Una investigación internacional en la que participa la Universidad de Granada ha unificado más de 30.000 medidas de rendimiento térmico en unas 2.700 especies
Un equipo internacional de investigadores con participación de la UGR ha conseguido desarrollar un modelo matemático que predice con una precisión sin precedentes la manera en que la temperatura afecta a todos los niveles de la vida, desde enzimas hasta ecosistemas completos. El estudio, que acaba de ser publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), revela que existe una curva universal que describe este comportamiento en prácticamente todos los organismos vivos, un hallazgo que revolucionará la comprensión del impacto del calentamiento global del planeta en la naturaleza.
El estudio ha contado con la participación de Ignacio Peralta Maraver, investigador del Departamento de Ecología y de la Unidad de Excelencia Modeling Nature (MNat) de la Universidad de Granada, Jean-François Arnoldi, de la Estación de Ecología Teórica y Experimental del CNRS en Moulis (Francia), y Andrew L. Jackson y Nicholas Payne, del Departamento de Zoología del Trinity College de Dublín. La investigación demuestra que, desde el nivel molecular hasta la escala del ecosistema, todos los procesos que varían con la temperatura pueden unificarse bajo una única ecuación matemática.
El patrón universal de la naturaleza
Para Ignacio Peralta-Maraver, «este modelo puede convertirse en una nueva norma en ecología y fisiología del calentamiento global». Todos los seres vivos están afectados por la temperatura, pero la ecuación matemática recién validada —la Curva Universal de Rendimiento Térmico (UTPC, por sus siglas en inglés)— unifica decenas de miles de curvas aparentemente distintas que explican cómo funcionan las especies a diferentes temperaturas. Lo más sorprendente es que la UTPC no solo parece aplicarse a todas las especies, sino también a cualquier medida de su rendimiento frente a variaciones térmicas: desde lagartos corriendo en una cinta a tiburones nadando en el océano, pasando por la tasa de división celular en bacterias.
Lo más relevante de la nueva UTPC es que muestra un patrón común: a medida que los organismos se calientan, su rendimiento aumenta lentamente hasta alcanzar un óptimo (donde es máximo), pero con un mayor calentamiento el rendimiento desciende rápidamente. Ese rápido declive por encima de la temperatura óptima significa que el sobrecalentamiento puede ser peligroso, con riesgo de fallo fisiológico o incluso de muerte. Una de las conclusiones más claras del trabajo es que las especies podrían estar más limitadas de lo que se temía en su capacidad de adaptación al cambio climático global, dado que en la mayoría de regiones las temperaturas siguen aumentando.
Comprender cómo se adaptan las especies a los cambios
Los resultados del trabajo son consistentes en un análisis de más de 30.000 medidas diferentes de rendimiento y una enorme diversidad de especies: desde bacterias hasta plantas, y desde lagartos hasta insectos. Esto significa que el patrón se mantiene en especies de todos los grandes grupos que han divergido ampliamente durante miles de millones de años de evolución.
A pesar de esta gran diversidad biológica, el estudio demuestra que, en esencia, todas las formas de vida siguen estando notablemente limitadas por esta «regla» que dicta cómo la temperatura influye en su capacidad de funcionar. Lo máximo que la evolución ha logrado es desplazar la curva hacia arriba o hacia abajo, pero la vida no ha encontrado la forma de apartarse de esta forma específica de rendimiento térmico.
El siguiente paso en la investigación será utilizar este modelo como referencia para identificar si existen especies o sistemas que, aunque sea de forma sutil, logren escapar de este patrón. Si se encuentran, habrá que preguntarse por qué y cómo lo hacen, especialmente teniendo en cuenta las proyecciones de un clima cada vez más cálido en las próximas décadas.
Imágenes
Imagen 1. La Curva Universal de Rendimiento Térmico (UTPC) puede aplicarse a todas las especies y medidas de su rendimiento frente a variaciones térmicas: desde la división celular de baterías (izquierda) hasta el nado de tiburones en el océano (derecha).
Imagen 2. La Curva Universal de Rendimiento Térmico (UTPC) sintetiza el rendimiento biológico (metabolismo, crecimiento, etc.) en todo el árbol de la vida. La gráfica representa unas 30.000 medidas de 2.710 experimentos, abarcando siete reinos y 39 filos. La línea amarilla muestra la curva teórica, y el color de los puntos indica su densidad.
Referencia bibliográfica (texto íntegro del estudio)
Arnoldi, Jean-François; Peralta Maraver, Ignacio; L. Jackson, Andrew; and Payne, Nicholas. A universal thermal performance curve arises in biology and ecology, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2513099122
Contacto
Ignacio Peralta Maraver
Departamento de Ecología
Teléfono: 958241000. Extensión: 20037
Correo electrónico: peraltamaraver@ugr.es