La hibridación puede tener consecuencias para la supervivencia de las especies
Las tortugas marinas han existido desde que los dinosaurios vagaban por la Tierra, desde hace unos 110 millones de años. Sin embargo, ahora su existencia está en riesgo, con seis de las siete especies de hoy clasificadas como amenazadas o en peligro de extinción.
Si bien se están realizando esfuerzos para proteger a las tortugas, parte del rompecabezas que requiere más conocimiento tiene que ver con los efectos del apareamiento o hibridación entre especies, particularmente entre tortugas carey (Eretmochelys imbricata) y tortugas bobas (Caretta caretta) en una zona de Brasil.
Se ha observado hibridación en cinco de las especies existentes en el mundo, pero gran parte de esto se ha producido en niveles bajos. Sin embargo, en el estado de Bahía, en el noreste de Brasil, el análisis genético ha descubierto que entre el 30 y el 40% de las tortugas carey hembras en algunos sitios de anidación son, de hecho, híbridos de primera generación resultantes del cruzamiento con tortugas bobas.
Estos híbridos pueden producir descendientes viables de segunda generación mediante el cruzamiento o "retrocruzamiento" con miembros de cualquiera de las especies parentales.
Comprender por qué sucede esto puede ser importante para informar los esfuerzos de conservación porque la hibridación puede tener consecuencias para la supervivencia de las especies. También podría arrojar una intrigante luz sobre el potencial papel que juega la hibridación en la evolución a largo plazo, dado que se estima que las tortugas carey y las tortugas bobas han divergido genéticamente hace 30 millones de años.
"No se ve mucho en el reino animal, especies que han divergido hace tanto tiempo y aún son capaces de hibridar", dijo la Dra. Sibelle Torres Vilaça, genetista de poblaciones de la Universidad de Ferrara en Italia. "Hay una pregunta interesante evolutivamente allí: ¿qué sucede cuando se reencuentran estos genomas?"
Algunos casos de hibridación de tortugas involucran cruces entre especies que divergieron hace más de 60 millones de años, lo cual es muy inusual. "Si piensas en primates, sería algo así como la hibridación de humanos y lémures", dijo la Dra. Vilaça.
Hibridación
La Dra. Vilaça está investigando las causas de esta hibridación y sus implicaciones en el proyecto TurtleHyb.
Ella dice que el mestizaje se ve favorecido en Bahía por las temporadas de anidación superpuestas de tortugas carey y tortugas bobas. Teniendo en cuenta que las dos especies maduran entre los 20 y los 40 años, mientras que hasta ahora se han observado dos generaciones híbridas, su equipo cree que el cruzamiento de alta frecuencia comenzó antes de 1980.
El período siguiente coincidió con la disminución de la población de muchas tortugas, a través de actividades que incluyeron la explotación de huevos y carne, la urbanización costera y la contaminación. El cambio climático plantea nuevas amenazas, aunque más recientemente se han observado signos de aumento de la población a raíz de las iniciativas de conservación.
Si bien los impulsores específicos de esta hibridación siguen siendo desconocidos por ahora, la Dra. Vilaça dice que una posibilidad es que la disminución de la población haya significado un número limitado de parejas de su propia especie para la tortuga carey, la especie menos numerosa en Bahía, y relativamente más encuentros con la tortuga boba.
El repetido mestizaje podría afectar las perspectivas reproductivas y de supervivencia de las futuras poblaciones, dice la Dra. Vilaça. Ella señala que aún no se han observado ni adultos de segunda generación ni híbridos de tercera generación, lo que tal vez sugiera una 'ruptura híbrida' en esta etapa que afecta su viabilidad, debido a la recombinación de genes en especies tan distantes.
Pero esa no es la única posibilidad de ausencia de adultos de segunda generación, dice la Dra. Vilaça. "No sabemos si se trata de un evento de hibridación que es tan reciente que aún no los hemos visto, o si existe algún tipo de incompatibilidad genómica que significa que, por alguna razón, estos retrocruzamientos no sobreviven hasta la edad adulta", dijo.
Esperanza de vida
La larga vida útil de las tortugas marinas, a menudo estimada en 50 años o más, dificulta la observación de estos procesos a largo plazo, al igual que los animales que pasan gran parte de su vida en el mar.
Para ayudar a superar estos obstáculos, TurtleHyb está llevando a cabo un análisis de los genomas completos de las dos especies y de los individuos híbridos, con el objetivo de inferir posibles futuras consecuencias al dilucidar los eventos de hibridación en el pasado distante y sus efectos en cadena.
La Dra. Vilaça explica que los estudios anteriores se han centrado a menudo en el análisis del ADN mitocondrial o la información genética transmitida de la madre a la descendencia. Si bien este es más fácil de obtener y secuenciar que el ADN nuclear heredado de ambos padres, solo cuenta una parte de la historia.
Pero TurtleHyb está analizando ambos tipos de ADN, con la ayuda de los recientes avances y la más asequible secuenciación de próxima generación. "A partir del genoma nuclear, podemos inferir si un híbrido es un F1 (primera generación) o un retrocruzamiento; también podemos contar la historia de eventos de hibridación más antiguos y buscar genes que podrían haber sido heredados de ellos", dijo la Dra. Vilaça.
Esto podría arrojar luz sobre si la hibridación ha sido un evento recurrente en la historia de las tortugas, así como si realmente ha conferido alguna ventaja de supervivencia a través de la importación de genes beneficiosos. El equipo de la Dra. Vilaça, que espera publicar pronto algunos resultados sobre esto, también está analizando cuánto podrían haber contribuido a su genoma los eventos de hibridación en la historia antigua de las tortugas.
