aunque las palomas pasajeras fueron víctimas de cazadores humanos, todavía no entendemos con precisión cómo una especie puede declinar de miles de millones a ninguna en un período de cincuenta años. ¿Puede la genética darnos alguna pista útil?
las palomas mensajeras (Ectopistes migratorius), especímenes de museo. (doi: 10.1126 / science.aao0960)
doi: 10.1126 / science.,aao0960
en cuanto a las extinciones, la extinción de la paloma mensajera es verdaderamente un logro humano estupendo, sin precedentes en la historia registrada: gracias a nuestra inclinación por la matanza implacable combinada con la destrucción del hábitat a gran escala, la población de estas aves icónicas se estrelló de miles de millones a cero en solo cincuenta años. Pero, ¿cómo podrían estas aves declinar tan rápidamente? Seguramente, la gente no asesinar a cada uno de ellos, ¿no? ¿No deberían las poblaciones increíblemente enormes y extendidas proteger a una especie de la extinción? ¿Por qué algunas palomas no sobrevivieron en áreas remotas?,
el misterio se profundiza
en un estudio publicado en 2014, los investigadores buscaron comprender cómo una especie tan abundante podría ser conducida a la extinción, particularmente porque muchos científicos han estimado que las palomas pasajeras eran, posiblemente, la especie de ave más poblada del planeta, nunca. A pesar de su enorme población, el estudio de 2014 indicó que las palomas pasajeras tenían mucha menos diversidad genética de la esperada. Los autores de ese estudio sugirieron que las palomas pasajeras no siempre eran superabundantes (ref; leer más).,
el análisis de los investigadores sugirió que el número de palomas pasajeras había explotado recientemente (similar a la explosión actual de la población humana), o su población fluctuó naturalmente mil veces o más en períodos de tiempo cortos (este patrón de población se ve en varias especies de brotes, como langostas de la peste Australiana, chortoicetes terminifera, o lemmings, Lemmus lemmus.)., Sobre la base de sus hallazgos, los autores del estudio de 2014 concluyeron que la paloma migratoria era una «especie de brote» y que sus choques periódicos de población creaban cuellos de botella genéticos que reducían la diversidad genética de los niveles esperados. También propusieron que la población de la paloma migratoria ya estaba en un declive natural cuando llegaron inmigrantes y colonos europeos y los empujaron al borde de la extinción.,
pero un nuevo estudio (ref) desafía esa conclusión: después de secuenciar y analizar cuatro genomas de Paloma pasajera y 41 genomas mitocondriales de individuos recolectados a lo largo del amplio rango de esta ave, los autores de este nuevo estudio confirmaron que sí, el genoma de la paloma pasajera tenía una diversidad sorprendentemente baja en comparación con el tamaño general de su población.
pero cuando los investigadores examinaron de cerca todo el genoma, encontraron que la diversidad genética variaba: algunas regiones del genoma tenían una diversidad muy baja, mientras que otras no. Esto fue inesperado., Los investigadores razonaron que, si la población de la paloma migratoria había estado fluctuando mil veces durante largos períodos de tiempo, entonces la diversidad genética en todas las regiones del genoma debería verse afectada por igual.
Además, descubrieron que la diversidad genética en el genoma mitocondrial no se correspondía con los datos genómicos., En cambio, el genoma mitocondrial de la paloma pasajera indicó que su población había estado estable durante los últimos 20.000 años, un período de tiempo que incluyó cambios climáticos dramáticos, como el final de la última edad de hielo en América del Norte, que es precisamente cuando se espera ver fluctuaciones de población.
Curiouser y curiouser
La Paloma pasajera, Ectopistes migratorius, eran hermosas aves de tamaño mediano que criaban a sus familias en enormes colonias sociales en todo el este de los Estados Unidos., Elegante y esbelta, esta especie fue construida para la velocidad, y vagaban libremente a través de vastas distancias (figura 1a).
Fig. 1A. Rango de palomas pasajeras y orígenes de la muestra rango de palomas pasajeras en el momento de Europa… contacto (rojo oscuro: rango de reproducción; rojo claro: rango completo) y rango actual de palomas de cola bandeada (púrpura), con el recuadro que muestra la ubicación de origen de las 41 muestras de palomas pasajeras analizadas aquí. Las ubicaciones de las cuatro muestras a partir de las cuales se generaron genomas nucleares se indican con una caja azul. (doi: 10.1126 / science.aao0960)
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el estilo de vida peregrino de la paloma pasajera fue capturado en su genoma, que no reveló ninguna estructura geográfica discernible que se observa típicamente en especies más sedentarias (figura 1B).
