Los pinzones de Darwin tienen sus genomas secuenciados

  • Los genomas de las 15 especies de pinzones han sido secuenciados, identificando un gen responsable de las famosas variaciones de sus picos.

Los investigadores han secuenciado los genomas de las 15 especies de pinzones de Darwin, revelando un gen responsable de la diversidad de los picos de estas aves. El estudio, publicado en línea en Nature, también vuelve a dibujar el árbol genealógico de estas aves icónicas, cuyas variaciones faciales ayudaron a Charles Darwin a formular su teoría de la selección natural.

pinzones1Los pinzones son endémicos del archipiélago de Galápagos, en Ecuador, y de la Isla del Coco, de Costa Rica. Sus picos están adaptados a su alimento preferido: los pinzones trinadores, por ejemplo, cazan insectos con su pico afilado y delgado, mientras que los pinzones terrestres usan sus fuertes picos para romper y abrir semillas. Las aves son un ejemplo clásico de libro de texto de la radiación adaptativa, en la que un único ancestro responde a una presión selectiva —en este caso, la disponibilidad de alimentos— diversificándose en varias especies.

Darwin fue el primero en notar esto, durante su revolucionario viaje entre 1831 y 1836 a bordo del HMS Beagle. “Realmente, uno se podría imaginar”, escribió Darwin en su diario, “que a partir de una escasez original de pájaros en este archipiélago, una especie había sido tomada y modificada para diferentes fines”. Casi dos siglos después, sus primeras sospechas han sido ampliamente confirmadas.

Inicialmente, los pinzones se clasificaban sobre la base de sus características físicas. Más recientemente se han incorporado variaciones en las secuencias clave del ADN. Pero nadie había comparado los datos de todo el genoma de las 15 especies hasta que un equipo dirigido por Leif Andersson, genetista de la Universidad de Uppsala en Suecia, analizó muestras de 120 aves. “Cuando hicimos la secuencia del ADN de todas las especies, pudimos volver a dibujar ese árbol”, dice.

En general, los investigadores encontraron buena concordancia con la taxonomía actual, pero también algunas desviaciones interesantes. Por ejemplo, concluyen que el pinzón terrestre Geospiza difficilis, que se encuentra en seis islas, en realidad comprende tres especies.

pinzones2El equipo de Andersson también descubrió una extensa mezcla de genes entre especies. Esto está en consonancia con las observaciones de campo de aves híbridas realizadas por los coautores del estudio Peter y Rosemary Grant, biólogos evolutivos en la Universidad de Princeton en Nueva Jersey, que han trabajado en las Islas Galápagos durante décadas. Los datos genómicos revelan que las aves se han cruzado a largo de su historia evolutiva.

Es conocido el hecho de que Darwin esbozó su idea inicial de la filogenia como un árbol ramificado, sobre el que escribió “yo pienso”. Ahora, dice Peter Grant, “quisiéramos volver a dibujar el árbol haciendo conexiones entre algunas de las ramas, representando la hibridación y el intercambio de genes”.

Al observar pinzones estrechamente relacionados que tienen diferentes formas de pico, los investigadores fueron capaces de identificar los genes responsables de la morfología del pico. Uno de esos genes, el ALX1, está involucrado en el desarrollo facial de los vertebrados, incluyendo a los peces y mamíferos. En los seres humanos, por ejemplo, la pérdida del ALX1 conduce a graves deformidades faciales.

En los pinzones, el gen mostró dos variantes distintas que coincidieron con la forma del pico. Los individuos de una especie con una forma del pico muy variable —el pinzón terrestre mediano (Geospiza fortis)— tenían una mezcla de variantes genéticas chatas y puntiagudas. El hallazgo encaja muy bien con el trabajo de los Grant que documenta la rápida evolución de la especie ya en la década de 1980, cuando una sequía afectó la disponibilidad de alimentos de estas aves y su pico comenzó a tomar forma más puntiaguda para ser adecuado para una nueva dieta.

Andersson sospecha que el ALX1 impulsó la adaptación, pero otros dicen que la situación es más complicada. Los picos “difieren en muchos parámetros, no sólo por ser chatos o puntiagudos”, dice Ricardo Mallarino, biólogo evolutivo de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts. Los estudios funcionales del ALX1 deberían ayudar a revelar exactamente lo que controla el gen, señala. Su colega, el biólogo evolutivo Arkhat Abzhanov, dice que el ALX1 podría ser especialmente importante para los pinzones con picos muy especializados.

¿Qué haría Darwin con estos resultados? “Tendríamos que darle un curso acelerado de genética”, dice Grant. “Pero luego estaría encantado. Los resultados son totalmente coherentes con sus ideas”.


Artículo original publicado el 25 de febrero de 2015 en el Scientific American Español, sección Evolución/Noticias.

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