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Investigación

Urtzi Enriquez-Urzelai
Autor
Urtzi Enriquez-Urzelai
Ecofisiólogo evolutivo
Tabla de contenido

Soy un ecólogo evolutivo y fisiológico dedicado a comprender las adaptaciones fenotípicas que permiten a los organismos desenvolverse y persistir en sus entornos. Mi investigación se sitúa en la intersección entre la biología experimental, la macroevolución y el modelado computacional.

Busco explicar por qué las especies viven donde viven integrando datos micro y macroevolutivos con herramientas de vanguardia en biogeografía histórica y modelado de nicho. Al combinar datos experimentales con modelos biofísicos mecanísticos, mi objetivo es identificar los factores precisos —ya sean fisiológicos, morfológicos o conductuales— que dictan la distribución de las especies y su vulnerabilidad ante un clima cambiante.

Líneas de investigación

Macroevolución de fenotipos y rangos de distribución

Descripción de la figura
Figura 1: Evolución de los nichos climáticos en ranas del género Rana a lo largo del tiempo profundo. Autora: Helena Martínez-Gil.

Investigo cómo evolucionan los rasgos de las especies y sus nichos climáticos a lo largo del tiempo profundo mediante métodos filogenéticos comparativos. Mi trabajo explora los vínculos entre la historia biogeográfica, la evolución del nicho y la diversificación de linajes. Un enfoque significativo de esta investigación es poner a prueba la universalidad de las “reglas ecogeográficas” (como las reglas de Bergmann y Allen).

Al estudiar radiaciones paralelas de ranas (Rana y Lithobates), he demostrado que estas reglas suelen depender del contexto; por ejemplo, mientras que algunos clados siguen la hipótesis de la conservación del agua, otros no muestran una tendencia clara. Esto sugiere que las trayectorias macroevolutivas que conducen a los rangos actuales están moldeadas por restricciones específicas del clado en lugar de por leyes climáticas universales.

Microevolución a través de gradientes ambientales

Un objetivo central de mi investigación es comprender cómo las poblaciones de una misma especie hacen frente a climas contrastados a lo largo de gradientes altitudinales y ambientales. A través de mediciones experimentales de tolerancia térmica, potencial de aclimatación y sensibilidad de la locomoción, exploro la capacidad de adaptación local.

Mis hallazgos en anfibios templados (p. ej., R. temporaria) indican que la tolerancia térmica suele variar poco con la altitud. En su lugar, la termorregulación conductual actúa como un amortiguador (buffer) obligatorio. Esta investigación destaca que los fuertes compromisos (trade-offs) entre rendimiento y especialización, junto con la amortiguación conductual, pueden obstaculizar la microevolución, haciendo que las poblaciones de todas las altitudes sean altamente vulnerables al rápido calentamiento climático.

Márgenes de rango y límites de distribución

Comprender qué detiene a una especie en su límite geográfico es crítico en una era de cambio climático sin precedentes. Mi investigación combina modelos de distribución de especies (SDM) mecanísticos y correlativos para identificar los procesos específicos —como el estrés térmico o hídrico— que definen los márgenes del rango.

He descubierto que muchas especies, particularmente los anfibios ibéricos, no están siguiendo sus nichos climáticos lo suficientemente rápido como para mantener el ritmo del calentamiento, lo que deriva en un desplazamiento de sus nichos climáticos realizados en lugar de sus rangos geográficos. Al acoplar modelos biofísicos con datos ecológicos, puedo identificar factores limitantes específicos, como que las temperaturas máximas de las charcas alcancen los límites térmicos críticos de las larvas, lo que en última instancia dicta la persistencia de una especie en su margen de distribución.

Avances en el modelado mecanístico de nicho

Desarrollo y perfecciono modelos de nicho mecanísticos (biofísicos) para ir más allá de las simples correlaciones. Una de mis principales contribuciones es el desarrollo de un marco de trabajo para modelar las restricciones térmicas e hídricas en huevos que se desarrollan en el suelo.

Mediante la integración de la teoría del Presupuesto Energético Dinámico (DEB), puedo modelar el desarrollo y la generación de calor metabólico de forma simultánea. Esto permite una comprensión detallada de cómo la sequedad ambiental y la temperatura afectan a etapas de la vida que a menudo se pasan por alto en el modelado tradicional, como las fases de huevo o juvenil. Estas herramientas están ahora disponibles públicamente (p. ej., a través del marco NicheMapR) para facilitar predicciones más precisas de los impactos del cambio climático.

Ecología metabólica y ciclos de vida (Life-history)

Estudio los mecanismos que subyacen a las respuestas fenotípicas en diferentes niveles de organización biológica. Esto incluye investigar cómo los aumentos en las tasas metabólicas asociados al calentamiento varían dependiendo de estrategias conductuales específicas, como el refugio.

Estoy particularmente interesado en el papel del tamaño corporal y la fisiología en las interacciones ecológicas. Mi trabajo reciente explora cómo estos rasgos evolucionan en asociación con el clima y cómo su falta de adaptación puede exacerbar los impactos del cambio global. Esta perspectiva metabólica es esencial para comprender los costes energéticos de la supervivencia en entornos cada vez más estresantes.

Ciencia abierta y reproducibilidad

Soy un firme defensor de la Ciencia Abierta (Open Science). Desde el inicio de mi carrera, he depositado todos los datos de investigación en repositorios públicos como Dryad y he puesto mi código de análisis a disposición de todos a través de GitHub y Zenodo. Promuevo activamente la ciencia reproducible desarrollando e impartiendo sesiones sobre el uso de R, control de versiones (Git) y entornos como renv.