Dos estudios de poblaciones de aves de California muestran cómo los entornos cambiantes pueden reescribir los genomas de los animales, para bien o para mal.
| Escuche esta historia |
A medida que el medio ambiente cambia (debido al cambio climático, la destrucción del hábitat u otras amenazas), a menudo podemos observar algunas de las formas en que responde la vida silvestre. Las poblaciones pueden disminuir. Los animales individuales pueden moverse. Algunas especies pueden alterar su comportamiento.
Pero al mismo tiempo, advierten los científicos, las plantas o los animales silvestres pueden experimentar cambios más difíciles de detectar; por ejemplo, alteraciones en sus genomas, el mismo ADN que los define.
Se requiere un laboratorio genético sofisticado para ver estos cambios que de otro modo serían invisibles al principio, pero pueden tener implicaciones importantes para el futuro de las poblaciones.
¿Cómo pueden exactamente amenazas como el cambio climático y la pérdida de hábitat tener efectos ocultos en el código genético de una especie? Dos estudios sobre aves de California, ambos publicados el año pasado, ilustran el potencial, tanto beneficioso como problemático.
Una nueva adaptación
El papamoscas del sauce del suroeste, en peligro de extinción (Estamos fuera del rastro de Empidonax.), que se extiende desde el este de California hasta Nuevo México y Colorado, depende de hábitats ribereños que están desapareciendo rápidamente. A medida que esas orillas de los ríos se secan, los científicos comenzaron a preguntarse cómo se han adaptado las aves. Encontraron las respuestas mirando al pasado.
Papamoscas del sauce del suroeste.
Crédito de la foto: USFWS / NPS
En el verano de 2023, un grupo de científicos publicó un estudio que compara los genomas de especímenes de papamoscas recolectados en San Diego a principios del siglo XX (aves disecadas conservadas en museos) con los de aves contemporáneas, utilizando muestras de sangre recolectadas de individuos capturados a través de papamoscas de sauce. ‘ rango de reproducción hoy.
El estudio sólo fue posible gracias a los rápidos avances de la tecnología.
“Hasta hace poco, era muy difícil secuenciar especímenes históricos en todo su genoma”, dice Sheela Turbek, becaria postdoctoral de la Universidad Estatal de Colorado que dirigió el proyecto. “El ADN tiende a degradarse con el tiempo y las muestras más antiguas pueden tener concentraciones de ADN realmente bajas”.
Los resultados sorprendieron a Turbek y sus colegas: la diversidad genética de los papamoscas de San Diego ha aumentó con el tiempo.
En particular, esta mayor diversidad incluyó áreas del genoma relacionadas con la adaptación climática.
Según el estudio, parece que las aves de San Diego se han reproducido con papamoscas originarios de poblaciones de otras áreas del oeste, que pueden haberse mudado en respuesta a las pérdidas de hábitat locales. Y a medida que la selección natural ha actuado sobre esta mayor diversidad, los genomas de las aves de San Diego se han alejado de los de las poblaciones vecinas, lo que potencialmente hace que las aves locales sean más adecuadas para la vida en un ambiente más húmedo y húmedo que está siendo moldeado por el cambio climático.
Es la primera vez, hasta donde sabe Turbek, que se documenta la adaptación genética al cambio climático en una población de aves silvestres.
“Estos cambios genéticos son imperceptibles para el ojo humano y no sabemos exactamente qué [these genes] son controladores”, dice Turbek, “pero pudimos identificar varios genes que probablemente estén involucrados en la tolerancia al calor y la capacidad de las aves para disipar el calor de manera efectiva en ambientes húmedos”.
Turbek advierte que esto no significa necesariamente que el futuro de los papamoscas de San Diego sea color de rosa. “Dada la velocidad sin precedentes a la que están cambiando las condiciones ambientales, creo que esta tasa de adaptación probablemente sea insuficiente, y los registros actuales muestran que la población de San Diego sigue disminuyendo”, dice. Pero admite que es “alentador”.
Perder lo que importa
Los científicos llaman a este intercambio de genes entre poblaciones “flujo de genes”. El flujo de genes también ha ayudado a impulsar la diversidad genética de otra población de aves de California amenazada, pero a un costo.
Phred Benham, ahora investigador postdoctoral en UC Berkeley, pasó su tiempo como doctorado. estudiante que investiga cómo dos subespecies de gorriones de sabana, Alondra sándwich y Passerculus sandwichensis beldingi, han colonizado las marismas costeras y se han adaptado a la vida en un ambiente salino. “Mientras pasaba mucho tiempo conduciendo por California, me interesé en el impacto humano en estos pantanos”, dice.
Gorrión de sabana.
