Lo que los osos polares nos enseñan sobre la hibridación humana

El análisis de un antiguo genoma de oso polar sugiere que las poblaciones de osos polares recibieron infusión de ADN de osos pardos a través de cruzamiento. Según estos resultados, publicados en la revistas PNAS, durante los períodos cálidos de la época del Pleistoceno, en los que la cantidad de hielo del Ártico se redujo, el rango de osos polares y osos pardos se habría superpuesto, lo que permitió que las especies se cruzaran. 

Para descubrir si los osos polares modernos fueron formados por ese mestizaje y cómo, Kalle Leppälä, Luis Herrera-Estrella, Charlotte Lindqvist y sus colegas volvieron a secuenciar el genoma de una mandíbula de oso polar de 115.000 a 130.000 años de antigüedad encontrada en el archipiélago de Svalbard. 

Los autores compararon este genoma antiguo con los genomas modernos del oso polar y pardo y concluyen que es probable que los rangos de los antepasados de los osos modernos se hayan superpuesto con los del antiguo oso polar. 

Osos en el cuello de botella

A partir de la estimación de tamaños efectivos de población, los autores determinaron que los osos pardos y los osos polares probablemente divergieron como especies distintas hace aproximadamente 1,6 millones de años. 

El análisis de mezcla, que puede explicar el flujo continuo de genes después de la divergencia, mostró que la dirección predominante del flujo de genes era de osos pardos a osos polares. Una mayor diversidad genética en el genoma del oso polar antiguo en comparación con el linaje del oso polar moderno sugiere un cuello de botella genético prolongado entre las poblaciones modernas de osos polares. 

Según los autores, los resultados subrayan la pérdida de diversidad genética durante la evolución del oso polar

Según los autores, los resultados subrayan la pérdida de diversidad genética durante la evolución del oso polar, especialmente cuando las poblaciones se enfrentan a amenazas cada vez mayores relacionadas con el clima. El trabajo también mostró que la dirección predominante del flujo de genes era de osos pardos a osos polares. 

Una lección sobre nosotros 

De manera indirecta, el nuevo estudio indica que en lugar de simples eventos de división, las historias de las especies de osos polares y pardos, como las de los humanos, esconden historias intrincadas de divergencia y mestizaje.

Convertirse en especies separadas no impidió por completo que estos animales se aparearan entre sí. Los científicos saben esto desde hace algún tiempo, pero la nueva investigación aporta datos que permite ir más allá en las interpretaciones.

“Lo que sucedió con los osos es un claro análogo a lo que estamos aprendiendo sobre la evolución humana"

“La formación y mantenimiento de especies puede ser un proceso complicado”, apunta Charlotte Lindqvist. “Lo que sucedió con los osos polares y los osos pardos es un claro análogo a lo que estamos aprendiendo sobre la evolución humana: que la división de especies puede ser incompleta. A medida que se han recuperado más y más genomas antiguos de poblaciones humanas antiguas, incluidos los neandertales y los denisovanos, estamos viendo que hubo una mezcla genética multidireccional a medida que diferentes grupos de humanos arcaicos se aparearon con ancestros de humanos modernos. Los osos polares y los osos pardos son otro sistema en el que se ve que esto sucede”.

"Encontramos evidencia de mestizaje entre osos polares y osos pardos que es anterior a un antiguo oso polar que estudiamos", añade la investigadora. “Y, además, nuestros resultados demuestran una historia evolutiva complicada y entrelazada entre los osos pardos y polares, con la dirección principal del flujo de genes que va de los osos pardos a los osos polares. Esto invierte una hipótesis sugerida por otros investigadores de que el flujo de genes ha sido unidireccional y ha entrado en los osos pardos alrededor del pico de la última edad de hielo”.

Un proceso complicado

Como explica Lindqvist, los científicos alguna vez pensaron que los humanos modernos y los neandertales simplemente se dividieron en especies separadas después de evolucionar a partir de un ancestro común. Luego, los investigadores encontraron ADN neandertal en personas euroasiáticas modernas, lo que implica que las poblaciones humanas modernas recibieron una afluencia de genes de los neandertales en algún momento de su historia evolutiva compartida, dice la coautora del estudio.

Solo más tarde los científicos se dieron cuenta de que esta mezcla genética también complementaba a las poblaciones neandertales con genes humanos modernos, agrega Lindqvist. En otras palabras, el mestizaje puede ser complejo, no necesariamente una calle de sentido único, dice ella.

El nuevo estudio sobre osos revela una historia notablemente similar: el análisis encuentra evidencia de hibridación tanto en el genoma del oso polar como en el del oso pardo, y los osos polares en particular tienen una fuerte firma de una afluencia de ADN de los osos pardos, dicen los investigadores. Investigaciones anteriores propusieron solo el patrón inverso, dice Lindqvist.

“Es emocionante cómo el ADN puede ayudar a revelar la historia de la vida antigua”, añade Kalle Leppälä. “La dirección del flujo de genes es más difícil de determinar que simplemente su presencia, pero estos patrones son vitales para comprender cómo las adaptaciones pasadas se han transferido entre las especies para dar a los animales modernos sus características actuales”.

“Los osos no proporcionan historias simples de especiación más de lo que lo ha hecho la evolución humana”

"La genómica de poblaciones es una caja de herramientas cada vez más poderosa para estudiar la evolución de las plantas y los animales y los efectos de la actividad humana y el cambio climático en las especies en peligro de extinción", sostiene Herrera-Estrella. “Los osos no proporcionan historias simples de especiación más de lo que lo ha hecho la evolución humana. Esta nueva investigación genómica sugiere que los grupos de especies de mamíferos pueden ocultar historias evolutivas complicadas”.

Lecciones para el cambio climático

El concepto de osos polares adaptados al Ártico que capturan material genético de osos pardos, que están adaptados a la vida en latitudes más bajas, es también uno de varios hallazgos de posible interés para los científicos preocupados por los impactos del cambio climático en las especies amenazadas.

A medida que el mundo se calienta y el hielo marino del Ártico disminuye, los osos polares y los osos pardos pueden encontrarse con más frecuencia en lugares donde sus áreas de distribución se superponen. Esto hace que su historia evolutiva compartida sea un tema de estudio particularmente intrigante, según Lindqvist.

Referencia: Insights into bear evolution from a Pleistocene polar bear genome (PNAS)