El pasado prehistórico del oso polar
ARRIBA: © ISTOCK.COM, DAGSJO
El oso polar se ha convertido en un símbolo de la vida silvestre amenazada, y su futuro en un mundo en calentamiento ha creado mucha controversia. El pasado del depredador es igualmente controvertido. La historia evolutiva de los osos polares se ha reescrito varias veces en los últimos años, complicada por un registro fósil incompleto y una historia de hibridación con osos pardos, y un nuevo estudio, publicado hoy en Proceedings of the National Academies of Sciences, continúa la tendencia.
Investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania han completado el estudio genómico de osos polares más extenso hasta la fecha. Al comparar su ADN con el de los osos pardos y negros, el equipo calculó que los osos polares surgieron hace entre 4 y 5 millones de años, lo que los hace mucho más antiguos de lo que nadie sospechaba. Y sus genes llevan las huellas de cruces repetidos con osos pardos durante gran parte de esa historia.
El equipo también comenzó a documentar…
En 2010, Lindqvist y sus colegas decían una historia diferente Basándose en un análisis del ADN mitocondrial de los osos polares, dedujeron que el linaje del oso polar se encontraba dentro del árbol genealógico del oso pardo y se estableció hace entre 111.000 y 166.000 años. Los fósiles apoyaron esta idea, con el espécimen de oso polar más antiguo, una mandíbula noruega recolectada en 2008, que data de hace 110 000 130 000 años.
Esto sugiere que los osos polares se adaptaron a la vida ártica con una velocidad asombrosa. Pero Frank Hailer y Axel Janke del Centro de Investigación de Biodiversidad y Clima en Frankfurt encontraron evidencia de una evolución más relajada. A principios de este año, analizaron 14 sitios dentro del genoma nuclear de los osos polares, pardos y negros, y descubrieron que los osos polares y pardos son grupos hermanos que se separaron hace unos 600 000 años.
Ahora, La secuenciación exhaustiva del genoma de los genomas nucleares de un oso polar, tres osos pardos y un oso negro americano que cubre cada letra de ADN entre 25 y 100 veces hace retroceder esa estimación aún más, estimando que los osos polares y los osos pardos se dividen entre 4 y 5 millones. hace años, poco después de que los propios osos pardos se separaran de los osos negros. La secuenciación menos profunda de otros 22 osos polares vivos y la antigua mandíbula noruega también respaldan la estimación.
Sin embargo, a Janke no le convence la nueva fecha. Una separación de los osos pardos que hace mucho tiempo es anterior a la formación de extensas capas de hielo y la capa de hielo del Ártico, dijo, lo que significa que los osos polares ancestrales no habrían tenido un hábitat distinto que los mantuviera separados de los osos pardos.
Agregó también: El método para estimar esta división depende de numerosas estimaciones que no se pueden conocer con exactitud. Estos incluyen el tamaño de las antiguas poblaciones de osos, que solo se puede inferir a partir de simulaciones por computadora, y la velocidad a la que han cambiado sus genes, que el estudio se basó en las tasas de mutación en primates. Mejores análisis y modelos darán en el futuro una cifra más precisa, dijo Janke. Pero, agregó Lindqvist, incluso si la fecha exacta puede cambiar en el futuro, creo que estamos cerca del marco de tiempo correcto.
Mientras tanto, el nuevo estudio revela otras facetas del pasado de los osos polares. El equipo encontró más de 1.300 sitios en su genoma que difieren más de lo esperado de los osos pardos, lo que sugiere que la selección empujó a estos sitios a evolucionar más rápido que el resto del genoma. Incluyen genes como DAG1, que está involucrado en el crecimiento muscular; BTN1A1, que influye en la cantidad de grasa en la leche materna; y EDNRB y TRPM1, que controlan el color de la piel y el pelo de los mamíferos. Los cambios en estos genes podrían haber ayudado a los osos polares a mantener músculos fuertes en condiciones de frío, proporcionar a sus cachorros un aislamiento graso del frío ártico y desarrollar un pelaje blanco camuflado.
Si el equipo de Lindqvists tiene razón, estos cambios acumulado durante un largo período de tiempo, con varios trastornos climáticos. Al conectar los genomas de los osos en simulaciones por computadora, el equipo calculó que las poblaciones de osos polares han rastreado el cambio climático durante millones de años: su número disminuyó durante los milenios más cálidos, pero se recuperó de las pequeñas poblaciones que lo pasaron mal en refugios más fríos. Más recientemente, en los últimos 500.000 años, los osos han sufrido un declive prolongado y dramático, lo que puede explicar por qué su diversidad genética es tan baja en la actualidad. No podemos mirar hacia el futuro y decir el destino de los osos polares, dijo Lindqvist, pero esperamos que una mejor comprensión de su pasado nos informe para predecir cómo podrían responder a los cambios futuros.
Un clima más cálido podría hacer que los osos polares y pardos entren en contacto con mayor frecuencia, creando oportunidades para que se apareen. De hecho, sus genomas revelan que ese mestizaje era común en el pasado, ya que ambas especies contienen genes que se originaron en la otra. Algunos osos pardos del sureste de Alaska, por ejemplo, han heredado entre el 5 y el 11 por ciento de sus genomas de los osos polares, mientras que algunos osos polares comparten hasta el 20 por ciento de sus genes con los osos pardos.
El cambio La historia evolutiva del oso polar refleja nuestra comprensión de nuestros propios orígenes. Hasta hace poco, el relato dominante de la evolución humana decía que nuestros antepasados salieron de África y reemplazaron a todos los demás humanos primitivos, como los neandertales, sin aparearse con ellos. El genoma mitocondrial neandertal parecía confirmar esa idea, pero el genoma nuclear neandertal completo reveló signos claros de mestizaje. Ahora sabemos que del 1 al 4 por ciento de los genomas europeos y asiáticos provienen de los neandertales.
Este es un momento emocionante en el que más y más datos a escala genómica estarán disponibles para muchas más especies, dijo Lindqvist. Mi conjetura es que veremos que el proceso de especiación es mucho más complejo que las simples divisiones bifurcadas de especies ancestrales. La hibridación jugará un papel importante, quizás como respuesta al cambio ambiental.
W. Miller et al., Los genomas de los osos polares y pardos revelan mezclas antiguas y huellas demográficas de cambios climáticos pasados, Proceedings of the National Academies of Sciences, doi:10.1073/pnas .1210506109, 2012.
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