Los vertebrados más aislados del mundo ahora son tan endogámicos que a los investigadores les preocupa que no sigan existiendo por mucho más tiempo.
Durante más de 10 000 años, una pequeña población de cachorritos ha vivido únicamente en Nevada. Agujero del diabloun famoso oasis subterráneo escondido en las fronteras desérticas del Parque Nacional Death Valley.
El hábitat limitado es una cueva de 152 metros de profundidad (500 pies), lo que la convierte en la morada más pequeña conocida para cualquier criatura con columna vertebral, y las condiciones extremas están cobrando su precio genético.
Después de secuenciar el genoma de ocho cachorritos de Devils Hole, biólogos de la Universidad de California, Berkeley, descubrieron que los peces se han cruzado hasta tal punto que el individuo promedio comparte alrededor del 58 por ciento de su genoma con los miembros de su familia.
“Los altos niveles de consanguinidad se asocian con un mayor riesgo de extinción, y la consanguinidad en el cachorrito de Devils Hole es igual o más grave que los niveles informados hasta ahora en otras poblaciones naturales aisladas, como los lobos de Isle Royale en Michigan, los gorilas de montaña en África y los tigres indios”, dice
Ese sorprendentemente alto nivel de cruce del genoma es similar a otras especies en peligro de extinción como las panteras de Florida (puma concolor), lobos de Isle Royale (Canis lupus) y gorilas de montaña (Gorila beringei), todos los cuales sufren descensos demográficos extremos.
Cuando los investigadores de Berkeley compararon sus resultados con otras especies de cachorritos en otras partes del mundo, encontraron que solo entre el 10 y el 30 por ciento de los genomas de los cachorritos individuales suelen ser idénticos. El Devils Hole claramente ha exacerbado la situación.
Es posible, por ejemplo, que los cachorritos de Devils Hole estén acumulando variantes genéticas que podrían dificultarles la supervivencia.
Devils Hole ya escasea en alimentos y oxígeno, pero según los genomas secuenciados recientemente, algunos alelos del cachorrito que están estrechamente involucrados en la reproducción y la supervivencia en condiciones de poco oxígeno parecen haber perdido su función o han sido eliminados con el tiempo.
La buena noticia es que las mutaciones han estado en circulación desde hace un tiempo.
Cuando los investigadores secuenciaron el genoma de un cachorrito de Devils Hole preservado de una colección de museo, encontraron evidencia de altos niveles de endogamia desde al menos 1980.
Eso fue mucho antes de que la población se desplomara a solo unas pocas docenas de individuos en 2007 y nuevamente en 2013. Hoy en día, los cachorritos de Devils Hole suman alrededor de 175. Los científicos los consideran en peligro crítico, y nadie sabe realmente por qué están desapareciendo. Ahora quieren averiguar si algún gen es responsable de estas pérdidas recientes.
“Parte de la pregunta sobre estas disminuciones es si pueden deberse a la salud genética de la población”, explica Martín.
“Tal vez las disminuciones se deban a que hay mutaciones dañinas que se han vuelto fijas porque la población es muy pequeña”.
La actividad humana, como el bombeo de agua subterránea, probablemente no esté ayudando, y los eventos naturales, como los terremotos, a veces también pueden sacudir el refugio subterráneo: si las olas crecen lo suficiente en Devils Hole, pueden aplastar los huevos de cachorrito y arrancar algas de la caverna. estante iluminado por el sol.
Dado que estos son algunos de los únicos nutrientes a los que tienen acceso los cachorritos, tales eventos pueden ser desastrosos.
Lo mismo podría ocurrir con el aumento de las temperaturas. Si el cambio climático calienta el contenido de agua de Devils Hole más allá de sus 33 grados centígrados (91,4 grados Fahrenheit) constantes, es posible que los cachorritos residentes no puedan reproducirse tan rápida o eficientemente.
Se cree que la variación genética es crucial para la supervivencia animal porque significa que hay más oportunidades para que las generaciones futuras se adapten a las condiciones cambiantes.
Pero no todas las mutaciones son útiles, y algunas pueden verse arrastradas cuando hay altos niveles de endogamia en una población.
Los biólogos esperan utilizar los genomas de poblaciones pequeñas como el cachorrito de Devils Hole para comprender mejor esta dinámica evolutiva y lo que se puede hacer para salvar el destino de los animales en peligro de extinción.
Si se descubre que una mutación particular, por ejemplo, reduce la capacidad del cachorrito de Devils Hole para sobrevivir con poco oxígeno, entonces tal vez la tecnología como CRISPR podría ayudar a los científicos a eliminar ese alelo de la mezcla o restaurar otros genes que se perdieron previamente.
Los investigadores identificaron un total de 15 genes que han desaparecido del genoma del cachorrito de Devils Hole.
Esa es una idea controvertida, pero es una posibilidad que actualmente están explorando algunos biólogos y conservacionistas.
“Nuestro trabajo futuro es observar realmente lo que hacen estas eliminaciones”, dice Martín.
“¿Aumentan la tolerancia a la hipoxia? ¿Disminuyen la tolerancia a la hipoxia? Creo que esos dos escenarios son igualmente plausibles en este momento”.
Una vez que sepamos lo que está pasando en Devils Hole, los científicos podrán tomar una decisión más informada sobre cómo salvar al cachorrito residente.
El estudio fue publicado en Actas de la Royal Society B.