Fig. 1B. Paloma pasajera estimación del tamaño efectivo de la población (Ne) A partir de genomas mitocondriales…. Se infiere Ne (el sombreado azul indica el intervalo HPD del 95%) y filogenia mitocondrial a partir de un análisis coalescente Bayesiano. Los colores en el recuadro para (figura 1a) coinciden con la filogenia en (figura 1B)., La estructura de la filogenia no se correlaciona con la geografía, lo que es consistente con una ausencia de estructura geográfica de la población. (doi: 10.1126 / science.aao0960)
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Como mencioné, fue ampliamente aceptado que la población de palomas pasajeras sufrió enormes fluctuaciones periódicas que, a su vez, redujeron su diversidad genética general de los niveles esperados. Pero hay otra posible explicación para su inusual nivel de diversidad genética: la selección natural., Es concebible que el proceso de selección natural actuando sobre un gen en particular resultó en una pérdida de diversidad entre otros genes cercanos, o entre aquellos genes que de alguna manera están vinculados al gen seleccionado. Este fenómeno-donde un gen seleccionado afecta el destino de otros genes en su vecindario genómico-se conoce en la literatura como el» efecto de enganche » (ref).
un equipo de investigadores investigó la diversidad genética de la paloma pasajera y la comparó con el genoma de la paloma de cola bandeada, Patagioenas fasciata.,
aunque estas dos especies son parientes más cercanos entre sí y son ecológicamente similares, tienen una gran diferencia que fue especialmente importante para este estudio en particular: la población de la paloma de cola bandeada es mucho más pequeña que la de la paloma pasajera, y siempre lo ha sido.,
«la única diferencia entre ellos es realmente este tamaño de la población, por lo que podemos comenzar a indagar en cuáles podrían ser las consecuencias evolutivas de ser una población súper grande», dijo la bióloga molecular y coautora principal del estudio, Beth Shapiro, profesora en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de California, Santa Cruz.,
para hacer este trabajo, La Profesora Shapiro y sus colegas obtuvieron pequeñas muestras de tejido de las almohadillas de los dedos de los pies de especímenes de Paloma pasajera recolectados en todo el este de los Estados Unidos (figura 1a), que se encuentran en varias colecciones de museos. Usando esas muestras de tejido, el equipo de investigación extrajo los genomas nucleares o mitocondriales de palomas pasajeros individuales. Compararon los marcadores genéticos de la paloma pasajera con los de la paloma de cola bandeada.,
En base a sus análisis, la profesora Shapiro y sus colegas vieron que algunas porciones del genoma de la paloma pasajera tenían una alta diversidad genética, lo que indica que habían vivido como una población muy grande durante mucho tiempo (Figura 2).
Fig. 2. π a través de genomas de Paloma pasajera y Paloma de cola de banda. A) un histograma que describa la media π… para ventanas de 5 Mb a través de los genomas de Paloma pasajera (rojo) y Paloma de cola bandeada (azul). B) distribución Genómica de las estimaciones de pares individuales de π medio en ventanas de 5 Mb en los genomas de las dos especies., Cada comparación entre pares individuales y dentro de cada uno se representa como líneas rojas (28 comparaciones de palomas pasajeras) o azules (6 comparaciones de palomas de cola de banda). Los límites cromosómicos se indican como líneas discontinuas verticales. Los cromosomas están ordenados por su tamaño en el genoma del pollo. (doi: 10.1126 / science.aao0960)
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pero otras regiones del genoma de la paloma mensajera tenían un nivel de diversidad genética inferior al esperado (Figura 2), a pesar de ser «mutaciones neutras»., Las mutaciones neutrales no son beneficiosas ni perjudiciales, pero podrían servir como materia prima esencial para que la selección natural actúe en el futuro a medida que las aves se adapten a un paisaje cambiante. Por lo tanto, los autores concluyeron que el genoma de la paloma pasajera mostró un «efecto de enganche» de fuerte selección natural.
esto, argumentan los autores, se debe a la abundancia y tremenda movilidad de la paloma mensajera; esto permitió que las mutaciones beneficiosas se propagaran extremadamente rápidamente a través de toda la población, mientras que las mutaciones perjudiciales desaparecieron con la misma rapidez., Gracias a la fuerte selección natural en unos pocos genes beneficiosos, la diversidad de otros genes cercanos, que no eran ni beneficiosos ni perjudiciales, también se vio afectada consistent consistente con el modelo de «efecto de enganche».
Es imposible adaptarse al asesinato en masa
en retrospectiva, es obvio que la paloma mensajera no podía tolerar mucha caza ciertamente no el tipo de masacre intensa y consistente a la que fueron sometidos por inmigrantes y colonos europeos.,
«nuestro asesinato en masa a lo largo de décadas fue demasiado rápido para que la evolución siguiera el ritmo», dijo el profesor Shapiro.
