Las especies desarrollan adaptaciones extremas para lidiar con los rigores de su entorno. Los microbios prosperan en los manantiales hirvientes de Yellowstone; las ratas canguro pueden vivir sin tomar un sorbo de agua en el abrasador suroeste de los Estados Unidos; Las mariposas monarcas pueden viajar 3.000 millas solo para disfrutar un poco del sol mexicano. Y para colonizar nuevos hábitats, determinados peces pequeños suben por las cascadas hawaianas con sus bocas de ventosa, como juguetes de bolas de pared invertida.
Este pez parecido a un superhéroe, el gobio escalador de rocas Nopili, es miembro de la familia Gobiidae. Los gobios son una de las familias de peces más grandes del mundo, con alrededor de 2.000 especies que comparten la nomenclatura. Muchos viven en arroyos en islas volcánicas como Hawai, donde la vida no es fácil para estos peces pequeños y versátiles. A menudo, sus hogares fluviales están sujetos a flujos de lava, huracanes e inundaciones repentinas, y aún así los gobios persisten. Después de que un deslizamiento de tierra crea obstáculos verticales o una tormenta reelabora el flujo de agua, esos peces tenaces inevitablemente aparecen en el nuevo hábitat aguas arriba, incluso si está separado de las áreas aguas abajo por cascadas empinadas.
Para lograr esta hazaña, los gobios confían en su singular evolución. Todos los gobios poseen una ventosa abdominal, formada hace milenios cuando las aletas pélvicas de los ancestros se fusionaron. Para escalar cascadas, la mayoría de los peces utilizan la llamada escalada "powerburst". Se adhieren a la pared resbaladiza detrás de una cascada usando su ventosa ventral y luego ondulan rápidamente sus colas, lo que resulta en una acción brillante que impulsa lentamente sus cuerpos agitados y succionadores hacia la cascada.
Sin embargo, el gobio de escalada en roca de Nopili lleva la succión de la pared a otro nivel. Su boca, ubicada en la parte inferior de su cabeza como un pez más limpio, forma una ventosa formidable que utiliza para subir las cascadas. Como un alpinista, se turna para pegarse a la pared con sus ventosas abdominales y orales, subiendo lenta pero constantemente por la roca pura y húmeda. En Hawai, estos peces escalan cascadas de hasta casi 330 pies de altura.
Entonces, ¿cómo logró el gobio de escalada en roca de Nopili esta adaptación de boca de succionador, mientras que todos sus parientes tienen que vencer con solo un succionador abdominal miserable? La pista probablemente yace en la estrategia de alimentación de la especie. La mayoría de los otros gobios se alimentan de pequeños invertebrados u otros peces, pero el gobio de escalada en roca Nopili Prefiere raspar pequeños trozos de algas, llamadas diatomeas, de las rocas con un movimiento succionador que refleja los mismos movimientos que usa para trepar paredes. Para un científico evolucionista, esto plantea la pregunta de si la boca del pez evolucionó primero para comer y luego cambió a chupar la pared, o viceversa. Los científicos llaman a este tipo de cooptación evolutiva "exaptaciones".
Los investigadores de la Universidad de Clemson y la Universidad Estatal de Saint Cloud querían resolver este acertijo de huevo o gallina, por lo que decidieron comparar los mecanismos orales de alimentación versus escalada en el gobio de escalada en roca de Nopili. Si el pez usa su boca de dos maneras muy diferentes para alimentarse y trepar, entonces la exaptación probablemente no merezca crédito por la interesante adaptación. Por otro lado, si los mismos movimientos estaban en juego para ambas actividades, entonces el pez podría simplemente haber aplicado una actividad regular (alimentación o escalada) a un nuevo rol.
Los investigadores se pusieron equipo de snorkel y recogieron a varios gobios chupadores de pared del arroyo Hakalau en la isla de Hawai, en 2005 y 2011. Transferieron los peces a un laboratorio, donde observaron varios patrones de alimentación de sus sujetos de investigación usando cámaras de video de alta velocidad. unido a diferentes lados del acuario. En otro tanque, los investigadores también crearon una falsa cascada usando Plexiglas situado en un ángulo de 62 grados. Desafiaron a los peces restantes a escalar este muro y los filmaron durante sus esfuerzos de escalada en cascada.
A partir de los videos, los investigadores identificaron 23 puntos de referencia anatómicos involucrados en la alimentación y la escalada. Después de analizar estadísticamente sus resultados, los investigadores informan en un artículo de PLoS One publicado la semana pasada que descubrieron que los movimientos de alimentación y escalada del gobio escalador de rocas Nopili diferían significativamente. En otras palabras, los peces utilizan diferentes movimientos para alimentarse y trepar. Sin embargo, las diferencias eran pequeñas, y algunos de los comportamientos eran tan similares que casi podrían superponerse. La combinación desconcertante de similitudes y diferencias sorprendió a los investigadores, y se dieron cuenta de que se necesitarían más investigaciones antes de que pudieran descifrar definitivamente la historia evolutiva de alimentación y succión de la especie.
"Sin embargo, la estricta similitud entre la cinemática de alimentación y escalada podría no ser una expectativa justa, incluso si se hubiera producido una exaptación", escriben en su artículo. "Puede que no sea razonable esperar que los patrones para un comportamiento permanezcan completamente sin cambios después de aplicarse a otra función".
Como la mayoría de las cosas en la ciencia, la evolución del gobio es compleja y puede no prescribir una explicación clara. "Exaptación con modificación" puede ser suficiente para dilucidar los talentos únicos del gobio de escalada en roca de Nopili, al menos por ahora.
