Estructura genética del oso pardo: a diferencia del agrupamiento de un solo locus (ADNmt y cromosoma Y), el agrupamiento de múltiples locus (autosomas y cromosomas X) se explica en gran medida por la conectividad de la población actual, excepto por una discontinuidad genómica en el oeste de Siberia. a Distribución de muestras. Gris oscuro y gris claro: distribución geográfica actual e histórica de los osos pardos (https://www.iucn.redlist.org). Los tipos de símbolos indican haplotipos de mtDNA. Las líneas negras indican discontinuidades de mtDNA. Los montes Urales (forma gris oscuro) y los ríos Ob, Yenisei y Lena (de oeste a este) se representan como referencia. b–d Gráficos de dispersión de PCoA basados en distancias de intercambio de alelos calculadas a partir de datos de SNP autosómicos. mi Mapa de calor residual para el dendograma en f, que representa la diferencia entre las longitudes de ruta en el dendograma en relación con las distancias genéticas reales en la matriz de distancia subyacente. El rojo (atracción) indica que las muestras son más similares de lo que sugiere el dendrograma, mientras que el azul (repulsión) indica lo contrario. F Dendrograma de ‘unión de vecinos biológicos’ (bioNJ) sin raíz (nota: no filogenia evolutiva) basado en distancias de intercambio de alelos autosómicos. gramo Filogenia de máxima verosimilitud del cromosoma Y sin enraizar (generada con el software RAXML), excluyendo las muestras de grupos externos distantes del Medio Oriente y el Himalaya. h Mapa de calor residual para el dendrograma en i. i Dendrograma bioNJ sin enraizar que representa las distancias genéticas euclidianas del cromosoma X. Las flechas indican muestras o poblaciones que se agrupan de manera diferente o tienen diferentes longitudes de rama en relación con el dendrograma bioNJ autosómico en f. Crédito: Biología de las Comunicaciones (2023). DOI: 10.1038/s42003-023-04514-w
Los osos pardos se encuentran entre los carnívoros terrestres más grandes del mundo. Se caracterizan por una joroba musculosa sobre sus hombros, lo que les da fuerza adicional a sus patas delanteras. Las diez o más subespecies de osos pardos identificadas actualmente se distribuyen en América del Norte, Europa, Rusia y Asia.
Muestran una gran diversidad en su forma, hábitats y comportamiento. En un estudio genómico publicado en la Biología de las Comunicaciones, un equipo internacional de investigadores, incluidos cuatro científicos de Frankfurt am Main, investigó la diversidad genética de los osos pardos y cómo y cuándo surgió esta variación. Al hacerlo, presentan el primer estudio genómico de la población integral del oso pardo (Ursus arctos) y usan su ejemplo para mostrar los efectos de la última edad de hielo en la diversidad actual dentro de la especie.
El grizzly norteamericano es probablemente la subespecie más conocida, pero los osos pardos también son nativos del continente euroasiático, donde viven preferentemente en bosques fríos (montanos). Su población se estima en alrededor de 200.000 animales en todo el mundo, de los cuales se supone que más de la mitad son nativos de Rusia.
Los osos pardos eran comunes en toda Europa continental en la Edad Media; hoy viven aquí unos 17.000 animales. La destrucción del hábitat, la caza furtiva y la falta de aceptación contribuyeron a esta aniquilación. Si bien se consideran extintos en Alemania, aparte de inmigrantes individuales como «Bruno» en 2006, la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y los Recursos Naturales (UICN) no los clasifica como en peligro de extinción en todo el mundo.
Para la comparación de las subespecies de osos pardos, los científicos examinaron los genomas de 128 osos pardos de toda la gama. 95 de estos genomas fueron decodificados especialmente para este estudio. El objetivo era utilizar nuevos métodos de análisis genómico para probar hallazgos previos sobre similitudes y diferencias entre las distintas poblaciones y responder a preguntas abiertas. Esto también incluye qué factores históricos han llevado a la distribución actual y las características genómicas respectivas.
