{"id":980,"date":"2014-12-24T13:41:31","date_gmt":"2014-12-24T12:41:31","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.cobcm.net\/?p=980"},"modified":"2014-12-24T13:41:31","modified_gmt":"2014-12-24T12:41:31","slug":"estudio-genoma-clave-para-comprender-evolucion-aves","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cobcm.net\/blogcobcm\/2014\/12\/24\/estudio-genoma-clave-para-comprender-evolucion-aves\/","title":{"rendered":"El estudio del genoma, clave para comprender la evoluci\u00f3n de las aves"},"content":{"rendered":"

Secuenciando el genoma de 48 especies representativas de aves, un consorcio internacional ha presentado el \u00e1rbol filogen\u00e9tico de las aves modernas, ofreciendo una nueva visi\u00f3n sobre su origen evolutivo y diversificaci\u00f3n.<\/strong><\/p>\n

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El proyecto, en el que han participado m\u00e1s de 200 cient\u00edficos de 80 instituciones repartidas en 20 pa\u00edses, entre ellos\u00a0cient\u00edficos del Centro de Regulaci\u00f3n Gen\u00f3mica<\/strong><\/a> (CRG) de Barcelona y de la Universidad Pompeu Fabra<\/strong><\/a>, arroja luz a algunas inc\u00f3gnitas en cuanto a la evoluci\u00f3n de las aves. Entre otros avances, define el \u00e1rbol familiar de las aves y explica la evoluci\u00f3n de su genoma<\/strong><\/a>; determina la funci\u00f3n del canto y el momento en que apareci\u00f3 en las diferentes familias, identifica cu\u00e1ndo perdieron los dientes, estudia la relaci\u00f3n entre los genomas de las aves y otros reptiles como los cocodrilos y presenta el origen de los cromosomas sexuales en este grupo; adem\u00e1s, propone un nuevo m\u00e9todo para el estudio filogen\u00e9tico basado en datos secuenciaci\u00f3n gen\u00f3mica masiva. La idea es que las especies estudiadas, donde podemos encontrar cuervos, patos, halcones, periquitos, gr\u00faas, ibis, p\u00e1jaros carpinteros y \u00e1guilas, representen las principales familias de aves modernas. Los primeros resultados de este estudio se publican simult\u00e1neamente en 8 art\u00edculos en la revista\u00a0Science<\/em> y en 15 art\u00edculos m\u00e1s en otras revistas cient\u00edficas como\u00a0Genome Biology<\/em> o\u00a0GigaScience<\/em>.<\/p>\n

La gen\u00f3mica<\/a>, una herramienta clave para establecer nuevos \u00e1rboles familiares y explicar la evoluci\u00f3n.<\/strong><\/p>\n

Hasta ahora, los estudios filogen\u00e9ticos sobre la evoluci\u00f3n de las aves se basaban en el examen de conjuntos de genes concretos relacionados con caracter\u00edsticas anat\u00f3micas o con el comportamiento de estos animales. Sin embargo, para este proyecto se ha comparado el genoma al completo de las especies m\u00e1s representativas, pudi\u00e9ndose, as\u00ed, reconstruir el \u00e1rbol filogen\u00e9tico<\/a><\/strong> de las aves con mucho m\u00e1s detalle. De esta forma, se han establecido las relaciones de parentesco entre grupos<\/strong> y el momento<\/strong> en que estos divergieron<\/strong> durante la evoluci\u00f3n<\/strong>.<\/p>\n

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Algunas de las especies de aves analizadas para el estudio gen\u00f3mico comparativo descansan en una mesa en el Museo Nacional de Historia Natural en Washington, DC. (Foto: AAAS-Carla Schaffer)<\/figcaption><\/figure>\n

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A tenor de los resultados se sabe que las aves presentan escasas repeticiones en el ADN<\/a><\/strong> y que desde los primeros inicios de su aparici\u00f3n perdieron cientos de genes<\/strong> que en el pasado<\/strong> habr\u00edan compartido con nosotros<\/strong>, como aquellos genes implicados en funciones como la reproducci\u00f3n<\/strong>, la formaci\u00f3n del esqueleto<\/strong> o los pulmones<\/strong>. Esto explicar\u00eda por qu\u00e9 las aves controlan ahora estos aspectos desde otra aproximaci\u00f3n, presentando un esqueleto m\u00e1s ligero, un sistema respiratorio tan particular, una gran variedad de especialidades en la dieta y muchos otros rasgos caracter\u00edsticos diferentes a los mam\u00edferos<\/strong>.<\/p>\n