Mientras tanto, la investigación puede tener implicaciones para comprender la hibridación en otros animales, en particular otras tortugas y especies marinas que pueden viajar largas distancias. "Pueden dispersarse mucho y migrar entre océanos ... tienes todos estos posibles lugares donde pueden encontrarse", dijo, señalando estudios que se refieren a la hibridación entre ballenas.
Además, podría sugerir adaptaciones especiales que podrían desarrollar los animales marinos para ayudarlos a permanecer como especies separadas en un entorno tan fluido.
El profesor Marc Girondot, ecologista de la Universidad Paris-Saclay en Francia, dice que los híbridos de tortuga pueden ser una "marca de un cambio profundo del medio ambiente". Sin embargo, dice, tampoco está claro qué tan prevalente fue la hibridación en el pasado, por lo que más investigación puede ayudar a determinar qué parte del proceso es un cambio "normal" y cuánto es causado por las presiones humanas.
Consecuencias
La Dra. Camila Mazzoni, investigadora de genómica evolutiva y de conservación en el Instituto Leibniz para la Investigación de Zoológicos y Vida Silvestre en Alemania, que previamente ha colaborado con la Dra. Vilaça, dijo que es necesario averiguar más sobre si la hibridación entre las tortugas carey y las tortugas bobas planteará problemas a largo plazo porque puede ser algo que tenga consecuencias dentro de décadas o de un siglo.
"Si está localizado, podría no ser un gran problema y podría haber formas de mitigarlo. Pero si tiene más y más híbridos masculinos, y comienzan a alejarse de su lugar de nacimiento con el tiempo, entonces (se está) propagando".
De hecho, un reciente trabajo sobre ADN mitocondrial y marcadores genéticos que llevó a cabo en el archipiélago de Abrolhos a 70 kilómetros de la costa de Bahía, donde también se cruzan tortugas carey y tortugas bobas, sugirió que los híbridos estaban en desventaja reproductiva, con solo una cuarta parte de sus huevos produciendo crías vivas, en comparación con más de la mitad de las razas puras.
La Dra. Mazzoni enfatiza que estos son hallazgos tempranos que no pueden brindar información genética histórica detallada, por lo que se necesita un análisis del genoma completo para proporcionar más información. No obstante, sugiere que este caso de hibridación parece poco probable que sea beneficioso a primera vista, dada la gran cantidad de tiempo transcurrido desde que divergieron las dos especies.
Al mismo tiempo, señala que las tortugas han evolucionado más lentamente que muchos otros vertebrados, por lo que son potencialmente compatibles durante mucho más tiempo. "Entonces, ¿quién sabe? Tal vez sean el caso especial de que incluso si están muy alejadas, todavía pueden importar algo de las otras especies y tener algunos beneficios".
Sin embargo, un gran desafío es comprender mejor los movimientos y el comportamiento de los machos, dice. Aunque las tortugas hembras regresan a su playa de nacimiento para poner huevos, los machos permanecen en el mar toda su vida, lo que dificulta recolectar muestras y rastrearlas, aunque se están descubriendo más indirectamente a través de análisis de ADN nuclear de hembras.
Hembras
Aunque no se centra en los híbridos, el Dr. Michael Jensen, biólogo marino de la Universidad de Aalborg en Dinamarca, que también dirigirá un próximo proyecto llamado SeaTGen, está tratando de averiguar más sobre el comportamiento de los machos de tortugas verdes en el suroeste del Océano Índico, así como analizar las poblaciones en general para ayudar a su conservación.
Una razón importante para averiguar más sobre los machos se refleja en su investigación sobre la Gran Barrera de Coral, que ha revelado sitios de anidación que producen casi todas las crías hembras. Eso podría tener implicaciones sobre cómo se verán afectadas las tortugas por el cambio climático, porque las temperaturas de incubación más altas de los huevos producen más hembras. "¿Habrá en el futuro suficientes tortugas machos para que las hembras se apareen?" pregunta el Dr. Jensen.
En SeaTGen, la investigación se llevará a cabo analizando el ADN tanto nuclear como mitocondrial, así como utilizando telemetría satelital y modelos oceánicos, lo que ayudará a comprender cómo las poblaciones de tortugas pueden estar vinculadas genéticamente a través de patrones de apareamiento.
"Podremos obtener una imagen más completa de cómo están conectadas estas poblaciones, algo que rara vez se hace con las tortugas marinas", dijo el Dr. Jensen. "Podremos observar las rutas de migración y factores como las corrientes oceánicas y las temperaturas de la superficie del mar que afectan la forma en que se mezclan las poblaciones de tortugas en las áreas de alimentación".
Estos métodos son prometedores para obtener una mejor comprensión sobre cómo conservar las tortugas, junto con otros factores que pueden agotar las poblaciones, como la hibridación, dijo.
"Cuando podemos vincular con precisión tortugas, o cualquier especie, muestreada fuera de las playas de anidación con el origen de su población, creamos una herramienta que es increíblemente poderosa para evaluar las amenazas a las poblaciones de tortugas marinas, incluso si las amenazas ocurren lejos de las playas de anidación".
La investigación se ha publicado en línea en Horizon: The EU Research & Innovation Magazine: The curious case of northeast Brazil’s cross-breeding sea turtles
