Un análisis del ADN antiguo de un oso polar de 100.000 años ha revelado que se produjo una hibridación extensa entre los osos polares y los osos pardos durante el último período interglacial cálido del Pleistoceno, lo que dejó una cantidad sorprendente de ancestros de osos polares en los genomas de todos los osos pardos vivos.
El estudio, dirigido por científicos de la Universidad de California, en Santa Cruz, se publicó en Nature Ecology & Evolution. Los investigadores obtuvieron ADN antiguo del cráneo de un oso polar juvenil que se encontró en 2009 en la costa del mar de Beaufort en el Ártico de Alaska. Los científicos apodaron al oso ‘Bruno’, aunque el análisis de ADN más tarde mostró que era una hembra.
«El oso polar siempre ha representado una población pequeña con poca diversidad genética»
«La disponibilidad del paleogenoma de Bruno ha hecho posible detectar un antiguo evento de mezcla que afectó a todos los osos pardos vivos«, asegura el primer autor Ming-Shan Wang, científico postdoctoral en el Laboratorio de Paleogenómica de la UCSC.
La autora correspondiente Beth Shapiro, profesora de ecología y biología evolutiva en UC Santa Cruz e investigadora del Instituto Médico Howard Hughes, afirma que los análisis genómicos del equipo muestran que Bruno pertenecía a una población de osos polares que era ancestral de los osos polares vivos. En algún momento, probablemente después de hace unos 125.000 años, el linaje del oso polar que condujo a Bruno y el linaje del oso pardo que condujo a todos los osos pardos vivos se cruzaron e hibridaron.
Como resultado de esta antigua mezcla, la ascendencia del oso polar representa hasta el 10% de los genomas de los osos pardos que viven hoy. «Nunca hubiéramos visto esto sin el genoma de Bruno, porque todos los osos pardos vivos tienen esa mezcla como parte de sus genomas«, comenta Shapiro.
Después de separarse de los osos pardos hace unos 500.000 años, los osos polares se convirtieron en cazadores altamente especializados de mamíferos marinos en el hielo marino del Ártico
Aunque los osos polares y los osos pardos son especies distintas con notables diferencias en apariencia, comportamiento y hábitat, están estrechamente relacionados y pueden hibridarse fácilmente cuando sus rangos se superponen. Los informes de híbridos han aumentado en los últimos años a medida que el clima se calienta y la desaparición del hielo marino obliga a los osos polares a vivir en las zonas costeras del Ártico, mientras que los osos pardos expanden su área de distribución hacia el norte.
Estudios previos de ADN antiguo han demostrado que la mezcla ha ocurrido en ciertas poblaciones de osos pardos al menos cuatro veces diferentes entre hace alrededor de los 15.000 y 25.000 años. En todos los casos, la dirección del flujo de genes fue de osos polares a osos pardos.
Ambos linajes de osos se separaron hace unos 500.000 años
«Los individuos mezclados, si sobreviven, lo hacen como osos pardos, tal vez porque tienen dificultades para cazar con éxito en el hielo marino si no son completamente blancos«, explica Shapiro. «El oso polar siempre ha representado una población pequeña con poca diversidad genética«.
El nuevo estudio encontró alguna evidencia de un posible flujo de genes de los osos pardos al linaje de Bruno, pero la ausencia de mezcla en los osos polares hoy en día respalda la idea de que la ascendencia del oso pardo reduce la aptitud de un oso para la vida como oso polar. Después de separarse de los osos pardos hace unos 500.000 años, los osos polares se convirtieron en cazadores altamente especializados de mamíferos marinos en el hielo marino del Ártico. Los osos pardos, por el contrario, son generalistas que se extienden ampliamente por América del Norte, Europa y Asia.
Bruno vivió durante una época de clima cambiante después del pico de un cálido período interglacial cuando las temperaturas y los niveles del mar eran considerablemente más altos de lo que son ahora. Se pueden esperar condiciones similares en el futuro como resultado del rápido cambio climático impulsado por la quema de combustibles fósiles y otras actividades humanas. A medida que disminuye el hielo marino del Ártico, muchas poblaciones de osos polares ya están luchando por sobrevivir.
El cambio climático puede condenar a estos majestuosos animales polares
«Si el rápido, antinatural y grave calentamiento del Ártico provocado por los humanos que estamos documentando hoy continúa sin cesar, no está claro si los osos polares tendrán un hábitat de hielo marino al que regresar y sobrevivir genéticamente«, indica el coautor Ian Stirling, investigador polar, biólogo y científico investigador de Medio Ambiente y Cambio Climático de Canadá.
Según Shapiro, «no debería sorprendernos ver que la mezcla vuelva a ocurrir hoy en día a medida que cambia el clima y estas especies se superponen y se encuentran nuevamente en la naturaleza. El cambio climático permite que se produzca un flujo de genes entre lo que consideramos especies diferentes”.
Los cambios climáticos que han unido a los osos polares y los osos pardos en el pasado incluyen períodos glaciales en los que el hielo marino era más extenso, lo que permitió que los osos polares se mezclaran con los osos pardos en el sureste de Alaska, las Islas Kuriles e incluso Irlanda. Los osos pardos en estos lugares (ahora extintos en Irlanda) adquirieron genes de oso polar adicionales además de la mezcla antigua revelada por el genoma de Bruno.
Una herencia genética incierta
En cuanto a lo que los osos pardos podrían haber obtenido de su ascendencia de osos polares, los científicos solo pueden especular. «Es posible que los osos pardos obtuvieran algo increíble de los osos polares, pero no podemos asegurarlo en este momento«, comenta Shapiro.
Encontrar el cráneo de Bruno fue fortuito. Los coautores Pamela Groves, Daniel Mann y Michael Kunz de la Universidad de Alaska Fairbanks estaban caminando por la costa del mar de Beaufort en 2009 buscando erosión costera reciente, cuando se toparon con el cráneo que descansaba justo encima de la línea de marea alta.
«Ni siquiera buscábamos huesos, ya que normalmente encontramos huesos antiguos 150km tierra adentro donde se han almacenado en el permafrost a lo largo de ríos tranquilos«, indica Groves. Dado que los osos polares pasan la mayor parte de su vida en el mar, encontrar restos de osos polares es extremadamente inusual. Bruno es el único cráneo de oso polar antiguo jamás registrado y el único hueso de oso polar antiguo conocido en América del Norte.
Nuevas mezclas genéticas
«Comprender cómo los cambios climáticos pasados impulsaron las interacciones entre organismos es fundamental para predecir cómo los cambios actuales crearán nuevas mezclas, aumentarán la transmisión de enfermedades o afectarán los recursos naturales o la sociedad«, concluye Leslie Rissler, directora de programas de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., que financió la investigación.
Otros coautores incluyen a Gemma Murray de la Universidad de Cambridge; Alisa Vershinina, Megan Supple, Joshua Kapp, Russell Corbett-Detig, Sarah Crump y Richard Green en UC Santa Cruz; Kristin Laidre de la Universidad de Washington, Seattle; y Love Dalén en el Museo Sueco de Historia Natural en Estocolmo.
Fuente: Nature.
