La reinita de Bachman, un pájaro cantor que fue visto por última vez en América del Norte hace casi 40 años, era una especie distinta y no un híbrido de sus dos especies hermanas vivas, según un nuevo estudio en el que se encontraron los genomas completos de siete especímenes de museo del ave. secuenciado. Las comparaciones del genoma de la reinita de Bachman con las reinitas de alas doradas y azules también ayudaron a los investigadores a identificar un nuevo gen candidato involucrado en la pigmentación de las plumas en el grupo. Un artículo que describe el estudio, dirigido por investigadores de Penn State, destaca el papel crucial que las colecciones de los museos pueden desempeñar en la ciencia y aparece el 16 de junio de 2023 en la revista. Biología actual.
«La curruca de Bachman es el único pájaro cantor que se ha extinguido recientemente en América del Norte», dijo David Toews, profesor asistente de biología en la Facultad de Ciencias Eberly de Penn State y líder del equipo de investigación. «Es una de las tres especies del género Vermivora. Nuestro laboratorio estudia las dos especies vivas de este género, que se sabe que se aparean entre sí y producen descendencia híbrida».
Las currucas de alas doradas y de alas azules producen un espectro de híbridos, pero dos tipos distintos de crías híbridas, cada uno con una combinación única de la coloración de la especie progenitora, han sido el foco de atención de los observadores de aves y los ornitólogos. Esto se debe a que se pensaba que estos dos híbridos eran especies distintas, conocidos como curruca de Brewster y curruca de Lawrence, hasta que un estudio cuidadoso de los híbridos silvestres y, ahora, el análisis genético moderno ha confirmado sus orígenes híbridos. La curruca de Bachman extinta se asemeja a una de estas crías híbridas en coloración, por lo que hubo algunas dudas sobre si la curruca de Bachman era en sí misma una especie distinta o si también podría haber sido un híbrido.
El equipo de investigación recolectó siete especímenes de la curruca de Bachman de colecciones de museos y extrajo ADN de las puntas de los pies de las aves. Luego realizaron la secuenciación del genoma completo para comparar el genoma de la reinita de Bachman con los genomas existentes para las dos especies vivas del género.
«Nunca es fácil obtener ADN para la secuenciación de especímenes de museos», dijo Andrew Wood, el primer autor del artículo, quien era tecnólogo de investigación en el laboratorio de Toews en el momento de la investigación y ahora es investigador postdoctoral en la Universidad de Minnesota. «Estas aves se recolectaron hace más de cien años y no se conservaron de ninguna manera especial, pero pudimos extraer suficiente ADN para obtener secuencias genómicas comparables a las de las especies vivas».
Los genomas de las currucas de alas doradas y de alas azules son muy similares entre sí, excepto por algunas regiones que están involucradas en la determinación de los patrones de coloración de las plumas del ave. En comparación, el genoma de la reinita de Bachman era muy diferente, lo que indicó a los investigadores que, de hecho, era una especie distinta.
«Solo tenemos un tamaño de muestra pequeño para el genoma de la curruca de Bachman, pero uno de los hallazgos interesantes que vimos al comparar los siete especímenes fue que hubo largas ‘series de homocigosidad'», dijo Toews. «Estas son regiones del genoma donde las dos copias del genoma, una heredada de cada padre, son idénticas entre sí y es una indicación de que la población puede haber sido pequeña y hubo mucha endogamia. Vemos similares patrones en las especies vivas, por lo que comprender si esto podría haber contribuido a la extinción de la reinita de Bachman podría ayudarnos a comprender mejor la salud y la conservación de la población viva».
Los investigadores también compararon los genomas de las tres especies para buscar regiones del genoma que pudieran haber evolucionado de manera diferente en cada linaje. Estas diferencias pueden ser indicadores de que una región particular del genoma evolucionó a través de la selección natural para un rasgo particular o debido a otro proceso evolutivo. Tener el genoma de una tercera especie para comparar permitió a los investigadores identificar una región que contenía un nuevo gen candidato involucrado en la pigmentación de la curruca.
«Comenzamos este estudio porque estábamos interesados en aprender sobre la historia y la biología de la reinita de Bachman», dijo Woods. «Pero nuestros resultados también destacaron cómo podemos usar especies extintas para aprender sobre sus parientes vivos. Perdemos mucho contexto biológico y evolutivo a través del proceso de extinción y poder comparar la curruca de Bachman con las dos especies vivas nos permitió identificar un gen que de otro modo no habríamos encontrado. El contexto es crucial para comprender la biología. Las colecciones de historia natural nos permiten colocar nuevas observaciones en contextos que pueden haber desaparecido del mundo natural. Esto alimenta el descubrimiento y hace que los museos sean herramientas poderosas y poco apreciadas. «
Además de Toews y Wood, el equipo de investigación incluye a Zachary A. Szpiech, profesor asistente de biología en Penn State; Irby J. Lovette en el Laboratorio de Ornitología de Cornell; y Brian Tilston Smith en el Museo Americano de Historia Natural de Nueva York. La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., los Institutos Huck de Ciencias de la Vida en Penn State y la Facultad de Ciencias Eberly de Penn State. Los cálculos se realizaron utilizando la supercomputadora Roar del Instituto de Ciencias Computacionales de Datos de Penn State.
