Actualizado 22/02/2021 16:31 CET

Secuenciado el genoma de oso de las cavernas con ADN de 360.000 años

Archivo - Cráneos de oso de las cavernas de las cuevas de Kudaro en las montañas del Cáucaso, incluido (D) del Pleistoceno medio
Archivo - Cráneos de oso de las cavernas de las cuevas de Kudaro en las montañas del Cáucaso, incluido (D) del Pleistoceno medio - GENNADY BARYSHNIKOV - Archivo

   MADRID, 22 Feb. (EUROPA PRESS) -

   Científicos han secuenciado con éxito el genoma de un oso de las cavernas extinto utilizando un hueso de 360.000 años, el genoma más antiguo de cualquier organismo de un entorno sin permafrost.

   El trabajo, que involucra a la Universidad de Nottingham Trent y la Universidad de Potsdam en Alemania, ha revelado una nueva historia evolutiva para el oso gigante de las cavernas, que se extinguió hace unos 25.000 años.

   Como parte del estudio, el equipo descubrió que los osos de las cavernas y sus parientes vivos, el oso pardo y el oso polar, se separaron de un ancestro común hace aproximadamente 1,5 millones de años.

   También encontraron que muchos eventos importantes en la evolución de los osos pueden haber sido impulsados por un gran cambio climático global hace aproximadamente un millón de años, cuando las fases frías, o edades de hielo, se volvieron más largas e intensas y las cálidas mucho más cortas, según un comunicado.

   Los osos de las cavernas, que crecían más que los osos pardos y pesaban hasta una tonelada, se extendieron por Eurasia durante el Pleistoceno. Coexistieron con osos pardos y se cruzaron con ellos, y los osos pardos modernos todavía llevan rastros de oso de las cavernas extinto en sus genomas.

   La muestra analizada por los investigadores era de un oso de las cavernas que habitaba el sur del Cáucaso, en lo que hoy es Georgia, alrededor del Pleistoceno medio.

   Las secuencias de ADN más antiguas provienen anteriormente de entornos de permafrost donde el ADN se conserva mucho mejor.

   Sin embargo, para este estudio, los investigadores querían retrasar mucho más el límite de tiempo de la secuenciación del paleogenoma en zonas más cálidas y templadas, que albergaban una gama mucho mayor de especies.

   El trabajo consistió en extraer el ADN antiguo de un pequeño trozo de hueso petroso (0,05 g) parte del cráneo que contiene los órganos del oído interno y que se sabe que es resistente a la contaminación de fuentes externas de ADN.

   Luego, el ADN se preparó para la secuenciación, produciendo miles de millones de secuencias de ADN cortas individuales que representaban una mezcla de ADN del oso de las cavernas y contaminantes que el hueso había recogido durante cientos de miles de años.

   Se utilizó el análisis computacional para clasificar las secuencias objetivo de la contaminación, lo que se hace haciendo coincidir las secuencias cortas con un genoma de referencia de un organismo relacionado, en este caso el oso polar.

   Para aprender más sobre la evolución del oso de las cavernas, una vez que el equipo tuvo los datos del genoma del oso de 360.000 años, pudieron comparar con otros de hace entre 35.000 y 70.000 años para proporcionar un muestreo amplio de todas los linajes principales de osos de las cavernas.

   Debido a que la diferencia de tiempo entre las muestras de osos de las cavernas era tan grande, el equipo pudo contar cuántas mutaciones de ADN se habían producido durante este período.

   A partir de aquí, pudieron calcular la tasa de mutación del ADN en el genoma del oso de las cavernas, así como el tiempo en que divergieron los diferentes linajes.

   Usando la tasa de mutación recién calculada, los investigadores encontraron que los osos de las cavernas y sus parientes vivos, los osos pardos y polares, divergían de un ancestro común.

   Y aunque anteriormente habían demostrado que los osos de las cavernas se cruzaban con los osos pardos, con la tasa de mutación ahora pueden fechar estos eventos.

   El estudio ha revelado además la importancia de los cambios climáticos en la evolución de las especies, mostrando que la evolución de los osos (la divergencia de los osos pardos y polares, la divergencia de los linajes de los osos de las cavernas y el final del flujo de genes entre los osos de las cavernas y los osos pardos) ocurrieron alrededor del mismo período hace un millón de años, cuando el mundo se enfrió.

   Si bien este estudio implicó analizar el ADN nuclear, que se hereda de ambos padres, el trabajo anterior se ha basado en el ADN mitocondrial, que solo puede rastrear la ascendencia materna. El equipo descubrió que los osos de las cavernas intercambiaban ADN mitocondrial con frecuencia durante su evolución, lo que hasta ahora había oscurecido sus verdaderas relaciones evolutivas.

   "Nuestro análisis de todos los datos del genoma ha revelado una nueva historia evolutiva de los osos de las cavernas", dijo el investigador principal, el Dr. Axel Barlow, experto en paleogenómica y biociencia molecular de la Escuela de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Nottingham Trent, que trabajó en el proyecto con el autor principal, el profesor Michael Hofreiter de la Universidad de Potsdam.

   Dijo: "Hemos podido determinar la tasa de mutación del genoma del oso de las cavernas por primera vez. Con esta información, hemos descubierto que los cambios climáticos importantes pueden haber sido un factor que impulsó los principales eventos evolutivos en estos osos gigantes".

   "Con el ADN, podemos descifrar el código genético de los animales extintos mucho después de que se hayan ido, pero a lo largo de miles de años, el ADN presente en muestras antiguas desaparece lentamente, creando un límite de tiempo de lo que normalmente se puede retroceder en el tiempo".

   "Nuestro estudio muestra que esta asombrosa molécula puede sobrevivir incluso más de lo que se pensaba anteriormente, lo que abre nuevas oportunidades para la investigación genética en escalas de tiempo previamente inimaginables. Analizamos un hueso petroso que era alrededor de siete veces más antiguo que cualquiera de los que habíamos estudiado anteriormente, lo que muestra que los datos del genoma se puede recuperar de muestras de zonas templadas que abarcan más de 300 milenios".

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