El papel de la hibridación en la conservación de especies de cocodrilos

El fenómeno de hibridación ha intrigado a los biólogos evolutivos desde tiempos de Darwin, y ahora sabemos que ocurre en la naturaleza mucho más frecuentemente de lo que pensábamos. El ejemplo más ilustrativo de un híbrido es la mula, que es la cruza entre una yegua y un burro, y se define como la reproducción exitosa entre dos especies diferentes. Ahora se sabe más sobre los híbridos y se reconoce que son fuente de variación genética y morfológica. La hibridación es un proceso que tiene un gran impacto en la formación de nuevas especies (especiación) y diversificación. Durante este proceso dos especies diferentes originan a una tercera, la cual lleva características genéticas benéficas de las líneas paternas que le ayudan a diversificarse.

     Muchos estudios sobre la hibridación comúnmente evalúan a especies cercanamente relacionadas y que han diversificado recientemente. En contraste, casi nada se sabe de los resultados de este fenómeno cuando la hibridación es muy antigua, entre especies muy longevas y que divergieron hace muchísimos años, como es el caso de los cocodrilos.

     La historia evolutiva de los cocodrilos es controversial debido a que son organismos muy antiguos y ampliamente distribuidos. Actualmente se sabe que son un grupo de reptiles con 23 especies que se originó hace 83.5 millones de años en el Cretácico Tardío, que viven en todo el mundo, algunas de las cuales son muy similares físicamente. Es por ello que los análisis genéticos ayudan a su identificación y estudio evolutivo.

     Para poder entender las relaciones entre las diferentes especies de cocodrilos, es importante contemplar los estudios genéticos. Entender la dinámica y las consecuencias del movimiento de los genes de una especie a otra, producto de la hibridación, puede enriquecer el conocimiento sobre de la biodiversidad y explicar las relaciones evolutivas entre las diferentes especies.

     De acuerdo con la UICN, todas las especies de cocodrilos están en alguna categoría de riesgo de extinción. El cocodrilo americano (Crocodylus acutus) y el cocodrilo de pantano (C. moreletii) son dos especies que se distribuyen en México. El primero es una especie de amplia distribución, a lo largo del Pacífico mexicano, la península de Yucatán, Centroamérica y hasta la porción norte de Sudamérica. Mientras que el cocodrilo de pantano tiene una distribución más restringida, ya que sólo vive en la parte noreste del Golfo de México hasta la península de Yucatán, el centro de Belice y el norte de Guatemala. Ambas especies coinciden en el norte de la península de Yucatán y hacia el sur, a lo largo del Caribe.

Distinguiendo las diferentes especies de cocodrilos

Con el fin de entender mejor los patrones de hibridación entre ambas especies llevamos a cabo este estudio, en el que analizamos 374 cocodrilos silvestres de 92 localidades, abarcando la mayor distribución estudiada para estas especies a lo largo de las costas del Golfo, Caribe y Pacífico mexicanas. Para nuestro estudio utilizamos marcadores genéticos de microsatélites y ADN mitocondrial, así como datos genómicos de secuenciación masiva (SNP por sus siglas en inglés). El grupo que realizó este trabajo es un grupo interdisciplinario de expertos cocodrileros de México, con amplio conocimiento sobre el manejo y conservación de estos organismos, herpetólogos, ecólogos y estudiosos de la genética y genómica poblacional y bioinformática, del Instituto de Ecología-UNAM, la Universidad de Guadalajara, del Zoomat y de la Asociación Civil COMAFFAS A.C., de Chiapas.

     Nuestros resultados, publicados en un número reciente de la revista científica Frontiers in Ecology and Evolution, demuestran que las poblaciones parentales (es decir, no híbridas o sin admixia, o sea sin la introducción de linajes genéticos diferentes a una población) de C. acutus y de C. moreletii se pueden distinguir desde el punto de vista genético y morfológico, mientras que los individuos híbridos cuentan con un mosaico de características morfológicas que no permite identificarlos a simple vista; sólo se puede distinguir su identidad por medio de análisis genéticos.

