La doctora Isabel Sanmartín es la primera española al frente de la prestigiosa revista Systematic Biology, una publicación que edita Oxford University Press desde 1952. Comenzó su carrera como entomóloga, pero acabó investigando la Biología evolutiva de las plantas a través de la Biogeografía durante unos estudios comparativos con botánicos. Los modelos de colonización de las plantas, más dinámicos que los de los animales, le llamaron poderosamente la atención. Actualmente es investigadora científica de Real Jardín Botánico -CSIC, en Madrid, y colaboradora en el proyecto NEXTGENDEM.
-¿En qué investigación se encuentra trabajando actualmente?
-Estoy trabajando en la flora afrotropical, en concreto en las euforbiáceas. Investigamos un patrón biogeográfico que intenta entender por qué hay tan pocas especies en las zonas tropicales de África en comparación con otras zonas tropicales, por ejemplo, de Sudamérica, del neotrópico y del Sudeste asiático. Este patrón se llama Odd Man Out (Richards, 1973), que se traduciría como “el forastero”, es decir: se refiere en inglés a algo que no encaja dentro de un patrón conocido. En concreto, África se considera la excepción al famoso patrón “Gradiente Latitudinal de Biodiversidad”, que se ha descrito hace siglos, y que se refiere a la observación de que el número de especies en casi todos los grupos de organismos se incrementa desde los polos hasta el ecuador (la biodiversidad es siempre mayor en el ecuador que en latitudes templadas); pues bien, en África, esto no es así.
-Otra de sus investigaciones actuales es la biogeografía referida a la Rand Flora africana. ¿Qué es lo que ha pasado para que esta flora esté en Madeira, Canarias, Sudáfrica, Somalia o en montañas como el Kilimanjaro y esté ausente del resto de África?
-La Rand Flora es complementaria a la del patrón afrotropical. Está situada en un anillo en los márgenes del continente africano y hay muchas hipótesis: puede ser por dispersión a larga distancia, puede ser por extinción, por vicarianza… La hipótesis más aceptada ahora es que se trata de una combinación de patrones de extinción climática. Son grupos de plantas que estaban más extendidos en el continente africano y que se extinguieron por la desertificación en los últimos 20 millones de años. Ahora solamente viven en refugios climáticos en los márgenes de África.
-Esta investigación le llevó a trasladar modelos de islas oceánicas a islas continentales. Hasta donde sabemos, analizando 13 grupos de plantas distintos se vio que había una tasa histórica muy alta de intercambio biótico con dispersión y migración entre los dos lados del Sáhara, que apoya la idea de que en el pasado hubo conexión entre ambas zonas, probablemente anterior al actual Sáhara. ¿En qué situación se encuentra ese estudio ahora?
-Pues eso fue un trabajo que hicimos en el 2010, luego lo repetimos en el 2015 y ahora mismo estamos analizando nuevos datos. Eran datos que obtuvimos con secuencias de ADN de unos pocos marcadores de genes, así que ahora estamos exponenciando el número de genes y el número de individuos, utilizando técnicas genómicas. Básicamente confirma la idea que teníamos en el 2010, de que este patrón de la Rand Flora se debe a extinción climática, es decir: en el pasado hubo migración entre los dos lados del Sáhara (por ejemplo, entre Marruecos, la Península arábiga y el este de África y con Canarias), pero esa migración se interrumpió porque hubo un proceso de desertificación y eso impidió que estas poblaciones que antes vivían en un Sáhara más húmedo pudieran mantenerse. Por eso se produjo la extinción de esas poblaciones y ahora encontramos ese gap (hueco) entre el este de África y el noreste de África y Canarias.
-Adentrarse en la biogeografía le llevó a la botánica. ¿De qué manera son diferentes los patrones de distribución entre los animales y las plantas?
-Esa es una buena pregunta, porque yo empecé en el mundo de los animales, en Entomología. Yo estaba trabajando con biogeografía de animales, pero empecé a hacer estudios comparativos con compañeros botánicos que trabajaban con plantas. Lo más interesante que observé y que me llevó a estudiar la flora es que los modelos de colonización en plantas son más dinámicos. Eso es porque los propágulos, las semillas o las esporas tienen esa capacidad de atravesar largas distancias de una forma más rápida (en el sentido de que en cada generación emigran más semillas en comparación con cada generación de animales que nace).
