que se han recuperado muy pocos fósiles. En el ejemplo anterior, el bonobo y el chimpancé se dividieron hace un millón de años, lo que sugiere que los períodos de vida de estas especies son, como los de las abundantes y extendidas especies marinas mencionadas anteriormente, en escalas de tiempo de millones de años, al menos en ausencia de acciones humanas modernas que los amenacen. Sin embargo, este es solo un ejemplo. ¿Hay evidencia de que la especiación puede ser mucho más rápida?

Hasta hace poco, parecía haber un ejemplo obvio de una alta tasa de especiación: un «baby boom» de especies de aves. Su existencia permitió la posibilidad de que las altas tasas de extinción de aves que se observan hoy en día pudieran ser solo una poda natural de esta exuberancia evolutiva.

A ambos lados de las Grandes Llanuras de América del Norte hay 35 pares de taxones hermanos, incluidos los pájaros azules occidentales y orientales (Sialia mexicana y S. sialis), los parpadeos de patas rojas y patas amarillas (ambos considerados subespecies de Colaptes auratus), y los colibríes de garganta rubí y barbilla negra (Archilochus colubris y A. alexandri). Según la interpretación de la especiación rápida, un solo mecanismo parecía haberlos creado a todos. Cada par de taxones hermanos tenían una especie madre que se extendía por todo el continente. Luego, un avance importante en la glaciación durante la última parte de la Época del Pleistoceno (hace 2,58 millones a 11.700 años) dividió cada población de especies progenitoras en dos grupos. Cada par de grupos aislados evolucionaron para convertirse en dos taxones hermanos, uno en el oeste y el otro en el este. Finalmente, el hielo se retiró y, a medida que el continente se calentaba lo suficiente, hace unos 10.000 años, los taxones hermanos ampliaron su área de distribución y, en algunos casos, se volvieron a encontrar. (Para una discusión adicional de este mecanismo de especiación, ver evolución: especiación geográfica.)

La historia, aunque convincente, ahora se sabe que está equivocada. Los datos moleculares muestran que, en promedio, los taxones hermanos se dividieron hace 2,45 millones de años. Esto significa que el promedio de vida de las especies para estos taxones no solo es mucho más antiguo de lo que requiere la explicación de especiación rápida para ellos, sino que también es considerablemente más antiguo que la estimación de un millón de años para la tasa de extinción sugerida anteriormente como un punto de referencia conservador.

Los estudios moleculares encuentran que muchas especies hermanas se crearon hace unos pocos millones de años, lo que sugiere que las especies también deberían durar «unos pocos millones» de años. De hecho, sugieren que la tasa de fondo de una extinción entre un millón de especies por año puede ser demasiado alta. Sin embargo, esta tasa sigue siendo un punto de referencia conveniente para comparar las extinciones modernas.