Hallado un ejemplo de fusión de especies, el santo grial de la evolución
Un nuevo informe rastrea el extraordinario linaje de una mariposa amazónica común y calcula que la hibridación de sus dos especies parentales se produjo hace unos 180 000 años.
Heliconius elevatus, surgió de la fusión genética de otras dos especies de mariposas amazónicas.
En 1837, Darwin esbozó un "árbol de la vida" en su cuaderno, 12 años antes de la publicación de su Origen de las especies. Desde entonces, el árbol ha sido una metáfora utilizada habitualmente por los biólogos para explicar cómo las nuevas especies divergen de un antepasado común. Pero algunos científicos creen que las nuevas especies también pueden surgir de la fusión de linajes más antiguos, como si las ramas de un árbol se fusionaran.
Ahora hay pruebas.
Esta semana, la revista Nature ha publicado que la especie de mariposa amazónica Heliconius elevatus surgió de la fusión de otras dos. Mediante la comparación de los planos genéticos de otras especies de mariposas, los investigadores, dirigidos por Neil Rosser, investigador asociado de la Universidad de Harvard (Estados Unidos), han demostrado que el genoma de H. elevatus es una mezcla de un 1 por ciento de la especie H. melpomene y un 99 por ciento de H. pardalinus.
"Nuestro estudio demuestra que la hibridación puede impulsar la evolución de nuevas especies", afirma Rosser, autor principal del estudio y explorador de National Geographic. El equipo de Rosser calcula que, aunque las dos especies parentales de H. elevatus habían permanecido distintas durante dos millones de años, se produjo una mezcla de ADN hace unos 180 000 años, cuando la selva amazónica era un refugio de biodiversidad durante una glaciación global.
Durante décadas, el santo grial de la evolución ha sido encontrar una especie animal que surgiera de dos especies parentales que combinaran sus genomas (si las mulas -los híbridos de burro y caballo- pudieran reproducirse, se calificarían de "especie híbrida"). Hasta ahora, la búsqueda no ha sido concluyente.
Tanto el híbrido como sus dos especies parentales siguen siendo comunes en las selvas tropicales de Sudamérica (aunque H. elevatus, como su nombre indica, vuela por las copas de los árboles). Si Darwin se hubiera aventurado un poco tierra adentro cuando el HMS Beagle atracó en Lima en 1835, también las habría visto.
"Han descubierto una situación en la naturaleza que muchos han postulado, pero pocos han demostrado. Es extraordinario", afirma David Lohman, profesor del City College de Nueva York (Estados Unidos), que no participa en este estudio. Lohman forma parte de un equipo que recientemente construyó el árbol de la vida de las mariposas más completo.
Anillos de mimetismo
Las Heliconius son el único grupo de mariposas que absorben el polen de las flores, que utilizan para sintetizar glucósidos cianogénicos que las hacen desagradables a los depredadores. Anuncian su desagrado con una coloración aposemática brillante y de alto contraste que dice "no te metas conmigo".
"Los híbridos de Heliconius destacan realmente porque sus patrones de color son muy diferentes", afirma James Mallet, catedrático de biología orgánica y evolutiva residente en la Universidad de Harvard y co-autor de este estudio. Explica que los grupos emparentados de Heliconius imitan los patrones de advertencia de los demás, de modo que el llamativo traje de una sola especie se convierte en un blasón adornado por sus parientes cercanos. Estos "anillos de mimetismo", como se denomina a los patrones de color compartidos, ayudan a disuadir a los depredadores con mayor eficacia.
Hace dos décadas, Mallet se dio cuenta de que todos los parientes cercanos de H. elevatus llevaban rayas horizontales negras y naranjas llamadas "anillo mimético del tigre". La H. elevatus, en cambio, lucía un atuendo de "rayas con cabeza de clavo" (una serie concéntrica de rayas naranjas en sus alas traseras) que sólo compartía H. melpomene, un pariente lejano. Era como si H. elevatus se presentara en la reunión familiar con un atuendo prestado por un extraño.
Esto indicaba que H. elevatus era una especie híbrida, pero Mallet tuvo que esperar dos décadas para que los datos genómicos confirmaran su sospecha.
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Islas genéticas
Mientras Mallet y sus colegas recopilaban secuencias genómicas de mariposas Heliconius, Rosser se instaló en Perú, montando jaulas de mariposas para observar el comportamiento de H. elevatus.
"Fue duro construir todo eso", dice Rosser; "el viento fuerte simplemente derriba una rama sobre las jaulas y todas las mariposas escapan".
Rosser también señala que no todos los depredadores se dejan disuadir por las advertencias de los anillos de mimetismo. "Las arañas se las comen, y todo tipo de innumerables problemas por el estilo".
El esfuerzo combinado de la secuenciación genómica de Mallet y los estudios conductuales de Rosser condujo al descubrimiento de regiones clave en el genoma de H. elevatus asociadas con el patrón de color, la preferencia por plantas huésped y la preferencia de apareamiento. Para sorpresa de Rosser y Mallet, todos estos fragmentos genéticos cruciales procedían de H. melpomene.
Aunque sólo el 1% del genoma de H. elevatus procede de H. melpomene, estos fragmentos están repartidos por el genoma de H. elevatus en 44 "islas genéticas" independientes y controlan rasgos cruciales para la identidad de la especie.
"La especiación híbrida en este caso no es una mezcla 50-50", observa Mallet; "esto va al corazón de lo que entendemos por una especie".
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Sólo hay que buscar
Tanto Mallet como Rosser creen que existen muchas más especies de mariposas híbridas. "Si la gente busca, las encontrará", dice Rosser.
"Probablemente haya ejemplos de este tipo en África y Asia", afirma Akito Kawahara, profesor de la Universidad de Florida (Estados Unidos), otro colaborador clave en el proyecto del árbol de la vida de las mariposas, que no participa en este estudio.
Kawahara sostiene que para encontrar estas especies híbridas es necesario empezar a recopilar datos genómicos de todas las mariposas. Dice que no está preparado para redibujar el árbol de la vida de las mariposas hasta que se disponga de más datos genómicos. "Estaremos en esa situación más adelante. Pero creo que tardaremos un poco".
El escritor Zhengyang Wang es Explorador de National Geographic.