Criaturas ciegas de las cavernas iluminan el camino con ADN – Horizon Magazine Blog

mayo 25, 2022 0 Por RenzoC

«Estas cuevas son mundos aislados», dijo el profesor Peter Trontelj, zoólogo de la Universidad de Ljubljana en Eslovenia. «Si vas un par de metros (por debajo de la superficie), ingresas a un nuevo mundo con condiciones ecológicas totalmente diferentes».

Ciertos animales pueden adaptarse a estos hábitats oscuros donde no crecen plantas, y las cuevas sin luz, como las que se encuentran en Eslovenia, son laboratorios naturales de biología evolutiva.

Trontelj lidera el proyecto GENEVOLCAV, que investiga el olm europeo. Estas raras salamandras de cueva se asemejan a pequeñas serpientes nadadoras fantasmales con cuatro patas delgadas y hocico de cocodrilo. Hace mucho tiempo, los ancestros de los olm vivían en la superficie, pero una vez en estas cuevas, sufrieron cambios físicos dramáticos para adaptarse a su nuevo entorno. El olm no es la única criatura capaz de evolucionar de esta manera.

Históricamente, los biólogos evolutivos pensaron que si retrocediéramos en el tiempo y reprodujéramos la línea de tiempo de la evolución, podríamos tomar diferentes caminos evolutivos y el mundo y las criaturas en él se verían completamente diferentes. Pero las cuevas nos muestran que este no es el caso. Las adaptaciones de los animales a ambientes pobres en luz y nutrientes, como cuevas subterráneas, son ‘generalmente bastante predecibles’, dijo Trontelj. ‘Ahora sabemos que siempre será de la misma manera’.

Trontelj y sus colegas han demostrado que esto es cierto en los olmos europeos, que se encuentran en Europa central y sudoriental. GENEVOLCAV ha anulado nuestra comprensión de estas raras salamandras de cueva. En lugar de una sola especie, como se pensaba anteriormente, han descubierto nueve especies de olm potencialmente diferentes, cada una de las cuales desarrolló características similares de forma independiente en la eterna oscuridad acuosa.

Si bien todos tienen la misma piel blanqueada, ojos ciegos y hocicos alargados, estas especies descienden de diferentes ancestros individuales que encontraron su camino hacia estas cuevas de medianoche. «Todo sucedió de forma independiente, pero de manera más o menos paralela», dijo Trontelj.

buceo de ADN

El proyecto tiene como objetivo ensamblar el genoma de los olm, que es unas 16 veces más grande que el genoma humano, e identificar los cambios genéticos que han permitido que los olms se adapten a sus entornos únicos.

Los científicos se sumergen profundamente para recolectar ADN de una de las últimas fronteras inexploradas del mundo. © Alejandro Martínez, Juan Valenciano y Enrique Domínguez, 2010

‘Los cambios (físicos) son iguales o muy similares, pero la pregunta es: ‘¿Son causados por los mismos genes (y) son las mismas mutaciones?’ preguntó Trontelj. Para responder a estas preguntas, él y sus colegas se sumergen en cuevas en los oscuros rincones subterráneos, a veces descendiendo a pozos de 400 metros de profundidad, para medir olms y frotar sus pieles para recolectar ADN. Necesitarán cientos de muestras para investigar estas cuestiones, que podrían tener implicaciones importantes para la medicina humana.

«Hay varios rasgos de (olms) que son interesantes desde una perspectiva más amplia», dijo Trontelj. Estos anfibios lechosos pueden vivir más de cientos de años, 10 veces más que sus antepasados superficiales, y pueden sobrevivir años de inanición. En la oscuridad, los olmos también pierden su color y se quedan ciegos. «Ya se sabe que esta pérdida de pigmento y la degeneración de los ojos en los peces de las cavernas pueden ser causadas por varios genes diferentes, algunos de los cuales están relacionados», dijo. Los científicos también han relacionado este grupo de genes con «algunos estados patológicos en la degeneración y el albinismo del ojo humano».

«Comprender estos mecanismos que ocurren de manera predecible también podría ayudarnos a comprender algunas enfermedades degenerativas en los humanos», dijo.

Pero los olmos, que ahora solo pueden sobrevivir en estos hábitats especializados, son vulnerables. «Estas cuevas y aguas subterráneas están bastante amenazadas y, a veces, incluso muy amenazadas por la contaminación», dijo Trontelj. «Si no describimos las nuevas especies, si no tienen nombres, no recibirán la atención de conservación que podría recibir una especie de pleno derecho».

Lo mismo ocurre con los gusanos, los crustáceos y, a veces, incluso con los peces que habitan en los oscuros rincones de la Tierra.

Base de datos subterránea

Alejandro Martínez, líder del proyecto ANCAVE, está trabajando para crear una base de datos de tales criaturas. Su base de datos, que ya cuenta con más de 330 000 entradas, se basa en todas las referencias a la fauna cavernícola subterránea publicadas en la literatura científica en todos los idiomas escritos.

Se llama la base de datos “Stygofauna Mundi”, en referencia a un libro del naturalista Lazare Botosaneanu, quien fue pionero en el estudio de estas criaturas subterráneas. “Estamos trabajando para que toda esta información esté disponible públicamente”, dijo Martínez.

De esa base de datos, alrededor del 10% de las entradas son animales que le interesan particularmente a Martínez: los que viven en los acuíferos costeros, también conocidos como ambientes anquialinos. Lo que hace que estas cavernas subterráneas sean especiales es que su agua es salada, alimentada a través de grietas y fisuras subterráneas por el océano cercano, con una mezcla de agua dulce que se filtra desde arriba. Estos entornos se encuentran en todo el mundo, incluso en las Islas Canarias, donde creció Martínez.

Y los animales en ellos son únicos. ‘Muchos de esos animales son exclusivos de este tipo de hábitat, no se encuentran en otros lugares’, dijo Martínez. Se ven «raros» y de alguna manera «primitivos», dijo. «Se parecen a cosas que conocemos por el registro fósil, pero que ahora están extintas».

Otros comparten ancestros con animales en el océano, pero su reclusión en las cavernas significa que no pueden cruzarse, y esto permite a los científicos comparar a los habitantes de las cavernas con sus parientes a la luz del sol.

«(Algunos) son similares a otros animales que se encuentran en las profundidades del océano hoy en día», dijo. «Están genéticamente cerca el uno del otro, pero morfológicamente (físicamente), son muy diferentes… Al comparar este tipo de especies en todo el mundo, podemos tratar de comprender mejor cómo los animales cambian de forma para adaptarse a un nuevo entorno».

Él mismo ha agregado especies a la base de datos y, como parte del proyecto ANCAVE, ha muestreado unas 50 cuevas en el Mediterráneo, el Caribe y varios archipiélagos oceánicos del Atlántico. En estas cavernas, midió la abundancia relativa de animales dentro de ellas, capturó algunos y luego los describió morfológica y genéticamente.

cuevas de medianoche

Sin embargo, la base de datos es solo el primer paso. «Podemos ver las generalidades que ocurren en todos estos linajes», explicó. «Podemos deshacernos de estos efectos confusos de la filogenia (cómo evoluciona una especie o un grupo) y comprender el cambio morfológico».

Al documentar la amplitud de la biodiversidad en las cuevas subterráneas de medianoche, los científicos pueden iluminar la naturaleza de la evolución y cómo cambian los animales.

Pero Martínez también reconoce que la base de datos y la investigación del mundo subterráneo solo generarán más preguntas. De hecho, es por eso que sigue regresando a estas oscuras cavernas acuosas.