Introgresión, divergencia ecológica y adaptación en las estrellas de mar Asterias
Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que dos especies de estrellas de mar a lo largo de las costas rocosas de Europa y América del Norte se cruzan en las frías aguas del Océano Atlántico Norte.
Ahora, según datos genómicos analizados recientemente, las estrellas de mar híbridas viven y prosperan, desde las costas de Nueva Inglaterra hasta las zonas marítimas canadienses.
Un estudio presenta evidencia genómica de hibridación entre dos especies de estrellas de mar estrechamente relacionadas: Asterias rubens, la estrella de mar común, y Asterias forbesi, conocida como la estrella de mar de Forbes.
"Es la primera evidencia de hibridación extensa en todo el genoma en una especie costera de importancia ecológica", dijo la co-autora Melina Giakoumis, candidata a doctorado con el programa Graduate Center's Biology y directora asociada del Instituto de Genómica Comparada del Museo Americano de Historia Natural.
Los biólogos se propusieron averiguar si las estrellas de mar se cruzaban en la naturaleza y, de ser así, qué factores ambientales influyeron en su aparición. Los investigadores tomaron muestras de ADN de ambas especies en 33 sitios en el Atlántico Norte y luego realizaron una secuenciación de ADN que incluyó muestras de Asterias amurensis, la estrella de mar del Pacífico Norte, utilizada como grupo de control.
A través de los datos genómicos, los científicos descubrieron que se había producido una hibridación generalizada entre las dos especies de estrellas de mar desde Cape Cod hasta Nueva Escocia.
Se demostró que las estrellas de mar tienen diferentes preferencias ambientales: A. forbesi tiene un limitado rango geográfico con adaptación a ambientes locales, y A. rubens tiene un rango más amplio que se extiende hasta Europa occidental. Estas preferencias también son evidentes en sus genomas, dijeron los investigadores.
Imagen: La estrella del mar común del Atlántico, Asterias rubens (izquierda). Estrella de mar Asterias forbesi (derecha)
Los modelos de distribución de especies del estudio predijeron con precisión la aparición de zonas híbridas donde estos rangos se superponían (el Golfo de Maine estaba en el centro de la hibridación), lo que sugiere que la selección ambiental jugó un importante papel en la preservación de las zonas híbridas. Además, los resultados indican que A. forbesi tiene una mayor tolerancia a temperaturas más cálidas, mientras que A. rubens prefiere hábitats más fríos y los híbridos se encuentran en áreas con temperaturas tolerables para ambas especies.
El estudio destaca la importancia ecológica de ambas estrellas de mar, consideradas "especies clave" con impactos significativos en las comunidades marinas circundantes. Cuando se las elimina de sus comunidades intermareales (las zonas costeras entre la marea alta y la baja), se ha demostrado que colapsa la diversidad entre esos ecosistemas completos, dijo Giakoumis.
"De este estudio surgen dos preguntas", dijo Michael Hickerson, profesor de biología del Centro de Graduados CUNY y del City College de Nueva York, y asesor de Giakoumis. "¿Se acelerará el movimiento de los híbridos para seguir los cambios en las temperaturas de la superficie del mar hasta el punto de que una especie reemplace a la otra? ¿O rescatarán a las dos especies al ser una fuente de combinaciones de genes que permitan una mayor resiliencia a los cambios climáticos debido a una mayor variación adaptativa?
"Dado que las estrellas de mar se comen preferentemente a los competidores dominantes, aportan estabilidad al ecosistema", explicó el biólogo. "Por lo tanto, es crucial estudiar estas especies para la conservación marina, ya que tienen efectos en cadena en el resto de la comunidad".
Giakoumis señala que el Golfo de Maine se está calentando más rápido que el 99% del océano global. "Nuestros resultados implican que la distribución de la variación genómica en las estrellas de mar del Atlántico norte está influenciada por el medio ambiente, lo que será crucial tener en cuenta a medida que cambie el clima", añade.
Se cree que la hibridación es común en la naturaleza, señala Giakoumis, y se ha observado con mayor frecuencia a medida que se amplían los datos genómicos. Como el primer estudio que ofrece pruebas de hibridación de todo el genoma en estas especies de estrellas de mar, la investigación respalda el trabajo de biólogos evolutivos y otros científicos que estudian la ecología intermareal, dijeron los autores, con posibles implicaciones para el manejo de la vida silvestre y la protección de las zonas intermareales en el Atlántico Norte.
El estudio se ha publicado en la revista Molecular Ecology: Evidence of introgression, ecological divergence and adaptation in Asterias sea stars