Existe la idea de que las plantas son muy buenas migrando y moviéndose, mientras que los animales son buenos para llegar a un sitio y quedarse. Los animales han recurrido a otro tipo de estrategias. Ya que no pueden cambiar de región geográfica tan frecuentemente, lo que hacen es adaptarse a la nueva zona en la que se encuentran y colonizan nuevos nichos. Entonces se producen casos interesantes de especiación ecológica, como ocurre por ejemplo en Canarias. Allí vemos claramente la colonización de nuevos ambientes, como la zona del pinar de altura o la laurisilva, y en esos nuevos ambientes se crean nuevas especies. Las plantas no hacen esto tan frecuentemente como migrar entre las islas, en el caso de las Canarias, y colonizar los mismos ambientes. Esta es una de las diferencias que encontramos.
-¿De qué manera colabora el CSIC con NEXTGENDEM y qué papel has tenido en el proyecto?
-El Jardín Botánico Viera y Clavijo es una unidad asociada al CSIC. Estamos de una forma hermanados, en concreto con el Real Jardín Botánico y con la línea de investigación de evolución de plantas. Hemos estado colaborando con el investigador principal, el doctor Juli Caujapé-Castells. Habíamos estado trabajando también en Canarias con otros grupos de plantas, especialmente interesados en combinar el gran volumen de datos tanto geográficos, como de presencia, ecológicos y eco-geográficos que tiene el Jardín Botánico Viera y Clavijo con los modelos evolutivos con los que yo trabajo. Queríamos aplicar esos modelos que se utilizaron en la Rand Flora al caso de la flora canaria. Yo he trabajado sobre todo con modelos analíticos, de distribución, pero también modelos estadísticos para entender relaciones evolutivas, para predecir migraciones… Pensamos que ese interés crearía una buena sinergia, que hacía una buena conjunción de la parte analítica con la parte de conocimiento de la flora para poder entender mejor cómo se ha ensamblado la flora canaria.
-En el Diario del Jardín Botánico hablaste de cómo había un enfoque muy fuerte en la teoría de que el Pleistoceno (2,59 millones de años–10.000 años) era el período geológico en el que había habido mayor tasa de especiación en el Amazonas. ¿Ha cambiado ahora? ¿Por qué?
-Había una teoría antigua de que la sucesión no cíclica de los procesos de glaciares e interglaciares habrían favorecido conexiones y aislamiento de poblaciones y eso habría dado lugar a nuevas especies en el Amazonas. Lo que nos encontramos fue que tanto la flora como la fauna del Amazonas era más antigua de lo que pensábamos, es decir: que esos grupos de animales y plantas estaban en el Amazonas antes de esos períodos glaciares e interglaciares. En concreto lo que vimos fue que se remontaban como mínimo hace 20 millones de años, al Mioceno, y habría que buscar explicaciones más geológicas, relacionadas con la tectónica de placas, por ejemplo, con la inversión del posicionamiento del río Amazonas, la posición de determinadas barreras como lagos internos… De alguna manera, la investigación nos dijo que todo era bastante más antiguo de lo que pensábamos y había que buscar explicaciones evolutivas también hace millones de años, en lugar de pensar solamente en el período de las glaciaciones.
-Hace unos meses se publicó el artículo ‘The late Pleistocene endemicity increase hypothesis and the origins of diversity in the Canary Islands Flora (Caujapé-Castells et al., 2022)’, que propone la ‘Hipótesis del incremento de endemicidad del Pleistoceno tardío’. Relaciona parte de la gran diversidad de la flora endémica canaria actual con la estabilidad climática del archipiélago durante las últimas glaciaciones, y analiza los factores que la ponen en riesgo en el Antropoceno. ¿Qué papel tuvo en este proyecto y de qué manera ayudaron sus estudios pasados a llegar a estas conclusiones?
-Yo estaba trabajando en la Rand Flora y habíamos visto que, en el caso de las especies con este patrón que se encontraban en Canarias, su origen era más reciente que en el caso de las especies en el este de África. En concreto, la colonización de Canarias la situábamos en el Pleistoceno o más tarde, lo cual está en contra de la hipótesis que afirma que la flora canaria es muy antigua (se relaciona con la flora Tetiana de hace 20 millones de años). El doctor Juli Caujapé-Castells estaba trabajando en algo similar, pero en las conexiones entre la flora canaria y la flora de Marruecos, del oeste de África. Dentro de esas teorías que estábamos elaborando, una de ellas era que, de alguna forma, la flora canaria había contraído esa idea de una deuda climática. Es decir, sería el resultado de una flora más antigua, de especies que se encontraban presentes en el noroeste de África, en Marruecos o el Sáhara Occidental, que habrían colonizado Canarias no hace mucho (a lo mejor en los últimos dos, un millón de años), pero que luego se habría extinguido en África.