Principales resultados<\/strong><\/p>\n

Gracias a este proyecto se conocen nuevos aspectos de la biolog\u00eda de las aves, desde la neurofisiolog\u00eda<\/a><\/strong> hasta la gen\u00e9tica de poblaciones. As\u00ed, paralelismos entre los patrones de actividad gen\u00e9tica<\/strong> en las \u00e1reas del cerebro<\/strong> involucradas en el canto de las aves<\/strong> y en el habla humana<\/strong> han sido descubiertos. Factores como el aprendizaje vocal<\/strong>, es decir, la capacidad para emitir sonidos, modificar el tono y reproducir un sonido por imitaci\u00f3n, evolucion\u00f3 de forma independiente, como m\u00ednimo, en dos ocasiones. Los circuitos cerebrales para el aprendizaje musical y vocal<\/strong> en aves y en humanos son similares<\/strong>, pero se ha llegado a ellos por v\u00edas diferentes<\/strong> en la evoluci\u00f3n. Algunos trabajos publicados en el marco de este proyecto indican que la mayor\u00eda de los genes relacionados con el aprendizaje vocal est\u00e1n implicados en la formaci\u00f3n de conexiones neuronales<\/strong>.<\/p>\n

Tambi\u00e9n se ha establecido el momento en que las aves perdieron los dientes<\/strong>. En uno de los trabajos publicados los cient\u00edficos han comparado los p\u00e1jaros actuales con especies de vertebrados y han constatado que los p\u00e1jaros presentaban mutaciones en grupos de genes que codifican para el esmalte y la dentina.\u00a0Cinco de estos genes<\/strong> relacionados con la formaci\u00f3n de dientes se habr\u00edan inhabilitado hace m\u00e1s de 100 millones de a\u00f1os<\/strong>, en alg\u00fan antepasado de las aves modernas.<\/p>\n

Los datos tambi\u00e9n indican una explosi\u00f3n en la diversidad del grupo entre 67 millones y 50 millones de a\u00f1os<\/strong> atr\u00e1s, cuando se cree que los dinosaurios no avianos se extinguieron a causa del impacto de un asteroide<\/strong>. Fue por aquel entonces cuando los mam\u00edferos tambi\u00e9n habr\u00edan proliferando, aprovech\u00e1ndose ambos grupos del nicho ecol\u00f3gico<\/a> desocupado por los dinosaurios.<\/p>\n

Aves y dem\u00e1s parientes<\/strong><\/p>\n

Adem\u00e1s, el proyecto tambi\u00e9n ha secuenciado los genomas de los reptiles actuales<\/strong> m\u00e1s cercanos a las aves, los cocodrilos<\/strong>, una tarea en la que ha participado el CRG<\/strong>. As\u00ed, al compararlos con los genomas de las aves se podido reconstruir parcialmente el que ser\u00eda el genoma del ancestro com\u00fan de los arcosaurios<\/a><\/strong>, lo que constituye una herramienta muy valiosa<\/strong> para el estudio del origen<\/strong> los cocodrilos, las aves y los dinosaurios.<\/p>\n

\u00abLa secuenciaci\u00f3n de tres especies diferentes de cocodrilos nos sirve para contextualizar el trabajo del estudio gen\u00f3mico de las aves que ahora presentamos. Los datos que hemos estudiado nos demuestran que los cocodrilos han evolucionado relativamente poco y que, por tanto, son un reflejo bastante fiable de sus antepasados.<\/em>\u00ab, explica Toni Gabald\u00f3n, profesor investigador ICREA en el CRG y uno de los coautores del papel publicado en\u00a0Science<\/em> sobre los genomas de cocodrilos. \u00abAsimismo, el hecho de compararlo con los genomas de las aves nos ha permitido reconstruir parcialmente el que ser\u00eda el genoma del ancestro com\u00fan de los arcosaurios, y por tanto, una herramienta muy valiosa para el estudio del origen los cocodrilos, las aves y los dinosaurios.<\/em>\u00ab, a\u00f1ade el Dr. Gabald\u00f3n. \u00abLa diversificaci\u00f3n r\u00e1pida de las aves en muchos grupos visiblemente diferentes contrasta con la estabilidad e inmovilidad de los cocodrilos<\/strong> que se han mantenido pr\u00e1cticamente iguales despu\u00e9s de muchos a\u00f1os de evoluci\u00f3n. Esto nos muestra cu\u00e1n relativa es la velocidad evolutiva en grupos diferentes y de c\u00f3mo la oportunidad de diversificaci\u00f3n para ocupar nuevos nichos ecol\u00f3gicos<\/strong> genera diversidad morfol\u00f3gica<\/strong> y especiaci\u00f3n<\/a><\/strong> muy r\u00e1pidamente.<\/em>\u00ab, concluye el investigador.<\/p>\n

Por \u00faltimo, indicar que este trabajo ha supuesto todo un reto a diferentes niveles. Se han analizado muestras de tejido congelado y recolectado en los \u00faltimos 30 a\u00f1os provenientes de museos y otras instituciones. Se ha separado el ADN en la Universidad de Duke y en la Universidad de Copenhague. La mayor\u00eda de la secuenciaci\u00f3n gen\u00f3mica y los primeros an\u00e1lisis se han llevado a cabo en el BGI de China y el estudio filogen\u00f3mico de estos datos se ha compartido entre m\u00e1s de 80 instituciones en el mundo.<\/p>\n

Para m\u00e1s informaci\u00f3n visitar\u00a0Science<\/a> <\/em>y la p\u00e1gina del proyecto\u00a0Avian Phylogenomics Project<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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