Crédito de la foto: Foto: Peter Pearsall / FWS / The Revelator
Dirigió un estudio publicado en enero que documentó cómo los genomas de los gorriones de la sabana costera de California han cambiado durante el último siglo, un período durante el cual hasta el 90 por ciento del hábitat de las aves ha sido destruido por la actividad humana. Al igual que Turbek, secuenció los genomas de especímenes de aves históricas conservados en museos de historia natural y los comparó con los de aves vivas en la actualidad.
El estudio de Benham abarcó seis poblaciones de marismas y esperaba que aquellas que habían perdido la mayor parte de su hábitat también hubieran perdido la mayor diversidad genética. En cambio, él y sus colegas descubrieron que en el área de la Bahía de San Francisco, donde las aves habían experimentado los mayores niveles de pérdida de hábitat, la diversidad genética seguía siendo relativamente alta. Benham cree que esto probablemente se deba a la inmigración de poblaciones de gorriones de sabana del interior.
Sólo hay un problema: esas aves del interior no comparten las adaptaciones genéticas que hacen que las aves costeras se adapten perfectamente a la vida en las marismas.
Los gorriones costeros tienen riñones más grandes, la capacidad de excretar sal en la orina e incluso la capacidad de distinguir entre agua más y menos salada cuando necesitan beber. Ahora los genes de intrusos del interior pueden estar diluyendo los rasgos que hacen que las aves de las marismas sean únicas.
No hay forma de evitar que las aves de otras partes del estado se dispersen en estas áreas costeras, por lo que Benham preferiría concentrarse en preservar y restaurar el hábitat de las marismas.
“La población puede tolerar a los inmigrantes si la selección [for salt-tolerant traits] “Es más fuerte que la tasa de flujo genético de esos inmigrantes”, dice. En otras palabras, si hay suficiente hábitat intacto de marismas para que los rasgos de tolerancia a la sal realmente tengan un gran impacto en el éxito de las aves, los genes de los inmigrantes del interior serán eliminados de forma natural.
La genética revela prioridades de conservación
En conjunto, estos dos estudios ilustran las formas ocultas en que el cambio ambiental puede reescribir el código genético de los animales, y cómo la misma fuerza invisible (en este caso, el flujo de genes) puede ser útil o perjudicial, según el contexto.
Según Benham, las opiniones de los administradores de vida silvestre sobre el flujo de genes han oscilado con el tiempo. En algunos casos, los conservacionistas han presionado para eliminar las poblaciones “híbridas”, donde las subespecies se han cruzado, para preservar la pureza genética. En el lado opuesto del espectro, los funcionarios de vida silvestre trajeron pumas a Florida desde otras partes de América del Norte para revivir la población endogámica del estado.
“Hay mucha evidencia que muestra que cuando tienes una población endogámica muy pequeña, el flujo genético puede rescatarla de los efectos negativos de la endogamia”, dice Benham.
Pero si las poblaciones entremezcladas se adaptan a ambientes muy diferentes, la cura puede ser tan mala como la enfermedad.
Ambos estudios también destacan el valor de las colecciones de historia natural, un recurso invaluable pero subfinanciado y subestimado para comprender el cambio ambiental. La Universidad de Duke, por ejemplo, anunció recientemente que cerrará su herbario, que alberga 825.000 especímenes de plantas que datan de un siglo de antigüedad.
“No creo que a estas alturas podamos comprender plenamente el valor de todos esos especímenes que se encuentran en las colecciones de los museos”, afirma Turbek. “Continuaremos descubriendo eso a medida que se desarrolle la tecnología para extraerlos por completo y obtener más información”.
Es demasiado pronto para decir con certeza cómo estos cambios a nivel genético recientemente revelados podrían afectar en última instancia la salud de los papamoscas sauceros de San Diego o los gorriones de la sabana de San Francisco. Los investigadores aún carecen de los datos necesarios para conectar la genética con los rasgos físicos de aves individuales, o para decir cómo esos rasgos podrían afectar su supervivencia.
Pero a medida que el cambio climático continúa acelerándose, comprender cómo puede reescribir el código genético de las especies a las que afecta será cada vez más crucial.
“Nuestra comprensión de [genetic] La adaptación a las condiciones climáticas cambiantes es sorprendentemente limitada”, afirma Turbek. Necesitaremos todos los recursos que tengamos (desde especímenes históricos en las trastiendas de los museos de historia natural hasta técnicas de secuenciación genética de vanguardia) si esperamos desenredar estas complejas relaciones en el futuro. Las respuestas que encontremos pueden proporcionar las pistas que necesitamos para evitar que las especies sufran en un mundo que está cambiando a su alrededor.
Esta historia de Rebeca Heisman fue publicado originalmente por El revelador y es parte de Cubriendo el clima ahorauna colaboración periodística global que fortalece la cobertura de la historia climática.
