Un nuevo estudio ha salido a la luz sobre los osos polares desde la Universidad de Buffalo en Nueva York (Estados Unidos). Según el mismo, convertirse en especies separadas no impidió por completo que estos animales se aparearan entre sí.

Mezcla genética multidireccional

Los científicos saben esto desde hace algún tiempo, pero la nueva investigación se basa en un conjunto de datos ampliado, incluido el ADN de un antiguo diente de oso polar, para poder obtener más detalles.

La historia que emerge revela complejidades similares a las que complican la historia evolutiva humana.

«La formación y mantenimiento de especies puede ser un proceso complicado», dice Charlotte Lindqvist, PhD, profesora asociada de ciencias biológicas en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Buffalo y experta en genética de osos.

«Lo que sucedió con los osos polares y los osos pardos es un claro análogo a lo que estamos aprendiendo sobre la evolución humana: que la división de especies puede ser incompleta. A medida que se recuperan más y más genomas antiguos de poblaciones humanas antiguas, incluidos los neandertales y los denisovanos, estamos viendo que hubo una mezcla genética multidireccional a medida que diferentes grupos de humanos arcaicos se aparearon con ancestros de humanos modernos. Los osos polares y los osos pardos son otro sistema en el que se ve que esto sucede», aclara Lindqvist.

El mestizaje de los osos

«Encontramos evidencia de mestizaje entre osos polares y osos pardos que es anterior a un antiguo oso polar que estudiamos. Y, además, nuestros resultados demuestran una historia evolutiva complicada y entrelazada entre los osos pardos y polares, en la que la dirección principal del flujo de genes va de los osos pardos a los osos polares. Esto invierte una hipótesis sugerida por otros investigadores de que el flujo de genes ha sido unidireccional y entrando en osos pardos alrededor del pico de la última edad de hielo», describe la científica.

El estudio fue dirigido por Lindqvist en UB en los EE. UU.; Luis Herrera-Estrella en el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (LANGEBIO) en México y la Universidad Tecnológica de Texas en los EE. UU.; y Kalle Leppälä en la Universidad de Oulu en Finlandia. Tianying Lan, PhD, ex investigador postdoctoral de la UB ahora en Daicel Arbor Biosciences, fue coautor junto con Leppälä.

El concepto de osos polares adaptados al Ártico que tienen material genético de osos pardos, que están adaptados a la vida en latitudes más bajas, es uno de varios hallazgos de posible interés para los científicos preocupados por los impactos del cambio climático en las especies amenazadas.

«A medida que el mundo se calienta y el hielo marino del Ártico disminuye, los osos polares y los osos pardos pueden encontrarse con más frecuencia en lugares donde sus áreas de distribución se superponen. Esto hace que su historia evolutiva compartida sea un tema de estudio particularmente intrigante», explica Lindqvist.

Pasó algo similar con la evolución humana

Como explica Lindqvist, los científicos alguna vez pensaron que los humanos modernos y los neandertales simplemente se dividieron en especies separadas después de evolucionar a partir de un ancestro común. Luego, los investigadores encontraron ADN neandertal en la gente euroasiática moderna, lo que implica que las poblaciones humanas modernas recibieron una afluencia de genes de los neandertales en algún momento de su historia evolutiva compartida, dice ella.

Solo más tarde los científicos se dieron cuenta de que esta mezcla genética también complementaba a las poblaciones neandertales con genes humanos modernos, agrega Lindqvist. En otras palabras, el mestizaje puede ser complejo, no necesariamente una calle de sentido único.

El nuevo estudio sobre osos revela una historia notablemente similar: el análisis encuentra evidencia de hibridación tanto en el genoma del oso polar, como en el del oso pardo, y los osos polares en particular tienen una fuerte afectación de ADN de los osos pardos, subrayan los investigadores. Aunque investigaciones anteriores propusieron solo el patrón inverso, dice Lindqvist.

«Es emocionante cómo el ADN puede ayudar a revelar la historia de la vida antigua. La dirección del flujo de genes es más difícil de determinar que simplemente su presencia, pero estos patrones son vitales para comprender cómo las adaptaciones pasadas se han transferido entre las especies para dar a los animales modernos sus características actuales», apunta Leppälä, PhD, investigador postdoctoral en la unidad de investigación de ciencias matemáticas de la Universidad de Oulu.

«La genómica de poblaciones es una caja de herramientas cada vez más poderosa para estudiar la evolución de plantas y animales y los efectos de la actividad humana y el cambio climático en las especies en peligro de extinción«, dice Herrera-Estrella, PhD, Profesor Distinguido de Genómica de Plantas del Presidente y director del Instituto de Genómica para Cultivos.

 Esta nueva investigación genómica sugiere que los grupos de especies de mamíferos pueden ocultar historias evolutivas complicadas.

Estudiando los genomas de osos polares y osos pardos

El estudio analizó los genomas de 64 osos polares y pardos modernos, incluidos varios genomas nuevos de Alaska, un estado donde se encuentran ambas especies.

El equipo también produjo un genoma nuevo y más completo para un oso polar que vivió hace entre 115.000 y 130.000 años en el archipiélago noruego de Svalbard. El ADN del antiguo oso polar se extrajo de un diente adherido a una mandíbula subfósil, que ahora se encuentra en el Museo de Historia Natural de la Universidad de Oslo.

Usando este conjunto de datos, los investigadores estiman que los osos polares y los osos pardos comenzaron a convertirse en especies distintas hace aproximadamente 1,3 a 1,6 millones de años, actualizando las evaluaciones anteriores realizadas por algunos de los mismos científicos. La edad de la división ha sido y sigue siendo un tema de debate científico, con cruces pasados y evidencia fósil limitada de antiguos osos polares entre los factores que hacen que el momento sea difícil de precisar.

En cualquier caso: después de convertirse en su propia especie, los osos polares sufrieron una disminución dramática de la población y un cuello de botella genético prolongado, lo que dejó a estos osos con mucha menos diversidad genética que los osos pardos, concluye el nuevo estudio. Los hallazgos confirman investigaciones anteriores que apuntan a las mismas tendencias y agregan evidencia en apoyo de esta hipótesis..

El equipo de investigación internacional incluyó a científicos de la UB, LANGEBIO, Texas Tech, la Universidad de Oulu, el Instituto de Arte y Ciencia Far Northwestern, el Departamento de Pesca y Caza de Alaska, el Museo de Historia Natural de la Universidad de Oslo, la Universidad Tecnológica de Nanyang, Universidad de Helsinki y Universidad de Aarhus.