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Los investigadores han secuenciado el genoma de las 15 especies de pinzones de Darwin, revelando un gen clave responsable de la diversidad en los picos de estas aves. El estudio, publicado en la versión de Internet de Nature, vuelve a trazar el árbol genealógico de estas icónicas aves, cuyas variaciones faciales ayudaron a Charles Darwin a formular su teoría de la selección natural.
Los pinzones son endémicos del archipiélago de Galápagos, en Ecuador, y de la isla Cocos, en Costa Rica. Sus picos están adaptados a su comida preferida: el pinzón reinita, por ejemplo, ensarta insectos con picos delgados y filosos, mientras que los pinzones terrestres abren semillas con picos fuertes y chatos.
Las aves son un ejemplo de libro de texto de radiación adaptativa, donde un solo ancestro responde a presión selectiva (en este caso, disponibilidad de comida) diversificándose en varias especies.
Darwin fue el primero que lo notó durante su histórico viaje de 1831-36 a bordo del HMS Beagle. “Alguien podría imaginarse que, a partir de una escasez original de aves en este archipiélago, se haya tomado una especie y modificado para distintos fines”, escribió en su diario. Casi dos siglos después, sus primeras sospechas han sido ampliamente confirmadas.
Inicialmente, los pinzones fueron clasificados sobre la base de sus características físicas. Más recientemente, han incorporado variantes en secuencias claves de ADN.
Pero nadie había comparado datos de genomas enteros de las 15 especies hasta que un equipo encabezado por Leif Andersson, un genetista de la Universidad de Uppsala, en Suecia, analizó muestras de 120 aves. “Cuando hicimos la secuencia completa de ADN de todas las especies, pudimos revisar ese árbol genealógico”, señala.
En general, los investigadores encontraron buena coincidencia con la taxonomía actual, pero también algunas desviaciones interesantes. Por ejemplo, concluyen que el pinzón terrestre Geospiza difficilis, diseminado en las seis islas, de hecho comprende tres especies.
El equipo de Andersson también descubrió extensa mezcla de genes entre especies. Esto está en línea con observaciones de campo de aves híbridas realizados por los coautores del estudio, Peter y Rosemary Grant, biólogos evolutivos de la Universidad de Princeton, Nueva Jersey, quienes han trabajado en Galápagos durante décadas. La información genómica revela que estas aves se han estado cruzando entre ellas a lo largo de su historia evolutiva.
Como se sabe, Darwin bosquejó su idea inicial de filogenia como ramificación, sobre la que escribió “me parece”. Ahora, dice Peter Grant, “quizás le hubiera gustado revisar ese árbol trazando conexiones entre algunas de las ramas, representando la hibridación e intercambio de genes”.
Al analizar pinzones estrechamente emparentados que tienen distintos tipos de picos, los investigadores pudieron identificar los genes responsables de la morfología de los picos. Uno de estos genes, el ALX1, participa del desarrollo facial de los vertebrados, incluyendo peces y mamíferos. En los humanos, por ejemplo, la pérdida de ALX1 lleva a severas deformidades faciales.
En los pinzones, el gen mostró dos variantes distintas que coincidían bastante bien con la forma del pico. Individuos de una especie con pico altamente variable (el pinzón terrestre mediano, geospiza fortis) tenían una mezcla de las variantes genéticas chatas y puntiagudos.
El descubrimiento encaja perfectamente con un trabajo de investigación de los Grant que documenta la rápida evolución de la especie hasta apenas la década de 1980, cuando una sequía afectó la oferta de comida del ave y su pico empezó a volverse más puntiagudo para acomodarse a la nueva dieta.
Andersson sospecha que el ALX1 impulsó la adaptación, pero otros dicen que el panorama es más complicado. Los picos “difieren en muchos parámetros, no solo en ser chatos o puntiagudos”, dice Ricardo Mallarino, biólogo evolutivo de Harvard, en Cambridge, Massachusetts.
Estudios funcionales del ALX1 deberían ayudar a revelar exactamente qué controla el gen, destaca. Su colega, el biólogo evolutivo Arkhat Abzhanov, dice que el ALX1 pudiera ser especialmente importante para los pinzones con picos muy especializados.
