Las nutrias marinas tienen una baja diversidad genética, lo que podría poner en peligro su salud como especie, según ha descubierto un equipo de científicos de la UCLA. Los hallazgos tienen implicaciones para la conservación de especies raras y en peligro de extinción, en las que una baja diversidad genética podría aumentar las probabilidades de extinción.
La diversidad genética es una medida de cuántas diferencias existen a través del genoma entre los individuos de una población. Las poblaciones grandes tienden a tener una alta diversidad genética (muchas diferencias entre individuos), mientras que las poblaciones pequeñas pierden gran parte de esta diversidad, lo que resulta en individuos que son genéticamente más similares entre sí.
El bajo nivel de diversidad genética de la nutria de mar es similar a las especies en peligro de extinción, como el guepardo y el demonio de Tasmania, dijo la autora principal Annabel Beichman, estudiante de posgrado en ecología y biología evolutiva de la UCLA. Ella y sus colegas reconstruyeron la historia evolutiva de la nutria y evaluaron su nivel de diversidad genética, historia de cambios en el tamaño de su población, y niveles de variación genética potencialmente dañina.
Los biólogos encontraron evidencia de variación genética potencialmente dañina y de apareamiento entre antepasados estrechamente relacionados en el genoma de la nutria marina, un patrón que es común en especies en peligro de extinción con poblaciones pequeñas. El equipo analizó el genoma de Gidget, una nutria de mar del Acuario de la Bahía de Monterey que murió este año, así como el genoma de una nutria gigante sudamericana como punto de comparación evolutivo. Hay 13 especies de nutrias, y la nutria de mar y la nutria gigante viven en ambientes totalmente diferentes – la nutria gigante en un ambiente de agua dulce cálida y la nutria de mar en las frígidas aguas costeras del Océano Pacífico Norte. Este estudio es el primer análisis genómico integral de nutrias.
«Aunque la baja diversidad no es necesariamente peligrosa por sí misma, también encontramos niveles elevados de variación potencialmente dañina dentro de los genes, posiblemente debido a un historial de disminución de la población, lo que podría afectar a la población en el futuro», señaló Beichman.
«Las nutrias de mar podrían estar en riesgo», dijo el coautor principal Robert Wayne, profesor distinguido de ecología y biología evolutiva de la UCLA y profesor del Instituto Médico Howard Hughes. «Esta es una señal de advertencia, una bandera roja. Debemos asegurarnos de no dejar que su población disminuya de nuevo».
El equipo informó sus hallazgos el 18 de junio en la revista Molecular Biology and Evolution.
Beichman compara la baja diversidad genética de la nutria de mar con un frasco de mármoles multicolores que ha perdido muchos de sus colores. «Tener una gran cantidad de diversidad en la población, muchos colores diferentes de canicas, puede ser útil si surge una enfermedad o el medio ambiente cambia – tal vez las canicas verdes son resistentes a la enfermedad, pero el azul y el rojo son susceptibles. Pero si ha perdido todas sus canicas verdes por casualidad cuando la población disminuyó, es posible que se quede con sólo azul y rojo, y no sea capaz de resistir la enfermedad», apuntó. «Más variedad te da más posibilidades de sobrevivir».
Mientras que las focas y los leones marinos han vivido en el océano durante 30 millones de años, y las ballenas y los delfines durante más de 50 millones de años, las nutrias marinas sólo han tenido unos 5 millones de años para adaptarse a su entorno marino. «En el tiempo evolutivo,» dijo Beichman, «eso es un chasquido de los dedos.»
Las ballenas, focas, lobos marinos y delfines tienen una capa de grasa para mantenerlos calientes en su ambiente de agua salada fría, pero las nutrias marinas carecen de esa capa. En cambio, tienen un pelaje denso y repelente al agua. Las nutrias de mar fueron cazadas desde mediados del siglo XVIII por su piel, casi hasta la extinción. Eran de 150.000 a 300.000 en todo el mundo antes del comercio de pieles. Desde el fin del comercio de pieles, se cree que el número de nutrias marinas ha bajado de 1.000 a 2.000 en todo el mundo.
Sólo unas 50 nutrias de mar del sur sobrevivieron en California a principios del siglo XX, de 16.000 a 20.000 a principios del siglo XVIII, dijo Wayne. Actualmente hay alrededor de 3,000 nutrias en California y las nutrias marinas están protegidas como especies amenazadas bajo la Ley de Especies en Peligro de Extinción. Algunas poblaciones de nutrias marinas se extinguieron, incluyendo las de Oregón y Columbia Británica.
«Las poblaciones de nutrias marinas se estrellaron y queríamos estudiar los efectos que tenían sobre su genoma, así como los efectos de su medio ambiente marino sobre su genoma», dijo el coautor principal Kirk Lohmueller, profesor asociado de ecología y biología evolutiva de la UCLA, y de genética humana.
Los biólogos encontraron evidencia de pequeños cambios en un conjunto de nueve genes que acumulativamente están implicados en la evolución del grueso pelaje de las nutrias. Los investigadores son los primeros en identificar estos genes como importantes en la evolución de la nutria. El equipo también informó sobre 18 genes importantes que pueden estar relacionados con áreas como la reproducción, la función inmunitaria, el desarrollo cerebral y el desarrollo de las extremidades. Estos genes están presentes en todas las especies de mamíferos, pero las nutrias de mar parecen tener cambios en estos genes que podrían haberlos beneficiado durante su evolución, concluyeron los investigadores.
Beichman, Wayne, Lohmueller y sus colegas están llevando a cabo un estudio de seguimiento para secuenciar los 20,000 genes en 130 otras nutrias de mar de poblaciones alrededor de la costa norte del Pacífico, incluyendo las Islas Kuriles al norte de Japón, las Islas Aleutianas, Alaska central y Baja California, México.
La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias, el Acuario de la Bahía de Monterey, un subsidio de capacitación de los Institutos Nacionales de Salud en análisis e interpretación genómica, el Senado Académico de la UCLA y el Programa Catalizador de la UCLA.