Reporte Extra
El solenodonte, decodificado
Este mamífero, venenoso y escurridizo, endémico de La Hispaniola, se une al club de especies con genoma secuenciado gracias a una investigación ganadora del premio GigaScience 2017
El genoma de uno de los pocos mamíferos venenosos existentes, el solenodonte de La Hispaniola (Solenodon paradoxus), ha sido secuenciado por un equipo internacional de científicos y con ello develadas las pistas de algunos de los principales enigmas sobre el origen y evolución de este pequeño animal, parecido a la musaraña, último sobreviviente de una rama de mamíferos que surgió en la época de los dinosaurios. El nombre “solenodonte” se deriva del griego y alude a “diente ranurado”, pues la saliva venenosa del animal fluye a través de ranuras en sus afilados incisivos desde unas glándulas salivales modificadas. Se considera una especie muy rara por otras características primitivas, muy inusuales para un mamífero: garras muy grandes, un hocico flexible terminando en una coyuntura en forma de bola y pezones colocados extrañamente cerca de la ingle. La revista de acceso abierto GigaScience publicó un artículo que presenta el borrador del genoma de esta especie, inusual no solo por sus características físicas y hábitos nocturnos, sino porque representa a la única rama evolutiva de mamíferos que se separó de otros insectívoros en la época de los dinosaurios. La especie solo habita en República Dominicana y en Haití, con una especie hermana en Cuba, ambas en peligro de extinción.
La secuenciación del genoma y su análisis fue realizada por un equipo internacional dirigido por el doctor Tarás K. Oleksyk junto a Juan Carlos Martínez Cruzado, ambos del Recinto Universitario de Mayagüez de la Universidad de Puerto Rico. De República Dominicana participaron los investigadores Rosanna Carreras y Luis E. Rodríguez, profesores de la carrera de Biotecnología del Instituto Tecnológico de Santo Domingo (INTEC) y parte del grupo de investigación de Biología Molecular y Genética, apoyados por Liz A. Paulino, además de otros colaboradores como David Hernández Martich, de la Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD). El equipo colaboró para incluir en el “club de genomas” a esta especie, perteneciente a la rama de mayor distanciamiento en el árbol evolutivo de los mamíferos y la investigación resultó la ganadora inaugural del Premio GigaScience, otorgado en la Conferencia Internacional sobre genómica en Shenzhen, China, en octubre de 2017. de producir un genoma ensamblado de novo (sin utilizar ningún otro genoma como referencia) útil para la genómica comparativa, utilizando una cantidad de datos de secuenciación mucho menor que en otros proyectos similares”. Llevar a cabo investigación genómica en partes remotas del Caribe siempre ha sido un desafío, pues las dificultades para transportar Conociendo la vida de la Iguana de Ricord La biodiversidad de la isla La Hispaniola cautiva a investigadores de todo el mundo y la hace un escenario privilegiado para los estudios científicos en esta materia. El solenodonte es solo una de miles de especies endémicas; otras son las iguanas Rinoceronte (Cyclura cornuta) y de Ricord (Cyclura ricordii). Estas iguanas habitan en los alrededores del Lago Enriquillo y de la península de Pedernales y, si bien ambas especies están en peligro de extinción por la destrucción de su hábitat y otros factores, las iguanas de Ricord son las más afectadas. El estudio reviste una importancia especial para la conservación del animal, aislado no solo genéticamente, sino también geográficamente en apartados rincones de La Hispaniola. Una de las principales inquietudes que se planteaban los investigadores sobre el solenodonte era si esta especie sobrevivió el impacto del meteorito que terminó con los dinosaurios. Pero responder a esta pregunta y establecer la fecha de especiación, es decir, cuándo se produjeron especies nuevas, fue un desafío mayor al de atrapar a los huidizos especímenes, a pesar del apoyo de guías locales, quienes ayudaron a seguir las pistas de los animales y a emboscarlos, pasada la medianoche para tomar muestras.
Doctor Tarás K. Oleksyk, investigador principal, con uno de los especímenes analizados. Las muestras de solenodontes se tomaron a medianoche, por sus hábitos nocturnos.
Foto: Yashira Afanador
RETO CIENTÍFICO Y NUEVA TÉCNICA DE ANÁLISIS
El mayor reto fue secuenciar el genoma, lo cual puso a prueba la creatividad de los científicos para lograr sus objetivos. De acuerdo con el primer autor del artículo, Kirill Grigorev, “quizás la parte más interesante de esta investigación fue el desafío de producir un genoma ensamblado de novo (sin utilizar ningún otro genoma como referencia) útil para la genómica comparativa, utilizando una cantidad de datos de secuenciación mucho menor que en otros proyectos similares”. Llevar a cabo investigación genómica en partes remotas del Caribe siempre ha sido un desafío, pues las dificultades para transportar el ADN hasta el laboratorio afectan su calidad. Debido a las limitaciones causadas por un ADN de baja calidad así como un presupuesto limitado, el laboratorio comercial utilizado para llevar a cabo la secuenciación produjo una cobertura genómica muy baja por animal. Habiendo agotado sus recursos para incursionar en el bosque, los investigadores enfrentaron este nuevo reto ingeniando nuevos enfoques para ensamblar el genoma. En primer lugar, razonaron que porque la especie ha vivido decenas de millones de años en aislamiento tiene poca diversidad dentro de su genoma. Esto condujo a una solución potencial, porque los datos genómicos de los cinco animales cuyos genomas fueron secuenciados en baja cobertura pudieron combinarse para aumentar la cobertura. Esta estrategia funcionó mejor de lo esperado especialmente cuando se combinó con una segunda estrategia: el uso de un enfoque simple de gráficas de cadena para ensamblar el genoma en lugar del método más estándar conocido como gráficas de de Bruijn. Las gráficas de cadenas tienen la capacidad de incorporar más datos de la secuencia genómica que las gráficas de de Bruijn. Esta nueva técnica analítica aplicada por los investigadores ofrece una alternativa de bajo presupuesto para el ensamblaje de un genoma cuando este pertenece a una especie en peligro de extinción, pues estas especies rara vez producen muestras de buena calidad pero a su vez portan genomas de baja diversidad. Después de realizar su ensamblaje, los investigadores contaban con datos de calidad suficiente para responder a muchas preguntas científicas sobre la evolución del solenodonte.
UNA ESPECIE DE 73 MILLONES DE AÑOS
Con respecto a los planes de conservación para la especie, los datos apoyaron la hipótesis de que en La Hispaniola hubo una división de la especie en dos subespecies, una al norte y otra al sur de la isla, hace al menos 300,000 años. Esto significa que las subespecies del norte y del sur deben tratarse como dos unidades de conservación diferentes y ameritan ser manejadas y protegidas como dos grupos genéticos independientes. Estos datos también arrojaron luz sobre el evento de especiación inicial para esta rama y demostraron que los solenodontes probablemente divergieron del resto de los mamíferos existentes hace 73.6 millones de años. El doctor Oleksyk dijo: “Hemos confirmado la fecha temprana de especiación para el solenodonte y así hemos hecho una gran contribución al debate sobre si el solenodonte sobrevivió de hecho al impacto de asteroides en el Caribe que causó la desaparición de los dinosaurios”. Uno de los principales autores del artículo, Martínez Cruzado, reconoció el trabajo de los investigadores locales y señaló que “siempre hemos supuesto que este es solamente uno de muchos estudios que ayudarán a los esfuerzos de investigación, educación y conservación en la República Dominicana, que están en franco crecimiento y desarrollo”.
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