El cruce del jaguar y del león en el passado
Bajo el liderazgo de la PUCRS, ha sido secuenciado el genoma del jaguar, el mayor félido de América, amenazado de extinción. En un artículo científico sobre el género Panthera, publicado en la revista Science Advances, de la American Association for the Advancement of Science, han sido comparadas informaciones genéticas de cinco animales: jaguar, tigre, león, leopardo y leopardo de las nieves. Uno de los hallazgos es que distintas especies se han cruzado mientras vivían en la misma región. En ese proceso de hibridación (cambio de componentes genéticos y generación leónde crías fértiles), el jaguar parece haber heredado características del león en dos genes relacionados a la formación del nervio óptico, lo que probablemente ha sido ventajoso para la especie a la hora de buscar comida. La ocurrencia de esos animales ha sido verificada en Europa, Asia y América del Norte, continentes donde han vivido ancestrales del jaguar y del león.
Hace 4,6 millones de años, los cinco grandes félidos tenían un ancestral común, que se asemejaba a la forma actual del leopardo. Según el profesor Eduardo Eizirik, que lidera la investigación, una hipótesis para posibles ventajas de la hibridación entre especies en el pasado es el peligro de extinción, pues las especies tienden a perder variabilidad genética con el paso del tiempo. “Esos animales no tienen un número poblacional estable. Como están en lo más alto de la cadena trófica, son susceptibles a cambios climáticos, como la diminución de presas, lo que puede provocar un declive muy rápido.” En la actualidad, todos están amenazados.
¿Por qué el jaguar tiene el mordisco más potente del género Panthera, lo que le permite comer aligátores e incluso perforar el duro caparazón de las tortugas? Investigadores creen que esto podría ser una reacción al desaparecimiento masivo, hace miles de años, de sus presas usuales –los mamíferos de gran porte–. Han sido descubiertos genes con evidencias de selección natural que indican adaptación de las especies a nuevas condiciones ambientales. “El jaguar ataca la presa por encima, muerde la nuca, que es más resistente. Los demás grandes félidos suelen lanzarse en el cuello”, explica el biólogo Henrique Figueiró, primer autor del artículo.
“Cientos de genes de cada especie han cambiado más de lo que se esperaría que ocurriera al azar”, según Eizirik. Otro ejemplo es el hecho de que el leopardo de las nieves soporta mejor la falta de oxígeno. La especie vive en Himalaya, la más alta cadena de montañas del mundo, donde está ubicado el monte Everest, y en Tíbet, en Asia.
El artículo es fruto de un trabajo de cinco años. Tras obtener los recursos para el proyecto mediante los fondos de investigación (CNPq y Fapergs) y la empresa Tetrapak, los investigadores empezaron a generar los datos y a buscar colaboradores para el análisis de partes del genoma. Para estudiar la gran cuantidad de informaciones de ese trabajo, Eizirik reunió expertos de Estados Unidos, Irlanda, España, Portugal, Rusia y Argentina, además de investigadores brasileños. Tres de los cinco félidos tenían el genoma completo. El grupo del investigador William Murphy, de la Universidad de Texas, realizó la secuenciación del leopardo como parte del estudio.
¿Qué es el genoma? |
 Las informaciones del genoma corresponden a tres mil libros de mil páginas –cada una de ellas con mil letras impresas–. Cada célula humana tiene dos estructuras de ese tipo: una heredada de la madre; la otra, del padre. La secuenciación aporta dados sobre la evolución de la especie. “Vagalume” Se obtuvo el primer genoma del jaguar de un ejemplar llamado “Vagalume” (Luciérnaga), que vive en el Zoológico de Sorocaba (en el estado de São Paulo, Brasil). Nació hace 20 años en la región del Pantanal, en Brasil, y pesa 94 quilos. Lo dejaron en el Zoológico en los años 2000, después de la muerte de su madre. |
Papel destacado en la investigación de mamíferos
FOTOGRAFÍA: CAMILA CUNHA
En la sala de estudios del biólogo Eduardo Eizirik, hay una muestra de su contribución a la ciencia: portadas de revistas internacionales enmarcadas en la pared, las cuales presentan investigaciones acerca de los félidos y diagramas de la historia de los mamíferos. Docente de la Facultad de Biociencias hace 13 años, Eizirik es becario de grado 1C (el más alto es el 1A) del fondo de investigación CNPq. Tiene un máster académico por la Universidad Federal de Rio Grande do Sul y realizó su doctorado en la Universidad de Maryland (Estados Unidos). En su postdoctorado, trabajó en la institución estadunidense National Institutes of Health y en la PUCRS.
