El genoma de la paloma migratoria resuelve el misterio de su extinción

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La paloma migratoria o pasajera pasó en solo un siglo de ser el ave más abundante de Norteamérica a extinguirse

El ADN recuperado de especímenes de museo, como estos del Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver, permitió a los investigadores secuenciar y ensamblar genomas mitocondriales y nucleares de palomas pasajeras / Rene O’Connell

Un análisis de su ADN, extraído de ejemplares de museo, indica que tenían una diversidad genética sorprendentemente baja para pertenecer a una población enorme. El estudio, publicado en Science, sugiere que incluso las poblaciones grandes y estables pueden estar en riesgo de extinción por cambios medioambientales repentinos.

La paloma migratoria (Ectopistes migratorius) fue en otro tiempo el ave más abundante de Norteamérica –se estima que había entre tres y cinco mil millones de ejemplares–. Hasta ahora era un misterio por qué no fue capaz de sobrevivir, ni siquiera en unas pocas poblaciones pequeñas y aisladas.

Por lo general, los científicos asocian las grandes poblaciones a una rica diversidad genética. Sin embargo, un estudio del genoma de esta ave extinta ha demostrado que su variedad genómica era sorprendentemente baja. Para Gemma Murray, autora principal del trabajo e investigadora de la Universidad California en Santa Cruz (EE UU), esto sugiere que hubo una combinación de cambios fatales: “No hallamos ninguna prueba de que la población fuera inestable antes de que la gente comenzara a cazarlas”.

Los científicos usaron modelos estadísticos para estimar las poblaciones ancestrales de estas palomas pasajeras. Además, analizaron los genomas nucleares de cuatro de ellas (de diferentes lugares) para compararlos con sus parientes vivos más cercanos –la paloma de collar (Patagioenas fasciata)​– e investigar así cómo se redujo su diversidad genética a pesar de disponer de poblaciones estables. “Se supone que si una especie tiene baja diversidad genética ha tenido que pasar por un cuello de botella poblacional en el pasado”, añade la científica.

Una fuerte selección para conservar genes ventajosos específicos conduce también a una pérdida de diversidad genética

Al hacer el estudio descubrieron que el gran tamaño de la población de las palomas migratorias ocasionaba que los cambios en el código genético fueran en su mayoría ‘nulos’, es decir, no afectaban a la aptitud general de la especie. Por otro lado, las regiones de alta diversidad de sus códigos genéticos se sometieron a una selección más fuerte y rápida para obtener genes ventajosos, y estos bloques de ADN siguieron fijándose en la población.

Aunque podría parecer algo positivo, una fuerte selección para conservar genes ventajosos específicos conduce también a una pérdida de diversidad genética. De este modo, tras una exposición a cambios medioambientales inesperados, las aves, al ser tan similares genéticamente, resultaban más vulnerables a la extinción.

Cambios en la genética de poblaciones

Los investigadores creen que este hallazgo puede tener implicaciones teóricas importantes para los genetistas de poblaciones. Según la teoría de la evolución, las especies más abundantes tienen una mayor diversidad genética que aquellas con poblaciones más pequeñas. Esto supone que la mayor parte del genoma evoluciona ‘neutralmente’ y acumula mutaciones aleatorias sin efectos beneficiosos ni perjudiciales.

Sin embargo, las predicciones teóricas sobre la relación entre el tamaño de la población y la diversidad genética no se corroboran en el mundo real. Esto se conoce como la paradoja de Lewontin (que lleva el nombre del biólogo evolutivo Richard Lewontin) y puede deberse a que la selección natural es más eficiente en poblaciones más grandes, lo que invalida la suposición de la evolución neutral.

“Las palomas migratorias lo hicieron bien durante decenas de miles de años y de repente se extinguieron. Paradójicamente, su enorme tamaño poblacional pudo haber sido un factor en su extinción”, declara Beth Shapiro, profesora de ecología y biología evolutiva en la Universidad de California en Santa Cruz, que también firma el estudio.

Las palomas migratorias estaban bien adaptadas para vivir en grandes bandadas, pero no para vivir en grupos más pequeños

Para Russell Corbett-Detig, profesor asistente de ingeniería biomolecular en la Universidad de California en Santa Cruz y coautor de este trabajo: “La paloma pasajera y la de collar son especies similares con tamaños de población muy diferentes, lo que ofreció una oportunidad perfecta para probar esta idea”.

Cuando los investigadores analizaron qué tipos de genes mostraban evidencia de evolución adaptativa, encontraron muchos que podrían relacionarse con aspectos de la ecología de las palomas pasajeras y la necesidad de vivir en grandes bandadas. Entre los 32 genes con fuerte evidencia de evolución adaptativa se encontraron los genes asociados con el sistema inmunitario y la reducción del estrés (las poblaciones grandes y densas tienden a tener una gran carga de enfermedades y estrés social) y con la capacidad de comer muchos alimentos.

Los resultados apuntan a que las palomas migratorias estaban bien adaptadas para vivir en grandes bandadas, pero no para vivir en grupos más pequeños, y el cambio en el tamaño de la población ocurrió tan rápido que no pudieron adaptarse.


Referencia bibliográfica:

Gemma Murrayet al. “Natural selection shaped the rise and fall of passenger pigeon genomic diversity” Science http://dx.doi.org/10.1126/science.aao0960 

Agencia SINC