El extra?o caso del ave que sobrevivi¨® a la extinci¨®n por su poca diversidad gen¨¦tica

Hace no mucho tiempo, a principios de la d¨¦cada de 1800, miles de aves monarcas de las Seychelles poblaban al menos cinco de esas islas de la costa sudoriental de ?frica. En los a?os 1960, quedaban solamente 28 de estas criaturas aladas, y todas habitaban en una isla, La Digue. Estas peque?as aves negras, que se alimentan de insectos y ara?as, sucumbieron ante la p¨¦rdida de su h¨¢bitat, las especies invasoras y la caza en los siglos?XIX y XX. En los ¨²ltimos a?os, gracias a una mejora en las medidas locales de conservaci¨®n, su poblaci¨®n ha aumentado y La Digue es ya hogar de m¨¢s de doscientas cincuenta monarcas de las Seychelles. Se ha establecido adem¨¢s una poblaci¨®n reproductora viable en otra isla, y ya se est¨¢ trabajando para juntar al ave con una tercera en el archipi¨¦lago.

Aunque ya no se considera que estas aves forestales est¨¦n en peligro cr¨ªtico, la sustancial disminuci¨®n de su poblaci¨®n ha reducido dr¨¢sticamente su diversidad gen¨¦tica. ¡°La pregunta es: ?c¨®mo ha conseguido esta especie no extinguirse pese a esta inmensa p¨¦rdida de diversidad gen¨¦tica?¡±, se?ala Hern¨¢n Morales, bi¨®logo evolutivo en la Universidad de Copenhague (Dinamarca).

La protecci¨®n de la biodiversidad ha adquirido una enorme relevancia en la agenda de la Uni¨®n Europea, en un momento en que se multiplican las voces que advierten de que el planeta se enfrenta a un proceso de extinci¨®n masiva. A diferencia de las anteriores cinco extinciones masivas precedentes, la m¨¢s reciente de las cuales acab¨® con los dinosaurios (hace 65 millones de a?os), la actual est¨¢ causada principalmente por la actividad humana y se debe al uso de la tierra, el agua y la energ¨ªa y a la contaminaci¨®n.

Al estar en juego la viabilidad de ecosistemas y especies animales en su totalidad, entre ellas el ser humano, la gen¨®mica ha ganado importancia como herramienta para evaluar la biodiversidad y emprender medidas de conservaci¨®n. Morales dirigi¨® un proyecto financiado con fondos de la UE cuyo prop¨®sito era comparar genomas hist¨®ricos y modernos de monarcas de las Seychelles. La conclusi¨®n a la que lleg¨® puede resultar sorprendente: estas aves han sobrevivido pese a haber perdido el 90% de su diversidad gen¨¦tica. Esta iniciativa investigadora, llamada GENDANGERED, concluy¨® en mayo de 2022 tras dos a?os de andadura.

Morales es especialista en gen¨®mica evolutiva. Este campo se ocupa fundamentalmente de observar los genomas modernos, es decir, el conjunto completo de material gen¨¦tico en un organismo, y utilizar esa informaci¨®n para extraer conclusiones sobre lo ocurrido a las especies en el pasado. En GENDANGERED, Morales opt¨® por un enfoque distinto: comparar genomas hist¨®ricos de espec¨ªmenes incluidos en colecciones de museos de toda Europa con los de poblaciones actuales. Su trabajo abarc¨® doce especies de aves, entre ellas la monarca de las Seychelles, que se vieron afectadas por un r¨¢pido descenso de su poblaci¨®n. Las muestras de los museos ten¨ªan m¨¢s de cien a?os de antig¨¹edad y representaban el estado de las poblaciones previo a su declive, seg¨²n Morales.

Esta informaci¨®n se utiliz¨® para crear modelos inform¨¢ticos que simulaban el cambio a lo largo del tiempo en la diversidad gen¨¦tica de esas especies y sus poblaciones. Nunca hubo grandes poblaciones de monarcas de las Seychelles, y el trabajo con el material de los museos revela ahora que nunca hab¨ªan presentado tampoco una gran diversidad gen¨¦tica, en comparaci¨®n con otras especies de aves.

El dilema de la diversidad gen¨¦tica

En contra de toda l¨®gica, uno de los descubrimientos de Morales indica que la especie sobrevivi¨® al fuerte declive de su poblaci¨®n gracias a su diversidad gen¨¦tica relativamente baja. Para entender c¨®mo fue posible, y por qu¨¦ esto son buenas y malas noticias para el monarca de las Seychelles, hace falta saber dos cosas. En primer lugar, la variaci¨®n gen¨¦tica puede ejercer un efecto positivo, negativo o neutro en una poblaci¨®n. En segundo lugar, la investigaci¨®n de Morales demostr¨® que el desplome de la poblaci¨®n suele conllevar una mayor presencia de genes negativos, por lo que se reduce la salud gen¨¦tica al aumentar la endogamia, esto es, el apareamiento entre animales estrechamente emparentados.

Como consecuencia, animales como el ave monarca de las Seychelles, cuya diversidad gen¨¦tica es de por s¨ª baja, tienen menos genes negativos que se amplifiquen cuando caen sus cifras de poblaci¨®n. Aunque este factor tuvo que ver con que no se extinguiera el ave, de cara a un futuro a largo plazo no es algo positivo, ya que, mientras que los genes negativos aumentan cuando la poblaci¨®n desciende dr¨¢sticamente, los positivos y neutros suelen disminuir. Tales genes, sobre todo los neutros, son importantes. Aportan una variaci¨®n que ayuda a las especies a adaptarse a problemas futuros como el cambio clim¨¢tico y las enfermedades. La p¨¦rdida de esos genes puede resultar algo particularmente grave en animales que ya presentan de por s¨ª una baja diversidad, como los monarcas de las Seychelles. ¡°Ahora que apenas tienen ya variaci¨®n gen¨¦tica, predecimos que les costar¨¢ mucho adaptarse a entornos futuros¡±, afirm¨® Morales.

