(A73) La increíble historia de las tortugas de Alcedo

Chelonoidis vandenburghi, la tortuga de Alcedo (Arteaga y Guayasamin 2020).

Escrito por Benjamin Bernard

Editado por Esteban Suárez

El archipiélago de Galápagos ha inspirado al mundo científico por siglos, tanto por su actividad volcánica como por su diversidad biológica. La estrecha relación entre el aparecimiento de la vida en las islas y el vulcanismo es particularmente evidente en el estudio de las tortugas gigantes que dieron nombre a la región. En efecto, en las últimas décadas, el análisis de su genoma, paralelamente a la reconstrucción de la formación de las islas, ha permitido desvelar la historia de colonización del archipiélago (Poulakakis et al., 2020). Aunque el punto caliente de Galápagos es muy antiguo (cerca de 120 millones de años), las islas actuales tienen probablemente menos de 4 millones de años (Geist et al., 2014). Las islas más antiguas (San Cristóbal y Española) se encuentran al oriente del archipiélago y fueron las primeras en ser colonizadas por tortugas que venían del continente. Las tortugas terrestres no nadan, pero pueden flotar y sobrevivir sin alimento ni agua dulce por 6 meses. Así, las corrientes marinas llevaron las tortugas desde el continente suramericano hasta las islas hace aproximadamente 1,5-2 millones de años (Poulakakis et al., 2020). Las tortugas empezaron a colonizar el archipiélago a medida que aparecían las nuevas tierras como Santa Cruz y Santiago, y finalmente las islas occidentales Isabela y Fernandina hace menos de 500 mil años. En Isabela, cada volcán tiene su especie de tortuga que evolucionó aislada del resto.

The Galapagos archipelago has inspired the scientific world for centuries, both for its volcanic activity and its biological diversity. The close relationship between the appearance of life on the islands and volcanism is particularly evident in the study of the giant tortoises that gave the region its name. In fact, in recent decades, the analysis of their genome, in parallel with the reconstruction of the formation of the islands, has made it possible to reveal the history of colonization of the archipelago (Poulakakis et al., 2020). Although the Galapagos hot spot is very old (about 120 million years), the current islands are probably less than 4 million years old (Geist et al., 2014). The oldest islands (San Cristobal and Española) are located in the east of the archipelago and were the first to be colonized by tortoises coming from the mainland. Land turtles do not swim, but can float and survive without food or fresh water for 6 months. Thus, sea currents carried the turtles from the South American continent to the islands approximately 1.5-2 million years ago (Poulakakis et al., 2020). Turtles began to colonize the archipelago as new lands appeared such as Santa Cruz and Santiago, and finally the western islands of Isabela and Fernandina less than 500,000 years ago. On Isabela, each volcano has its own species of turtle that evolved in isolation from the rest.

Cono de escoria en el flanco oriental del volcán Alcedo cubierto por depósitos de pómez riolítica color crema (foto: Benjamin Bernard).

Sin embargo, el vulcanismo no siempre ha sido el aliado de las gigantes. En efecto, la diversidad genética de la especie Chelonoidis vandenburghi, que se encuentra en el volcán Alcedo, es mucho menor a la de sus primas (Beheregaray et al., 2003). Aparentemente, esta especie habría sufrido una situación de cuello de botella, lo que significa que el número de individuos de la especie se ha reducido tanto que todos los animales restantes están muy emparentados entre si y esa baja diversidad genética pone a la especie en grave riesgo de extinción. Los modelos evolutivos indican que el desencadenante de esta situación ocurrió hace aproximadamente 88 mil años (Beheregaray et al., 2003), lo cual coincide con la mayor erupción explosiva conocida en Galápagos que ocurrió en el volcán Alcedo entre 74 y 120 mil años antes del presente (Geist et al., 1994). Esta erupción fue excepcional, tanto por su composición química (riolita) como por su tamaño (Índice de Explosividad Volcánica de 5, más grande que cualquiera erupción histórica en Ecuador, desde 1532), explicando la casi extinción de las tortugas que vivían en sus flancos. Afortunadamente suficientes especímenes sobrevivieron y pudieron repoblar la zona. Desde entonces el volcán ha tenido múltiples erupciones efusivas (con flujos de lava), pero no ha puesto en peligro la especie. En 1993, tuvo explosiones asociadas a su sistema hidrotermal y entre 2007 y 2011, se registró un episodio de deformación importante debido al movimiento del magma en su interior. Como resultado, el volcán Alcedo se considera activo y es vigilado (sismómetro y satélite). En caso de una futura erupción, lo más probable es una erupción efusiva como la última registrada entre 1946 y 1960. En los últimos siglos, la población de tortugas ha disminuido aproximadamente en un 83% debido a la introducción de especies exóticas por actividades humanas (Arteaga and Guayasamin, 2020). Los esfuerzos de conservación recientes han permitido estabilizar el número de especímenes de la tortuga de Alcedo, pero todavía se considera una especie vulnerable.

