El mayor estudio de genomas de aves realizado hasta la fecha ha permitido dibujar con suma claridad el árbol genealógico de las aves. Publicada ayer en la revista Nature, nuestra investigación muestra que la mayoría de los grupos modernos de aves aparecieron por primera vez en los 5 millones de años siguientes a la extinción de los dinosaurios.
El nuevo árbol genealógico, basado en los genomas de más de 360 especies de aves, echa por tierra algunas ideas previas sobre las relaciones entre las principales aves vivas, al tiempo que revela algunas agrupaciones nuevas.
Una relación desordenada
Estudios anteriores habían demostrado que el árbol genealógico de las aves tiene tres ramas principales. La primera rama contiene a los tinamúes y las ratites, que incluyen aves no voladoras como el emú, el kiwi y el avestruz.
En la segunda rama se encuentran las aves terrestres y acuáticas: gallinas, patos, etc. Todas las demás aves se sitúan en la tercera rama, conocida como neoaves, que incluye al 95 % de las especies de aves.
La rama de los neoaves incluye diez grupos de aves. La mayoría de ellas son lo que los biólogos han denominado las "siete magníficas": aves terrestres, aves acuáticas, aves tropicales, cucos, chotacabras, palomas y flamencos. Los otros tres grupos se conocen como los "huérfanas" e incluyen a las aves playeras, las grullas y el hoatzin, una especie de Sudamérica.
Las relaciones entre estos diez grupos, especialmente las huérfanas, habían sido increíblemente difíciles de dilucidar. Nuestro estudio genómico muestra que la respuesta puede venir de la mano de la genómica.
Los elementaves
Nuestro estudio del genoma ha revelado una nueva agrupación de aves que hemos bautizado como "elementaves". Con un nombre inspirado en los cuatro elementos ancestrales de tierra –aire, agua y fuego–, este grupo incluye aves bien adaptadas para desenvolverse en el suelo, en el cielo y en el agua. Eso incluye a colibríes, aves costeras, grullas, pingüinos y pelícanos.
Nuestro estudio también confirma una estrecha relación entre dos de los grupos de aves más conocidos: los paseriformes (pájaros cantores y parientes) y los loros. Los pájaros cantores representan casi el 50 % de todas las especies de aves e incluyen pájaros como urracas, pinzones, meleros y pájaros cantores. Tuvieron sus humildes comienzos en Australia hace unos 50 millones de años, y luego se extendieron por todo el planeta hasta convertirse en el grupo de aves más exitoso.
¿Cuándo surgieron realmente las aves?
Otro objetivo de nuestro estudio era establecer una escala de tiempo para el árbol genealógico de las aves. Para ello, modelizamos la evolución de los genomas mediante una herramienta conocida como "reloj molecular". Gracias a la información obtenida a partir de casi 200 fósiles, pudimos determinar la edad de algunas ramas del árbol genealógico de las aves.
LLegamos a la conclusión todas las aves vivas comparten un antepasado que vivió hace poco más de 90 millones de años. Pero la mayoría de los grupos de aves modernas surgieron unos 25 millones de años después, en un pequeño intervalo de unos pocos millones de años tras el final del Cretácico, hace unos 66 millones de años.
Esto coincide con la extinción masiva de dinosaurios y otros organismos devida al impacto de un asteroide contra la Tierra. Todo apunta, por tanto, a que las aves aprovecharon al máximo las oportunidades que se les brindaron tras la desaparición de otras formas de vida dominantes.
Un misterio sin resolver
El estudio del genoma es el resultado de casi una década de investigación, llevada a cabo como parte del Proyecto 10 000 Genomas de Aves, destinado a secuenciar los genomas de las 10 000 especies de aves vivas.
La fase actual del proyecto ha incluido a especies de todas las grandes familias de aves, sumando un total de 363 genomas. Su secuenciación ha sido posible gracias a un importante esfuerzo internacional coordinado por investigadores de la Universidad de Copenhague, la Universidad de California en San Diego (EE. UU.) y la Universidad de Zhejiang en China.
Incluso con tal cantidad de datos genómicos, una rama del árbol genealógico de las aves sigue siendo un misterio. Nuestro análisis no pudo determinar con seguridad las relaciones de uno de los huérfanos, el hoatzin, un ave muy característica de Sudamérica, único superviviente de su linaje.
Nuestro estudio demuestra que algunas relaciones dentro del árbol de la vida sólo pueden determinarse utilizando enormes cantidades de datos genómicos. Pero también pone en evidencia el enorme poder del estudio conjunto de genomas y fósiles para comprender la historia evolutiva de la vida en la Tierra.