«Con el fin de obtener una visión general completa de la estructura de la población y la diversidad genética de los osos pardos, hemos examinado y comparado varias regiones de los genomas con diferentes rasgos hereditarios, incluidos los cromosomas X o Y de individuos machos y hembras. Esto nos da nuevos, conocimientos más sofisticados en comparación con el análisis de todo el genoma como una sola entidad. Descubrimos que la estructura de la población resultante de nuestros datos genéticos coincide en gran medida con la clasificación actual de subespecies, pero hay diferencias sutiles», explica el Dr. Menno de Jong, autor principal del estudio y científico del Centro de Investigación de Biodiversidad y Clima Senckenberg.
Por ejemplo, los osos pardos de Europa y el oeste de Rusia, incluidos los osos de los Montes Urales e incluso el oeste de Siberia, se consideran actualmente una subespecie conocida como el oso pardo euroasiático (Ursus arctos arctos). Los análisis genéticos respaldan esta subdivisión y confirman que, a pesar del amplio rango geográfico, todos los osos en estas regiones pertenecen al mismo grupo genético.
En el caso de los osos pardos norteamericanos, sin embargo, los investigadores se encontraron con una peculiaridad que no se corresponde con la clasificación actual. Aparte del oso gigante de Kodiak (Ursus arctos middendorffi), que es nativo de la isla de Kodiak frente a la costa suroeste de Alaska, todos los demás osos de América del Norte se consideran actualmente una sola subespecie, el oso grizzly (Ursus arctos horribilis).
Sin embargo, el oso pardo de la península de Alaska (una vez considerado una subespecie propia, Ursus arctos gyas), que es nativo del suroeste de Alaska, es claramente diferente del oso pardo y, de hecho, más similar al oso Kodiak, según los nuevos análisis. «Una posible interpretación es que la subespecie de oso pardo de la península de Alaska debe resucitar. Otra interpretación es que los osos pardos de la península de Alaska y los osos Kodiak representan una población continental y una isla de la misma subespecie», dice De Jong.
Los investigadores también pudieron identificar que estos osos de la península de Alaska tienen el mismo ancestro común que el oso de Kamchatka (Ursus arctos beringianus), debido a las condiciones geográficas durante la última edad de hielo. La península rusa de Kamchatka y Alaska estuvieron conectadas por el puente terrestre de Beringia hasta hace unos 11.000 años, cuando los niveles globales del mar eran mucho más bajos que en la actualidad.
Al mismo tiempo, Alaska estaba separada del continente americano por enormes capas de hielo que cubrían todo lo que ahora es Canadá. Con el aumento de las temperaturas globales y la separación por el Estrecho de Bering, las posibilidades de mezcla o aislamiento de especies cambiaron nuevamente.
«Es sorprendente que podamos leer estas migraciones antiguas a partir de datos genómicos para comprender cómo la última edad de hielo afectó a las especies. Los métodos e interpretaciones anteriores deben reconsiderarse debido a los nuevos hallazgos», explica el líder del estudio Axel Janke, profesor de Genómica Comparada en la Senckenberg y en la Universidad Goethe de Frankfurt, así como en el Centro LOEWE de Hesse para la Genómica Traslacional de la Biodiversidad (LOEWE TBG).
«Los análisis genómicos de organismos vivos, como los que llevamos a cabo en LOEWE-TBG, revelan nuevos conocimientos increíblemente detallados sobre la biodiversidad de nuestro planeta y su historia evolutiva. La genómica está solo en su infancia, pero ya se está mostrando como un futuro .tecnología para entender completamente la vida», continúa Janke. El enfoque del estudio para desentrañar la historia demográfica de los osos pardos podría servir como modelo para el estudio del efecto de los eventos históricos en muchas otras especies.
Más información:
Menno J. de Jong et al, La resecuenciación del genoma completo en todo el rango del oso pardo revela los impulsores de la divergencia intraespecies, Biología de las Comunicaciones (2023). DOI: 10.1038/s42003-023-04514-w
Proporcionado por el Instituto de Investigación Senckenberg y el Museo de Historia Natural
Citación: El estudio genómico aclara la diversidad de los osos pardos en toda la gama de especies (21 de febrero de 2023) recuperado el 21 de febrero de 2023 de https://phys.org/news/2023-02-genomic-diversity-brown-entire-species.html
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