However, volcanism has not always been the ally of the giants. Indeed, the genetic diversity of the Chelonoidis vandenburghi species found on Alcedo volcano is much less than that of its cousins (Beheregaray et al., 2003). Apparently, this species has suffered a bottleneck situation, meaning that the number of individuals of the species has been reduced so much that all the remaining animals are closely related to each other and this low genetic diversity puts the species at serious risk of extinction. Evolutionary models indicate that the trigger for this situation occurred approximately 88,000 years ago (Beheregaray et al., 2003), which coincides with the largest known explosive eruption in Galapagos that occurred on the Alcedo volcano between 74 and 120,000 years before the present (Geist et al., 1994). This eruption was exceptional, both for its chemical composition (rhyolite) and its size (Volcanic Explosivity Index of 5, larger than any historical eruption in Ecuador since 1532), explaining the near extinction of the tortoises that lived on its flanks. Fortunately enough specimens survived and were able to repopulate the area. Since then the volcano has had multiple effusive eruptions (with lava flows), but has not endangered the species. In 1993, it had explosions associated with its hydrothermal system and between 2007 and 2011, a major deformation episode was recorded due to the movement of magma within it. As a result, the Alcedo volcano is considered active and is monitored (seismometer and satellite). In case of a future eruption, the most likely is an effusive eruption like the last one recorded between 1946 and 1960. In the last centuries, the tortoise population has decreased by approximately 83% due to the introduction of exotic species by human activities (Arteaga and Guayasamin, 2020). Recent conservation efforts have stabilized the number of Alcedo's turtle specimens but it is still considered a vulnerable species.

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Referencias

Arteaga A, Guayasamin JM (2020) Chelonoidis vandenburghi. In: Arteaga A, Bustamante L, Vieira J, Guayasamin JM (Eds) Reptiles of Ecuador: Life in the middle of the world. Available from: www.tropicalherping.com

Beheregaray, L. B., Ciofi, C., Geist, D., Gibbs, J. P., Caccone, A., & Powell, J. R. (2003). Genes Record a Prehistoric Volcano Eruption in the Galápagos. Science, 302(5642), 75-75. https://doi.org/10.1126/science.1087486

Geist, D., Howard, K. A., Jellinek, A. M., & Rayder, S. (1994). The volcanic history of Volcán Alcedo, Galápagos Archipelago: A case study of rhyolitic oceanic volcanism. Bulletin of Volcanology, 56(4), 243-260. https://doi.org/10.1007/BF00302078

Geist, D. J., Snell, H., Snell, H., Goddard, C., & Kurz, M. D. (2014). A Paleogeographic Model of the Galápagos Islands and Biogeographical and Evolutionary Implications. En The Galápagos (pp. 145-166). American Geophysical Union (AGU). https://doi.org/10.1002/9781118852538.ch8

Poulakakis, N., Miller, J. M., Jensen, E. L., Beheregaray, L. B., Russello, M. A., Glaberman, S., Boore, J., & Caccone, A. (2020). Colonization history of Galapagos giant tortoises: Insights from mitogenomes support the progression rule. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research, 58(4), 1262-1275. https://doi.org/10.1111/jzs.12387