Costos y beneficios de la mezcla genética

9. Agosto 2022

Nuevos análisis genéticos de babuinos salvajes en el sur de Kenia revelan que la mayoría de ellos llevan rastros de hibridación en su ADN. Como resultado del mestizaje, alrededor de un tercio de su composición genética consiste en genes de otra especie estrechamente relacionada. Los investigadores dirigidos por Jenny Tung de la Universidad de Duke y ahora en el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, midieron la variación genética y la actividad genética para comprender los posibles costos y beneficios de la mezcla genética en primates, incluidos los humanos.

El estudio tuvo lugar en una región cerca del Parque Nacional Amboseli de Kenia, donde los babuinos amarillos ocasionalmente se encuentran y se mezclan con sus vecinos babuinos anubis que viven al noroeste. Los investigadores han monitoreado a estos animales casi a diario desde 1971, observando cuándo se aparearon con extraños y cómo les fue a la descendencia resultante a lo largo de sus vidas como parte del Proyecto de Investigación de Babuinos amboseli, uno de los estudios de campo de primates salvajes de más larga duración en el mundo.

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Los babuinos amarillos tienen pelaje amarillo-marrón con mejillas y parte inferior blancas. Los babuinos Anubis tienen pelaje gris verdoso y machos con melenas peludas alrededor de sus cabezas. Aunque divergieron hace 1,4 millones de años, pueden hibridarse donde sus rangos se superponen. Según todos los informes, los descendientes de estas uniones se las arreglan muy bien. Cincuenta años de observaciones no mostraron signos obvios de que a los híbridos les vaya peor que a sus contrapartes. A algunos incluso les va mejor de lo esperado: los babuinos que llevan más ADN anubis en su genoma maduran más rápido y forman vínculos sociales más fuertes, y los machos tienen más éxito en ganar parejas. Pero nuevos hallazgos genéticos sugieren que las apariencias pueden ser engañosas.

Alto grado de mezcla genética

La investigación arroja luz sobre cómo se mantiene la diversidad de especies en la Tierra incluso cuando las líneas genéticas entre las especies son borrosas, dijo la profesora de la Universidad de Duke Jenny Tung, quien dirigió el proyecto con sus estudiantes de doctorado Tauras Vilgalys y Arielle Fogel. El apareamiento entre especies es sorprendentemente común en los animales, dijo Fogel. Alrededor del 20 al 30 por ciento de los simios, monos y otras especies de primates se cruzan y mezclan sus genes con otros. Incluso los humanos modernos llevan consigo una mezcla de genes de parientes ahora extintos. Hasta el dos al cinco por ciento del ADN en nuestros genomas apunta a la hibridación pasada con los neandertales y los denisovanos, antiguos homínidos que nuestros antepasados encontraron y con los que se aparearon cuando emigraron de África. Esos enlaces dejaron un legado genético que aún persiste hoy en día, afectando nuestro riesgo de depresión, coágulos de sangre, incluso adicción al tabaco o complicaciones por Covid-19.

Los investigadores querían comprender los posibles costos y beneficios de esta mezcla genética en primates, incluidos los humanos. Pero los humanos modernos dejaron de cruzarse con otros homínidos hace decenas de miles de años, cuando todas las especies menos una, la nuestra, se extinguieron. Los babuinos salvajes de Amboseli, sin embargo, permiten estudiar la hibridación de primates que aún está en curso. Los investigadores analizaron los genomas de unos 440 babuinos Amboseli que abarcan nueve generaciones, en busca de fragmentos de ADN que pueden haber sido heredados de inmigrantes anubis. Descubrieron que todos los babuinos en la región de Amboseli en Kenia hoy en día son una mezcla, con ADN anubis que constituye aproximadamente el 37 por ciento de sus genomas en promedio. Algunos tienen ascendencia anubis debido al mestizaje que ocurrió bastante recientemente, dentro de las últimas siete generaciones. Pero para casi la mitad de ellos la mezcla ocurrió más atrás, hace cientos o miles de generaciones.

Efecto sobre la regulación génica

Durante ese tiempo, los datos muestran que ciertos fragmentos de ADN anubis tuvieron un costo para los híbridos que los heredaron, afectando su supervivencia y reproducción de tal manera que es menos probable que estos genes aparezcan en los genomas de sus descendientes hoy en día, dijo Vilgalys, ahora becario postdoctoral en la Universidad de Chicago. Sus resultados están en línea con la investigación genética en humanos, lo que sugiere que nuestros primeros antepasados también pagaron un precio por la hibridación, pero que es difícil de extraer de la limitada evidencia fósil y de ADN aún disponible. Los investigadores dicen que los babuinos de Amboseli ofrecen pistas sobre los costos de la hibridación. Usando la secuenciación de ARN para medir la actividad de los genes en las células sanguíneas de los babuinos, los investigadores encontraron que la selección natural es más propensa a eliminar trozos de ADN prestado que actúan como interruptores, activando y desactivando otros genes.

"El siguiente paso", dijo Fogel, "es precisar con mayor precisión lo que finalmente está afectando la capacidad de estos babuinos híbridos para sobrevivir y reproducirse". Los datos genómicos permiten a los investigadores mirar hacia atrás muchas más generaciones y estudiar procesos históricos que no se pueden ver directamente en el campo, "Pero es necesario mirar a los propios animales para comprender lo que realmente significan los cambios genéticos", explicó Tung, ahora en el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Alemania. "Se necesita tanto trabajo de campo como genética para obtener toda la historia. No estamos diciendo que el caso de los babuinos sea equivalente al caso de los neandertales, los denisovanos y los humanos. Pero el caso del babuino deja en claro que la evidencia genómica de los costos de la hibridación puede ser consistente con los animales que no solo sobreviven, sino que a menudo prosperan".