El largo y solitario viaje genético de los rinocerontes

La relación entre las cinco especies de rinocerontes que quedan vivas en el mundo es una pregunta que se remonta a la época de Darwin. Una de las razones por las que ha sido difícil encontrar respuestas es que la mayoría de los rinocerontes se extinguieron antes del Pleistoceno. Ahora, en un trabajo publicado este martes en la revista Cell, un equipo de investigadores ha ayudado a llenar los vacíos en el árbol genealógico evolutivo del rinoceronte al analizar los genomas de las cinco especies vivas junto con los genomas de tres especies antiguas y extintas.

Los hallazgos muestran que la división más antigua separó los linajes africanos y euroasiáticos hace unos 16 millones de años. Los autores también encuentran que, mientras que las poblaciones de rinocerontes en retroceso hoy tienen menor diversidad genética y más endogamia que en el pasado, los rinocerontes históricamente han tenido niveles muy bajos de diversidad genética.

Rinocerontes poco diversos

“Ahora podemos demostrar que la rama principal del árbol de la vida de los rinocerontes se encuentra entre las regiones geográficas, África contra Eurasia, y no entre los rinocerontes que tienen uno contra dos cuernos”, asegura Love Dalén, del Centro de Paleogenética y el Museo Sueco de Historia Natural. “El segundo hallazgo importante es que todos los rinocerontes, incluso los extintos, tienen una diversidad genética comparativamente baja. Hasta cierto punto, esto significa que la baja diversidad genética que vemos en los rinocerontes actuales, que están en peligro de extinción, es en parte una consecuencia de su biología.

“Las ocho especies generalmente mostraron una disminución continua pero lenta en el tamaño de la población durante los últimos dos millones de años, o tamaños de población continuamente pequeños durante períodos de tiempo prolongados”, explica Mick Westbury, investigador de la Universidad de Copenhague, en Dinamarca. "Los tamaños de población continuamente bajos pueden indicar que los rinocerontes en general están adaptados a bajos niveles de diversidad".

Mutaciones deletéreas

Esta noción es consistente con una aparente falta de mutaciones deletéreas (perjudiciales) acumuladas en los rinocerontes en las últimas décadas. Westbury dice que los rinocerontes pueden haber eliminado mutaciones deletéreas en los últimos 100 años, lo que les permite permanecer relativamente sanos, a pesar de la baja diversidad genética.

El nuevo estudio se inspiró en una reunión científica. Dalén y Tom Gilbert, de la Universidad de Copenhague, habían estado trabajando por separado en diferentes especies de rinocerontes. Se dieron cuenta de que si unían fuerzas, junto con colegas de todo el mundo, podrían hacer un estudio comparativo de todos los rinocerontes vivos junto con las tres especies que se extinguieron durante la última Edad de Hielo.

Hubo algunos desafíos que superar, dice Shanlin Liu, de la Universidad Agrícola de China, en Beijing. “Cuando decidimos reunir todos los datos de los rinocerontes y realizar un estudio de genómica comparativa, también enfrentamos el problema de los 'macrodatos'”, asegura.

El impacto de la caza

Los datos del genoma representan diferentes tipos de datos, en parte debido a la inclusión de ADN tanto moderno como antiguo. El equipo tuvo que desarrollar nuevas herramientas de análisis para tener en cuenta esas diferencias. Los nuevos enfoques y herramientas que desarrollaron ahora pueden aplicarse a estudios en otros grupos taxonómicos.

Dalén dice que los hallazgos son "en parte buenas noticias y en parte no". Parece que los bajos niveles de diversidad genética en los rinocerontes son parte de su historia a largo plazo y no han provocado un aumento de los problemas de salud relacionados con la endogamia y las mutaciones que causan enfermedades.

"La reciente disminución de la población causada por la caza y la destrucción del hábitat ha tenido un impacto en los genomas”

"Sin embargo, también encontramos que los rinocerontes actuales tienen una menor diversidad genética y niveles más altos de endogamia, en comparación con nuestros genomas de rinoceronte históricos y prehistóricos", dice. “Esto sugiere que la reciente disminución de la población causada por la caza y la destrucción del hábitat ha tenido un impacto en los genomas. Esto no es bueno, ya que la baja diversidad genética y la alta endogamia pueden aumentar el riesgo de extinción de las especies actuales ”.

Mejorar la conservación

Los hallazgos también tienen algunas implicaciones prácticas para la conservación del rinoceronte, dicen los investigadores. "Ahora sabemos que la baja diversidad que vemos en los individuos contemporáneos puede no ser indicativa de una incapacidad para recuperarse, sino de un estado natural del rinoceronte", dice Westbury. "Podemos orientar mejor los programas de recuperación para que se centren en aumentar el tamaño de la población en lugar de diversidad genética individual".

El equipo espera que los nuevos hallazgos sean útiles para el estudio continuo de los rinocerontes y su conservación. Dalén informa que su equipo ahora está trabajando en un estudio más profundo del extinto rinoceronte lanudo. Mientras tanto, Westbury participa en la comparación de los genomas de rinocerontes negros africanos muestreados antes de la reciente disminución del tamaño de la población con los de los individuos contemporáneos.

"Esperamos que esto proporcione un marco para comprender mejor de dónde pueden haber surgido las poblaciones translocadas, cambios directos en la diversidad genética y si alguna población puede haberse perdido para siempre debido a los humanos", dijo Westbury.

Referencia: Ancient and modern genomes unravel the evolutionary history of the rhinoceros family (Cell) DOI 10.1016/j.cell.2021.07.032