«nuestro estudio muestra que las palomas pasajeras estaban sorprendentemente bien adaptadas para vivir en grandes poblaciones», explicó el profesor Shapiro en un correo electrónico. «En poblaciones grandes, la selección natural es altamente eficiente. Esto sugiere que si el ambiente hubiera cambiado lentamente (como puede haber ocurrido después del final de la última edad de hielo) podrían adaptarse a estos cambios (como lo hicieron al final de la última edad de hielo).,»
Sin embargo, en la década de 1800, el entorno de las palomas pasajeras cambió repentinamente debido a la caza.
«matamos a millones de palomas pasajeras en el transcurso de solo unas pocas generaciones de palomas pasajeras», dijo el profesor Shapiro en un correo electrónico. «No había tiempo para las palomas mensajeras para adaptarse a este nuevo entorno. No murieron porque tenían muy poca diversidad …, pero porque de repente se encontraron viviendo en un ambiente que era muy diferente al que estaban adaptados, aún siendo sobreexplotados por un depredador altamente capacitado, y ahora careciendo de medios eficientes para evolucionar en respuesta a este cambio ambiental.»
¿podemos aprender alguna lección práctica de este trágico evento de extinción? Ni este estudio ni el estudio de 2014 proporcionan información genética sobre el misterio de cómo la paloma pasajera se extinguió tan rápidamente., Por ejemplo, ninguna de las investigaciones publicadas hasta ahora ha descubierto cómo predecir cuántas palomas pasajeras podrían ser asesinadas antes de que toda la población colapse en la nada, para siempre. ¿Cuándo se cruzó esa línea?
la conservación es un trabajo complicado. Generalmente, los biólogos de conservación asumen que una gran población corresponde a una alta diversidad genética, y esto, presumiblemente, actúa como un amortiguador contra la extinción. Pero la paloma mensajera sirve como un poderoso ejemplo de advertencia de que esta suposición no es necesariamente cierta.,
«Hay más que debemos considerar cuando pensamos en una población en peligro que solo el tamaño de la población», coincidió el profesor Shapiro. Señaló que los esfuerzos de conservación exitosos pueden requerir una acción decisiva mucho antes de que la población de una especie determinada caiga por debajo de lo que creemos que es un nivel críticamente bajo.
«ahora pensamos en restaurar mediante la creación de parches de hábitat protegido», dijo el profesor Shapiro. «Pero no sabemos si la forma en que han evolucionado a lo largo de toda su historia significa que no son aptos para vivir en poblaciones pequeñas.,»
La Paloma pasajera probablemente no pudo sobrevivir en pequeñas poblaciones relictas. Su gran número fue probablemente una de sus estrategias de supervivencia más efectivas: ningún depredador podría matarlos a todos. Esta estrategia se observa en algunos insectos y otros animales, e incluso en algunas especies de vertebrados. Por ejemplo, el bacalao del Atlántico, Gadus morhua, sufrió un destino notablemente similar al de la paloma migratoria. Históricamente, estos peces vivieron en poblaciones extremadamente grandes a lo largo de los grandes bancos de Terranova hasta la década de 1990, cuando su número se estrelló debido a la exuberante sobrepesca., Aunque toda la pesca de la población de grandes bancos del bacalao del Atlántico Norte se detuvo hace más de 15 años, esa pesquería sigue disminuyendo y se prevé que se extinga dentro de 20 años (ref).
La genética es solo una parte de la historia. Sobre la base de informes históricos, estamos bastante seguros de que las palomas pasajeras se adaptaron al comportamiento para vivir en grandes comunidades.
«se sabe que colaboraron en la búsqueda de alimentos, y también colaboraron en la crianza de jóvenes», dijo la autora principal Gemma Murray, bióloga evolutiva de la UCSC., «este tipo de comportamientos son el tipo de cosas que podrían funcionar muy bien cuando el tamaño de la población es grande y denso. Pero cuando la caza tuvo un gran impacto en su población, y sus números disminuyeron enormemente en el siglo 19, tal vez esas cosas ya no funcionaron.,»
Los datos de la profesora Shapiro y sus colegas sugieren que la paloma mensajera carecía de los recursos genéticos necesarios para adaptar su fisiología y comportamiento lo suficientemente rápido como para vivir en pequeñas comunidades, y que provenía, al menos parcialmente, de una reducción en la diversidad genética que era necesaria para que eso sucediera. Esto se debió a un patrón de abuso generalizado y sistémico por parte de las personas.
«la extinción de la paloma pasajera fue evitable», comentó el profesor Shapiro. «Fue totalmente culpa nuestra., Cazamos y sobreexplotamos a este increíble animal, y deberíamos tratar de tener cuidado con lo que estamos haciendo hoy.»
Fuente:
También se cita:
paloma mensajera extinción: es complicado
¿por Qué La Paloma mensajera se Extinguieron? / @GrrlScientist