En búsqueda de la Innovación
FOTOGRAFÍA: CAMILA CUNHA
Después de concluir el máster académido, el biólogo Henrique Figueiró buscaba un enfoque para sus estudios y aceptó el desafío de investigar los datos del genoma del jaguar. A lo largo de su doctorado en Zoología, que contó con la tutoría de Eduardo Eizirik, estuvo un año en la Universidad de California, en los Estados Unidos, en contacto con grandes científicos, como el matemático Rasmus Nielsen, uno de los más importantes investigadores de métodos de análisis genético del mundo.
Un estudio inédito indicó donde vive un gran félido predador, nativo de Asia y África, que huye de los leones y los tigres subiendo en árboles. Los leopardos han sido mapeados con técnicas de geoprocesamiento que revelaron que las panteras negras representan el 10% de la especie. Ellas tienen una mutación genética que hace con que su piel adquiera el color negro.
La investigación, que contó con la tutoría de Eduardo Eizirik, integra la tesis de doctorado de Lucas Gonçalves y fue presentada en el Programa de Posgrado en Zoología de la PUCRS. Un artículo sobre el tema ha sido publicado en la revista PLoS One, de la Public Library of Science (Estados Unidos). El trabajo ha movilizado 120 investigadores de 20 países, los cuales han colaborado con registros (muchos de ellos fotografías que muestran los animales en su hábitat). “Fue un trabajo muy arduo. Muchos de los registros buscaban a los tigres, leones y guepardos, pero los leopardos aparecen en las fotos ‘al azar’. Así hemos obtenido centenas de datos”, explica Lucas Gonçalves, que también recogió colecciones científicas en Australia, Estados Unidos y Reino Unido. La autoría del trabajo es compartida con el investigador Ricardo Machado (Universidad de Brasilia) y nueve científicos de Estados Unidos, Botsuana, Tailandia, Irán, Sri Lanka y Malasia.
Con base en esos datos, se ha producido un mapeo inicial de la especie, lo cual permite investigar su presencia en los dos continentes según las características ambientales. La técnica (llamada “modelado de nicho ecológico”) posibilita que se utilicen datos geográficos de bases globales con informaciones sobre temperatura, humedad, cobertura de vegetación y altitud. “Ese planteamiento nunca había sido utilizado para evaluar las variaciones en cuanto a las formas de una misma especie, como la coloración”, dice Eizirik.
SELVAS HÚMEDAS
Una de las conclusiones del estudio es que las panteras negras viven en mayor cantidad en las selvas. El resultado confirma la regla de Gloger, zoólogo alemán lo cual intuyó, en 1833, que las aves y los mamíferos negros serían más comunes en esas áreas. Ellos podrían camuflarse fácilmente, acercándose de las presas o escondiéndose de los predadores.
En búsqueda de más explicaciones, el grupo hizo una serie de análisis. Los resultados se dividieron en tres: el total de puntos en donde los animales han sido encontrados, los puntos localizados en Asia y, más específicamente, los puntos en el Sudeste Asiático. Se constató que el nivel de humedad corresponde a la abundancia de panteras negras. Pero aún se necesitaba probar si el efecto era directo o indirecto (pues la cobertura de vegetación aumenta conforme la humedad). Por fin, los investigadores han observado que en la península al sur del istmo de Kra (zona estrecha de tierra que conecta Malasia al resto de Asia) prácticamente solo hay leopardos negros, mientras que al norte las dos formas están presentes en cantidad casi igual. “El ambiente, en principio, era lo mismo, la selva. Después hemos observado que la región sureña es más húmeda”, afirma Eizirik.
¿Cómo diferenciar el leopardo del jaguar?
El leopardo vive en Asia y África; el jaguar, en América. El primero es más liviano y tiene manchas en formato de pequeñas rosetas; el segundo es robusto y presenta manchas más grandes. Hay ejemplares negros en las dos especies.
Trayectoria en la PUCRS |
 Lucas Gonçalves da Silva realizó toda su formación en la PUCRS. Tiene grado en Ciencias Biológicas y fue becario de iniciación científica del Laboratorio de Tratamiento de Imágenes y Geoprocesamiento de la Universidad, del curso de Geografía de la PUCRS. Tras la maestría en Zoología, Gonçalves se acercó del trabajo de Eduardo Eizirik. “Él es uno de los investigadores más conocidos del mundo en su área de actuación. Aunque no haya sido su alumno, la oportunidad se encontraba a mi lado. Lo mejor es que mi doctorado abarca biogeografía, genética, evolución y mamíferos.” Actualmente es investigador en la Universidad Federal Rural de Pernambuco.
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