Investigadores encuentran estabilidad genética en una zona híbrida de saltamontes panameña de larga duración

A menudo pensamos que las especies son separadas y distintas, pero a veces pueden cruzarse y crear híbridos. Cuando esto sucede de manera constante en un área específica, se forma lo que se conoce como zona híbrida. Estas zonas pueden ser muy dinámicas o notablemente estables, y estudiarlas puede revelar ideas clave sobre cómo evolucionan o, a veces, se difuminan los límites de las especies.

En un nuevo estudio publicado en Evolucióninvestigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign describen una zona híbrida entre dos especies de saltarines en Panamá que en general se ha mantenido relativamente estable durante los últimos 30 años.

Los híbridos resultantes de la cría de especies mixtas no son infrecuentes; Consideremos, por ejemplo, la mula (caballo-burro) o el ligre (león-tigre). Sin embargo, muchos de estos ejemplos clásicos de híbridos suelen ser infértiles y existen sólo como cruces de primera generación. En contraste, a lo largo del borde occidental de Panamá, frente al Mar Caribe, existe una zona híbrida de largo plazo entre dos especies de aves, el saltarín de cuello dorado y el saltarín de cuello blanco.

Investigaciones anteriores realizadas hace casi 30 años en esta zona híbrida encontraron que el centro genómico (donde el genoma de la población está compuesto por casi un 50% de ADN de cuello blanco y un 50% de ADN de cuello dorado) no se superponía con la zona de transición fenotípica, el área donde la población pasa visualmente de un plumaje más de cuello dorado a un plumaje más de cuello blanco. El estudio anterior había descubierto que estas dos áreas estaban separadas por unos 60 kilómetros y, hasta hace poco, no estaba claro si había habido algún cambio a lo largo de los años.

Kira Long, ex estudiante de posgrado en el laboratorio de Jeff Brawn, ahora investigadora postdoctoral en la Universidad de Idaho, y su equipo decidieron comparar la población actual de saltamontes en la zona híbrida con la del estudio anterior hace aproximadamente 30 años. Hacerlo permitiría a los investigadores ver si el centro genómico o la zona de transición fenotípica se ha movido con el tiempo y qué tan estables son los rasgos genómicos y fenotípicos en toda la población.

«Actualmente, los híbridos en el centro genómico parecen fenotípicamente casi idénticos a los saltarines de cuello dorado», explicó Long. «Tienen el cuello amarillo dorado y el vientre verde oscuro de los saltamontes de cuello dorado. Lo que es una locura es que estos híbridos son los más mezclados genéticamente entre los saltarines blancos y los de cuello dorado, sin embargo, parecen casi idénticos a los padres de cuello dorado, mientras que los Las aves que visualmente parecen más mezcladas tienen genéticamente una mayoría de ADN de cuello blanco».

El equipo de Long incluye a los investigadores de Illinois Jeff Brawn, profesor emérito de recursos naturales y ciencias ambientales, Julian Catchen (CIS/GNDP), profesor asociado de biología integrativa, y su ex estudiante de posgrado Ángel Rivera-Colón, así como colaboradores de la Universidad. de Maryland College Park y la Institución Smithsonian.

Durante cuatro años, el equipo capturó y tomó muestras de sangre de más de 600 saltarines en diferentes áreas de la zona híbrida. Las muestras de sangre se secuenciaron utilizando RADseq para examinar miles de marcadores genómicos en todo el genoma. Luego se compararon con muestras tomadas de especímenes de museo alojados en el Instituto Smithsonian que se utilizaron en el estudio original más antiguo. El equipo también midió los rasgos fenotípicos de las aves históricas y capturadas en la naturaleza, que se sabe que difieren entre los saltarines de cuello dorado y los de cuello blanco, incluida la coloración y la longitud de las plumas.

Después de comparar los genomas de aves históricas y silvestres, los investigadores descubrieron que el centro genómico de la población no se había movido en aproximadamente 30 años. Menos del 3% de los marcadores genómicos analizados habían cambiado con el tiempo. Además, la zona de transición fenotípica también se había mantenido estable, y solo un rasgo (el color del vientre) había cambiado de ubicación a lo largo del tiempo unos 10 km.

«Lo que esto significa es que si fueras al mismo lugar en la transición fenotípica de la zona híbrida hace 30 años, verías aves con vientres más amarillos, mientras que si fueras a ese mismo lugar ahora verías aves con más vientres oliva». vientres de colores», dijo Long. «Los vientres híbridos esencialmente se vuelven más oscuros con el tiempo. Esto puede significar que hay algún tipo de selección para los vientres verdes en estas poblaciones donde se está propagando».

Los híbridos tienen diferente éxito en el reino animal dependiendo de las especies que se mezclen. Según Long, existe una zona híbrida de álamos, por ejemplo, que es extremadamente estable y solo se mueve lentamente durante los períodos interglaciares. Los híbridos de muchas especies a menudo tienen menos aptitud que las especies parentales porque tienen rasgos demasiado intermedios, pero a veces los híbridos pueden sacar provecho de esto y encontrar el éxito, haciendo uso de nichos ambientales que se encuentran entre los óptimos para las especies parentales.

Según Long, la población de manakines híbridos parece estar bien, lo que puede explicar por qué la zona híbrida es tan estable. Si bien hay evidencia de un menor éxito de eclosión en los híbridos (que Long dice que se publicará pronto en su próximo artículo), señala que esto es esencialmente la naturaleza filtrando las combinaciones genéticas entre los manakines de collar blanco y de collar dorado que no funcionan. Una vez que eclosionan, la supervivencia de los híbridos parece similar a la de las especies parentales, y no parecen tener problemas para encontrar pareja, según Long.

El próximo gran paso para este sistema es determinar si la elección femenina está afectando la selección de fenotipos híbridos específicos y determinar la arquitectura genómica subyacente de estos rasgos, dijo Long. Esto puede proporcionar una idea de por qué los híbridos suelen parecerse a las especies de cuello dorado y por qué la zona de transición del color del vientre está cambiando mientras que otros rasgos fenotípicos permanecen relativamente estables entre los híbridos.

«Se cree que las hembras prefieren los colores de cuello dorado, y esa podría ser la razón por la que el color más oliva del vientre, que es un rasgo de los saltamontes de cuello dorado, se está extendiendo en los híbridos», dijo Long. «Tenemos evidencia indirecta de esto, pero nunca se ha probado formalmente, por lo que sería fantástico tener la última pieza del rompecabezas».