ANN ARBOR– ¿Cuáles son los procesos y mecanismos que conllevan a la formación de nuevas especies? Esta es una de las preguntas que un nuevo estudio de la Universidad de Michigan se plantea responder enfocándose en monos aulladores en México.

Una versión común pero sumamente simplificada de la evolución de nuevas especies dice que cuando una población de animales o plantas es aislada geográficamente, por ejemplo, por un río que cambia su curso o por una cadena montañosa que se eleva, los dos grupos físicamente separados acumulan diferencias genéticas a lo largo del tiempo a medida que se adaptan a sus distintos ambientes. Eventualmente, el ADN de ambos grupos es tan diferente que las dos poblaciones se consideran especies distintas. Y así, la especiación ha ocurrido.

En realidad, el proceso es mucho más complejo. Si bien el aislamiento geográfico puede iniciar el proceso de especiación, los biólogos evolutivos creen que otras fuerzas, que incluyen varias formas de selección natural, pueden ayudar a completar el proceso.

El nuevo estudio de Universidad de Michigan proporciona evidencia empírica única que muestra que múltiples formas de selección natural ayudan a completar el proceso de especiación en una “zona de hibridación” natural de monos aulladores; una región en donde dos especies coexisten y ocasionalmente se entrecruzan en un proceso llamado hibridación.

En el estudio, publicado recientemente en la revista Molecular Ecology, los investigadores usan la zona de hibridación de estos primates para investigar las partes del genoma que posiblemente contienen genes involucrados en la especiación, así como para probar las fuerzas de selección que dan forma a este proceso.

“En nuestros datos genéticos observamos patrones que sugieren que la hibridación está jugando un papel directo para completar el proceso de especiación al intensificar las diferencias genéticas entre las especies”, dijo la candidata doctoral en la U-M, Marcella Baiz, la primera autora del estudio. Las otras autoras son Liliana Cortés-Ortiz y Priscilla Tucker del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Michigan.

“Encontramos una señal que sugiere que múltiples formas de selección natural dirigen las diferencias entre las especies, incluyendo el ”reforzamiento”, el cual es un proceso que ha sido muy debatido”, dijo Baiz. “Este resultado es particularmente notable porque la evidencia empírica sobre reforzamiento es extremadamente rara, especialmente la evidencia genética”.

Las dos especies en el centro del estudio, los monos aulladores negros y los monos aulladores de manto , se separaron hace unos 3 millones de años y vivieron separados hasta hace relativamente poco tiempo, tal vez en los últimos 10,000 años, cuando volvieron a entrar en contacto en una zona de hibridación de aproximadamente 20 kilómetros de ancho en el estado de Tabasco, en el sureste de México.

Una especie suele definirse comúnmente como un grupo de individuos que se pueden cruzar entre ellos y que están aislados reproductivamente de otros grupos similares. El concepto de aislamiento reproductivo es clave para esa definición y significa que, a pesar de la hibridación, las verdaderas especies mantienen su integridad única.

Sin embargo, la visión moderna de especie no requiere un aislamiento reproductivo completo, y se ha descubierto que la hibridación es bastante común en la naturaleza.

El análisis genético de muestras de ADN provenientes de monos aulladores que viven en la zona de hibridación en México, donde Cortés-Ortiz y sus colegas han trabajado durante aproximadamente dos décadas, ha confirmado que los monos aulladores negros y de manto se cruzan y producen descendientes híbridos. El hecho de que se esté produciendo una hibridación entre las dos especies significa que el aislamiento reproductivo es incompleto.

Los biólogos evolutivos creen que varias presiones de selección natural pueden ayudar a completar el proceso de especiación mediante el fortalecimiento de las barreras al flujo génico entre grupos, lo cual los empuja hacia un aislamiento reproductivo completo.

Y debido a que la selección natural favorece a los organismos que se reproducen con éxito sobre aquellos que no lo hacen, ejerce una presión en contra de los híbridos, quienes a veces mueren antes de reproducirse o simplemente son incapaces de reproducirse.

A través de la selección natural se bloquea la formación de estos híbridos “no aptos”. Una forma de que esto ocurra es mediante el aumento gradual de las diferencias genéticas entre los dos grupos de organismos, en este caso entre los monos aulladores negros y los de manto, de modo que les es más difícil aparearse y producir descendencia híbrida.

Mientras la selección natural actúa evitando la formación de híbridos, también fortalece el aislamiento reproductivo al aumentar las diferencias genéticas. Este proceso se conoce como  reforzamiento; y si bien esta idea ha existido durante más de un siglo, la evidencia empírica para respaldarla es escasa.

Para probar la presencia de reforzamiento, Baiz y sus colegas compararon el ADN de los monos aulladores negros y de manto que viven en la zona de hibridación en Tabasco con el ADN de los monos aulladores negros y de manto que viven lejos de esta zona de hibridación.

Si el reforzamiento actúa para evitar la hibridación y fortalecer el aislamiento reproductivo, entonces las diferencias genéticas entre las dos especies en la zona de hibridación deberían ser mayores que las diferencias genéticas entre los monos de estas dos especies que viven a ambos lados de la zona de hibridación.

Y eso es exactamente lo que Baiz y sus colegas encontraron cuando compararon los marcadores genéticos que se encuentran en o cerca de los genes posiblemente asociados con el aislamiento reproductivo.

“La especiación es un proceso complejo que puede ser impulsado por mecanismos directos e indirectos que interactúan para mantener y fortalecer el proceso, y este estudio es uno de los pocos ejemplos naturales que lo documenta”, dijo Baiz.

El artículo en la revista Molecular Ecology se titula “Multiple forms of selection shape reproductive isolation in a primate hybrid zone.” El estudio es parte de un trabajo más amplio del laboratorio de Cortés-Ortiz para estudiar múltiples aspectos de la hibridación entre estas dos especies de primates en Tabasco, incluyendo las vocalizaciones, el comportamiento social y la genómica funcional.

La investigación fue apoyada por la National Science Foundation, el Programa de Entrenamiento en Genética de la U-M, una beca de investigación de la Sociedad Americana de Mamíferos y una beca del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la U-M.

 

Estudio: Multiple forms of selection shape reproductive isolation in a primate hybrid zone

Marcella Baiz

Liliana Cortés-Ortiz

Priscilla Tucker

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