Las poblaciones m¨¢s grandes con m¨¢s diversidad gen¨¦tica se enfrentan a un dilema distinto. Mientras que los monarcas de las Seychelles sobrevivieron a un cataclismo poblacional gracias a su escasa diversidad gen¨¦tica, Morales observ¨® que el riesgo de extinci¨®n de especies m¨¢s grandes y diversas se halla precisamente en la propia disminuci¨®n de la poblaci¨®n.

La raz¨®n es que se produce un mayor aumento de genes negativos cuando la poblaci¨®n se desploma, lo que a su vez expone a las especies a una variaci¨®n gen¨¦tica m¨¢s perjudicial. Tales hallazgos pueden reforzar las medidas de conservaci¨®n, ya que, seg¨²n Morales, muestran si las especies requieren de m¨¢s ayuda cuando cae su poblaci¨®n o despu¨¦s. Por ejemplo, esta informaci¨®n podr¨ªa evitar que las organizaciones ecologistas cataloguen a especies como el monarca de las Seychelles como especies en buen estado de conservaci¨®n cuando, en realidad, siguen en riesgo debido a la erosi¨®n de su diversidad gen¨¦tica.

Descubrimientos en primates

La gen¨®mica y las muestras hist¨®ricas pueden utilizarse adem¨¢s para descubrir especies extintas, lo que a su vez permite mejorar nuestros conocimientos sobre animales modernos y los lugares donde habitan. Tom¨¤s Marqu¨¨s Bonet dirige el proyecto financiado con fondos europeos ApeGenomeDiversity, que compara muestras de primates actuales con espec¨ªmenes hist¨®ricos de museos de toda Europa. La iniciativa, de cinco a?os de duraci¨®n, concluir¨¢ en mayo de 2025.

El objetivo es ¡°encontrar nuevas especies de primates ya extintas que se aparearon en el pasado con especies actuales¡±, afirm¨® Marqu¨¨s Bonet, experto en gen¨®mica de la Universitat Pompeu Fabra en Barcelona (Espa?a). La investigaci¨®n podr¨ªa ayudar a proteger primates modernos de cazadores y recolectores humanos. Cada a?o miles de primates son sacrificados para su consumo como carne de caza o capturados para el comercio de animales ex¨®ticos. La informaci¨®n gen¨¦tica podr¨ªa indicar d¨®nde habitaban estos primates cuando se les mat¨® o captur¨®. El equipo trabaja con una organizaci¨®n de conservaci¨®n de primates llamada Alianza Panafricana de Santuarios (PASA) para crear un atlas gen¨¦tico y as¨ª determinar el origen de los primates con los que se trafica ilegalmente. De este modo, se podr¨ªan concentrar los esfuerzos contra la caza furtiva en estos lugares.

Para aumentar sus conocimientos sobre los genomas de los primates, Marqu¨¨s Bonet y sus colegas han utilizado muestras recogidas a partir de excrementos de primates. Este m¨¦todo no invasivo les ha permitido recoger muchas m¨¢s muestras de las que hubieran sido posibles por otros medios y vincular gen¨¦tica y ubicaci¨®n. ¡°Podemos identificar claramente chimpanc¨¦s que pertenecen a la distribuci¨®n norte o sur de un pa¨ªs¡±, apunt¨® Marqu¨¨s Bonet.

Como en el caso de GENDANGERED, los espec¨ªmenes de museos empleados en el proyecto ApeGenomeDiversity tienen al menos cien a?os de antig¨¹edad y representan poblaciones m¨¢s diversas gen¨¦ticamente. Toda esta informaci¨®n ayudar¨¢ a los cient¨ªficos a entender los or¨ªgenes y din¨¢micas de las variantes gen¨®micas en primates vivos y c¨®mo estos factores contribuyen al panorama gen¨¦tico de poblaciones modernas. Como los primates son los parientes vivos m¨¢s cercanos a las personas, estos datos podr¨ªan ampliar nuestros conocimientos sobre el propio genoma humano.

La Estrategia sobre Biodiversidad de la Uni¨®n Europea tiene por objetivo detener la p¨¦rdida de biodiversidad y revertir la tendencia negativa de la biodiversidad de aqu¨ª a 2030. Esto incluye crear resiliencia a amenazas futuras, como los incendios forestales, la inseguridad alimentaria o los brotes epid¨¦micos, as¨ª como proteger la flora y fauna y luchar contra su comercio ilegal. Un elemento clave de la estrategia es la primera Ley de restauraci¨®n de la naturaleza de la UE, que incluye un objetivo general de restauraci¨®n para la recuperaci¨®n a largo plazo de la naturaleza en las zonas terrestres y mar¨ªtimas europeas, con objetivos vinculantes de restauraci¨®n para h¨¢bitats y especies espec¨ªficos.

Las investigaciones a la que hace referencia este art¨ªculo han sido financiadas a trav¨¦s del Consejo Europeo de Investigaci¨®n (CEI) y de las Acciones Marie Sk?odowska-Curie (MSCA).

Art¨ªculo publicado originalmente en Horizon, la Revista de Investigaci¨®n e Innovaci¨®n de la Uni¨®n Europea.

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, Twitter e Instagram, o apuntarte aqu¨ª para recibir nuestra newsletter semanal.