Hoxe en día, moitas poboacións naturais enfróntanse a ameazas severas que reducen de forma alarmante o seu tamaño. Entre estas presións destacan a sobreexplotación, no caso de especies con interese produtivo, a contaminación, a perda de hábitats ou o cambio climático.
Estes factores adoitan provocar un drástico descenso no número de individuos, o que, á súa vez, implica a perda de diversidade xenética, incremento da consanguinidade e redución da capacidade reprodutiva, limitando a adaptabilidade das poboacións e, se o declive se prolonga, conducindo á extinción. Agora, un equipo de investigadores liderado pola Universidad de Oviedo en colaboración coa Universidade de Vigo acaba de desenvolver novas ferramentas informáticas que permiten revelar con detalle a historia demográfica recente das poboacións e o seu grao de conexión ou diferenciación con outras poboacións relacionadas.
No estudo, liderado polo profesor Enrique Santiago, do Departamento de Bioloxía Funcional da Universidad de Oviedo, participaron tamén o catedrático Armando Caballero, investigador do Centro de Investigación Mariña da Universidade de Vigo e Carlos Köpke, da empresa Plasma Labs Enterprises, con sede en Oviedo. Os resultados acaban de ser publicados na revista Nature Communications, unha referencia no ámbito da xenética poboacional e a conservación.
Novos modelos matemáticos e novas ferramentas informáticas
Os autores explican que os métodos dispoñibles ata o momento só resultaban adecuados para poboacións completamente illadas, sen intercambio xenético con outras, algo pouco común na natureza, salvo en casos excepcionais como poboacións confinadas ou en illas moi remotas. Para superar esta limitación, o equipo de traballo desenvolveu novos modelos matemáticos que incorporan o fluxo migratorio entre subpoboacións, co que lograron estimacións máis realistas. Estas capacidades preditivas plasmáronse en dous programas informáticos: un que calcula o tamaño efectivo contemporáneo da poboación e a súa estrutura, e outro que reconstrúe o tamaño histórico ata unhas 150 xeracións atrás. Todo isto a partir da análise de correlacións xenéticas (desequilibrio de ligamento) observadas en mostras de ADN de individuos actuais.
O equipo validou estas dúas súas ferramentas mediante simulacións e con datos reais de distintas especies, entre as que destacan candorcas, gorilas, cervos, cabalos, moscas da froita (Drosophila melanogaster) e peixes de poboacións naturais (salmóns) ou cultivados en piscifactorías como rodaballos, douradas e robalizas, demostrando a súa eficacia para detectar subestruturas xenéticas e estimar o fluxo migratorio entre poboacións.
Ferramentas fundamentais para desenvolver estratexias de recuperación
O profesor da Universidad de Oviedo Enrique Santiago e líder do traballo destaca que as estimacións obtidas mediante estas ferramentas “son cruciais para determinar o estado de conservación de poboacións e especies ameazadas ou sometidas a explotación e para deseñar estratexias de recuperación”. Armando Caballero, profesor da UVigo, apunta que “o consenso entre a comunidade científica é que un tamaño efectivo mínimo de 500 individuos é necesario para evitar a extinción por causas xenéticas, pero hoxe sabemos que moitas poboacións están por debaixo deste limiar crítico”. Con este novo enfoque, engade Santiago, “é posible obter estimacións do tamaño efectivo moito máis precisas que antes, o que proporciona un valioso respaldo para a conservación da biodiversidade”.
Estes achados teñen importantes implicacións prácticas porque, como subliñan os autores, moitos destes declives poboacionais están ocorrendo de forma acelerada. Por este motivo, dispoñer de ferramentas que permitan detectar e monitorar estes cambios resulta fundamental. Ademais, estes novos métodos son robustos fronte a erros de xenotipado ou datos con baixa cobertura, o que facilita a súa aplicación incluso en estudos con ADN antigo ou en especies non modelo. Os resultados do estudo, polo tanto, serán de grande utilidade para orientar programas de conservación, xestionar poboacións silvestres ou explotadas e avaliar os efectos que a actividade humana e cambio global teñen sobre a viabilidade xenética das especies.
O traballo foi desenvolto no marco do Programa de Ciencias Mariñas (ThinkInAzul) financiado polo Ministerio de Ciencia, Innovación e Universidades e a Xunta de Galicia con fondos da Unión Europea (NextGenerationEU) e a European Maritime and Fisheries Fund, así como por outros fondos do Ministerio de Ciencia, Innovación e Universidades.