Nosotros vimos esto en nuestros grupos de la Rand Flora canaria y el dr. Juli Caujapé-Castells y su equipo (uno de ellos es el dr. Carlos García Verdugo) habían visto que los patrones a nivel poblacional, de diversidad genética, también apoyaban esa idea, puesto que veían que había un reservorio genético antiguo, como un pool de poblaciones antiguas. En el caso de las islas orientales, Fuerteventura y Lanzarote, podía verse que había habido extinciones de algunas de esas poblaciones y luego había habido recolonizaciones por parte de las islas más hacia el oeste, sobre todo Tenerife, pero también Gran Canaria. Es decir: que había habido un proceso de colonización de oeste a este. Y eso estaba en contra de las ideas de una colonización de las islas desde África hacia las islas más jóvenes, de este a oeste. Este nuevo artículo confirma estas ideas, pero utilizando datos no genéticos de distribución geográfica: observamos que la la flora nativa no endémica incluye sobre todo especies de amplia distribución, presentes en todo el archipiélago, y tienen su origen hace 1-2 millones de años, como en las especies Rand Flora. Nuestra conclusión es que, durante el Pleistoceno, muchas de las especies nativas no endémicas se extinguieron en el norte de África por la desertificación y se hicieron endémicas del archipiélago, contribuyendo así a un aumento de la endemicidad en las Islas Canarias.
-¿Qué particularidades tiene la flora endémica canaria con respecto a su biogeografía ecológica?
-Yo creo que lo más interesante de la flora canaria es que se trata de una oportunidad muy interesante para estudiar dos tipos de biogeográfia: por un lado, la biogeografía geológica o de aislamiento, como en el caso de procesos de vulcanismo que separan dos poblaciones a lo largo de una barrera. Ese tipo de especiación es muy común en el continente. Por ejemplo, en el Sáhara: la formación del desierto separó en dos a las poblaciones en los márgenes este-oeste de África. Canarias reúne en un sitio muy pequeñito ese tipo de especiación pero además existe otro tipo: la especiación ecológica; en este caso, no se forma una barrera geográfica que divide la distribución original, sino que una de las poblaciones ocupa un nuevo nicho ecológico, un hábitat distinto, y por aislamiento genético y ecológico (no geográfico), se crea una nueva especie. Esto se da en Canarias porque en las islas más grandes y con mayor altura existe mucha heterogeneidad ecológica. Hay muchos estratos de vegetación y tipos de hábitat. Pensemos en Tenerife, desde las zonas más llanas, cultivadas, hasta la zona de la laurisilva, en pinar, el Teide… y eso habría favorecido procesos de especiación ecológica o de biogeografía ecológica.
-¿De qué manera afecta la cercanía de África a las especies endémicas, tanto en el pasado como en el presente?
-Yo creo que lo hace interesante, porque Canarias, al contrario que Hawái, es un archipiélago que está cerca de un continente, apenas a 100 km, 60 km si hablamos de la época glaciar. Esto supondría que, en 20 millones de años, podría haber sido colonizada múltiples veces; pero al mismo tiempo se encuentra que hay mucho endemismo comparado con otros archipiélagos que están también cerca de un continente. Una de las razones podría ser asimismo esa, que se trata de islas cerca de África, pero que han sufrido una extinción. Entonces, lo que había en Marruecos, el Noroeste de África, o el Sáhara occidental, serían especies o poblaciones emparentadas con las que hay en Canarias, pero se han extinguido. De hecho, de los grupos de plantas que nosotros estudiamos en la Rand Flora, sólo en una especie hemos encontrado poblaciones en el noroeste de África. En el resto de los grupos ya no hay poblaciones ni en Marruecos, ni en el Sáhara occidental y viendo la estructura genética, se puede ver que es un proceso en el que ha habido extinción de esas poblaciones, lo llamamos “poblaciones fantasma”.
-Nos metemos en política. ¿Deberían considerarse los mecanismos sobre los procesos de especiación en islas en las políticas de conservación para asegurar la supervivencia de la flora endémica?
-Sí, yo creo que sí. Porque hay una tendencia a mirar sobre todo al presente, a tomar una foto fija del ahora. Y las condiciones de ahora no son las que hubo en el pasado y tampoco son las que va a haber en el futuro. Yo creo que es muy importante entender esto como un proceso a largo plazo. La especiación puede llevar desde millones de años, hasta, cuando es muy rápida, 100.000 generaciones o menos. Entonces, hay que tener ese tipo de perspectiva, evolutiva y a largo plazo, en mente a la hora de legislar y anticiparse de alguna forma, no solo mirar al ahora, porque las especies tienen capacidades que no prevemos como el poder adaptarse, la resiliencia, poder superar el cambio climático… Pero es importante estudiar por ejemplo la velocidad de adaptación frente a la velocidad del cambio climático. Y para eso, este tipo de estudios son muy importantes y deberían tenerse en cuenta en políticas legislativas.