     Un resultado muy novedoso y clave de nuestro estudio es el hecho de que identificamos cinco diferentes linajes genéticos, es decir grupos con la suficiente divergencia, diferenciación genética, como para ser considerados diferentes especies. El primer grupo incluye unas pocas poblaciones de C. moreletii aisladas en lagunas en San Luis Potosí, Tamaulipas y Tabasco, y con muy baja diversidad genética. El segundo y tercer grupo incluyen dos linajes de C. acutus claramente distintos, cuyas poblaciones se distribuyen en el Caribe y el Pacífico, respectivamente.

     Para nuestra sorpresa encontramos no uno, sino dos linajes diferenciados de individuos híbridos. Lo cual, quiere decir que transcurrió suficiente tiempo como para que los individuos híbridos divergieran, evolucionaran, en dos grupos completamente diferenciables. Un linaje lo encontramos a lo largo de un gradiente geográfico en la costa del Golfo de México y otro al norte de la península de Yucatán, éste último incluye híbridos entre poblaciones del Pacífico y del Golfo de México. Si eventualmente se formara aislamiento reproductivo entre estos linajes híbridos, o respecto a sus parentales no híbridos, evolucionarían a ser nuevas especies.

Considerando a las diferentes especies de cocodrilos

Debemos resaltar que constatamos que identificar a las especies híbridas y de límites de especies en sistemas de hibridación natural es muy difícil. Además, el papel de la hibridación en la conservación de especies sigue siendo un tema de álgido debate debido, por un lado, al reto que representa distinguir correctamente a cada especie de sus híbridos, y por otro la controversia para reconocer específicamente a los híbridos como especies, por lo que la mayoría de los programas de conservación nacionales e internacionales no los contemplan dentro de sus clasificaciones y definiciones. En nuestro trabajo discutimos estos problemas y demostramos que la hibridación de estos cocodrilos representa un reto inicialmente sobre cómo se define una especie, y a su vez implica un triple desafío de conservación: 1. se requiere de una revisión taxonómica completa de Crocodylus acutus, que deberá separarse, al menos en su distribución en México, en dos especies; 2. C. moreletii puede estar en el proceso de desaparecer como especie o, en nuestra perspectiva, está probablemente evolucionando vía hibridación hacia una nueva especie. Mientras tanto, las poblaciones no híbridas existentes están en inminente peligro de extinción y es urgente que sean clasificadas como tal y se reconozca la necesidad de definir acciones para su protección. Y 3. para que podamos de verdad proteger el potencial evolutivo de este extraordinario sistema en las especies de cocodrilos estudiadas, es esencial considerar la trayectoria evolutiva de sus híbridos, para incorporarlos adecuadamente a programas de conservación.

Fuentes

  • Pacheco-Sierra, G., E. Vázquez-Domínguez, J. Pérez-Alquicira, M. Suárez-Atilano y J. Domínguez-Laso. 2018. Ancestral hybridization yields evolutionary distinct hybrids lineages and species boundaries in crocodiles, posing unique conservation conundrums. Frontiers in Ecology and Evolution, 6:138. (doi: 10.3389/fevo.2018.00138)
  • Pacheco-Sierra, G., Z. Gompert, J. Domínguez-Laso, E. Vázquez-Domínguez. 2016. Genetic and morphological evidence of a geographically widespread hybrid zone between two crocodile species, Crocodylus acutus and Crocodylus moreletii. Molecular Ecology, 25(14): 3484-3498. (doi: 10.1111/mec.13694)
  • Abbott, R., D. Albach, S. Ansell, J.W. Arntzen, S.J. Baird, N. Bierne, ... y R.K. Butlin. 2013. Hybridization and speciation. Journal of evolutionary biology, 26(2), 229-246.
  • Mallet, J. 2007. Hybrid speciation. Nature, 446(7133), 279.

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