Importantes fuentes de diversidad genética se concentran principalmente en genes relacionados con la inmunidad y el olfato
Si buscas información sobre especies invasoras en un libro de texto, es muy probable que encuentres una imagen de una serpiente arbórea marrón (Boiga irregularis). Originaria de Australia y el Pacífico Sur, esta serpiente llegó a Guam en algún momento después de la Segunda Guerra Mundial, posiblemente escondida a bordo de aviones de carga.
Desde entonces, las serpientes han provocado la extinción local de muchas aves forestales autóctonas de la isla y han causado cientos de apagones cada año al trepar por los postes eléctricos. En algunas zonas del territorio estadounidense, alcanzan densidades de hasta 30.000 ejemplares por milla cuadrada (11.600 por kilómetro cuadrado).
La magnitud de la invasión ha desconcertado a los biólogos, dado que inicialmente solo se introdujo un pequeño número de serpientes arbóreas. La endogamia debería haber limitado su capacidad de adaptación a un nuevo entorno y ralentizado el crecimiento de la población.
Pero resulta que las serpientes arbóreas marrones tienen más diversidad genética de lo que parece a simple vista, según un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Buffalo.
Investigadores de la Universidad de Buffalo (UB) y del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) utilizaron avanzada tecnología de secuenciación de lectura larga para revelar miles de variantes estructurales en el genoma de la especie. Estas variantes, que incluyen duplicaciones, deleciones y reordenamientos del ADN, se concentran principalmente en genes relacionados con la inmunidad y el olfato.
Esta diversidad genética, hasta ahora desconocida, podría ayudar a explicar cómo una población fundada por tan solo un puñado de serpientes pudo prosperar a pesar de un severo cuello de botella genético.
"Puede que la serpiente arbórea marrón no sea tremendamente diversa, pero posee importantes fuentes de diversidad genética que no se han valorado lo suficiente", afirma el autor principal del estudio, Trevor Krabbenhoft, doctor y profesor asociado del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Buffalo.
Estos hallazgos pueden resultar una mala noticia para las agencias que han dedicado décadas a intentar controlar en Guam la población de la serpiente arborícola marrón, pero podrían ofrecer un alentador mensaje para los esfuerzos de conservación.
"Es posible que las especies en peligro de extinción tengan más flexibilidad en sus genes de lo que creemos", afirma el primer autor, Christopher Osborne, doctor en filosofía, antiguo estudiante de doctorado en el laboratorio de Krabbenhoft y ahora biólogo acuático en la Universidad Estatal de Nueva York en Oswego. "Ahora estamos comprendiendo mejor las fuentes de diversidad genética que antes no se valoraban lo suficiente y que podrían explicar cómo algunas especies endogámicas aún pueden responder a su entorno".
Imagen: La serpiente arborícola marrón (Boiga irregularis) es una especie invasora originaria de Australia, pero llegó a Guam accidentalmente en cargamentos importados. Crédito: USGS
La secuenciación de lectura larga permite leer el genoma de principio a fin
Gran parte de nuestro conocimiento sobre la diversidad genética proviene del análisis de cambios en pares de bases individuales del ADN, como el cambio de una adenina (A) a una guanina (G) o de una timina (T) a una citosina (C). Esto se debe a que las primeras tecnologías de secuenciación de ADN solo podían revelar esos cambios.
Pero la secuenciación de lectura larga permite caracterizar fragmentos de ADN mucho más extensos, revelando variantes estructurales que pueden afectar a 50 pares de bases o más. De hecho, las variantes estructurales afectan a casi ocho veces más partes del genoma en general que los cambios de un solo par de bases.
"Es como mirar fragmentos de dos libros letra por letra con una lupa y pensar que son iguales, sin darse cuenta de que párrafos enteros se han movido o duplicado. La tecnología de secuenciación anterior no nos permitía ver fácilmente que el ADN de un individuo podría estar en un lugar completamente diferente del cromosoma que el de otro", dice Levi Gray, doctor e investigador postdoctoral en el laboratorio de Krabbenhoft.
"La forma en que definimos la diversidad genética y cómo la medimos está condicionada en gran medida por la tecnología actual".
Imagen derecha: Ensamblaje del genoma y determinación de la fase de haplotipos para B. irregularis. Crédito: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aed3656.
Miles de cambios ocultos en el ADN
Gray ya había estudiado el problema de la serpiente arbórea marrón en Guam mientras trabajaba para el USGS. Gracias a esa colaboración, los investigadores recibieron muestras de ADN del Equipo de Respuesta Rápida (RRT) del USGS para la serpiente arbórea marrón, cuyo objetivo es prevenir la propagación de esta especie en Estados Unidos y sus territorios.
Tras analizar el ADN en el laboratorio de Krabbenhoft, el equipo descubrió que el genoma de la serpiente arbórea marrón tiene más de 19.000 variantes estructurales, o aproximadamente 19.000 ubicaciones en el genoma donde los segmentos de ADN difieren debido a duplicaciones, deleciones o reordenamientos.
Estas variantes no estaban distribuidas al azar, sino que estaban enriquecidas en genes relacionados con la inmunidad y la olfacción, o el sentido del olfato.
Las serpientes arbóreas marrones dependen en gran medida del olfato: utilizan sus lenguas bífidas para detectar señales químicas en el aire y localizar a sus presas. Su gran diversidad de genes olfativos podría ayudar a explicar por qué se sabe que las serpientes arbóreas marrones se alimentan de otras serpientes en sus hábitats naturales, pero hay poca evidencia de que lo hagan en Guam.
"El agudo sentido del olfato de las serpientes podría permitirles reconocerse entre sí como si fueran hermanos —sobre todo teniendo en cuenta los altos niveles de endogamia—, en lugar de como presas", afirma Gray.
Imagen derecha: Imagen: Serpiente arborícola marrón (Boiga irregularis)
Una incógnita sobre su origen
Aún no está claro si las variantes estructurales de las serpientes surgieron antes o después de su introducción en Guam. Los cambios genómicos a gran escala suelen acumularse a lo largo de muchas generaciones, pero algunos estudios sugieren que severos cuellos de botella poblacionales pueden acelerar la formación de variantes estructurales.
"¿Es posible que parte de esta diversidad surgiera después de la invasión? Lo es, pero tendríamos que secuenciar las serpientes de las poblaciones nativas para estar seguros", dice Gray.
El estudio se ha publicado en Science Advances: Genomic structural variation rescues a classic biological invader from a population bottleneck
