PCR

El análisis genético en los murciélagos

La falta de diferencias morfológicas visibles entre los murciélagos impide en muchas ocasiones la identificación de especies, es por eso que cada día son más empleados los enfoques basados en el estudio del ADN que además ayudan a conocer las trayectorias de expansión de las especies.

Los métodos tradicionales de clasificación se han visto complementados y potenciados de forma sorprendente por la inclusión de los caracteres moleculares aportados por estudios genéticos.

En orden cronológico podemos destacar el clásico diagnóstico basado en caracteres morfológicos (medición de antebrazo, dentadura, trago, genitales, etc.), el uso de cromosomas /cromátidas (mediante tinción y cuantificación), seguido por el uso de proteínas (mediante comparación de su movilidad en geles de poliacrilamida y almidón sometidos a un campo eléctrico: electroforesis) y finalmente, el estudio directo de secuencias de fragmentos de ADN.

La utilización del ADN alcanzó su máximo auge a partir de los años 80’ con la aparición de la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa denominada PCR: “Polymerase Chain Reaction”

Toma de muestras de ADN.

Se pueden emplear muestras de guano que pueden hasta permanecer pocos meses de condiciones templadas, obteniéndose 18,5 ng de ADN por mg de materia.

Otra de las formas de tomar muestras es realizar mediante un punzón de biopsia que extrae una pequeña muestra de la membrana alar de un murciélago, y de la cual podrá aislarse el ADN, cicatrizando en unas semanas el pequeño orificio realizado de menos de 5 mm de diámetro, antes de su puesta en libertad. Estas muestras de tejidos son almacenadas inmediatamente después en etanol al 80% y se mantienen a temperatura ambiente.

El análisis genético.

Tras la revisión de diversos estudios, se comprueba que en el análisis genético de los murciélagos se está empleando de forma generalizada el ADN mitocondiral, ya que este se considera atractivo para el estudio del ADN en animales por su alto número de copias, su alto índice de evolución y su idoneidad en el código de barras de ADN, como por ejemplo el estudio del gen mitocondrial nd1 (NADH deshidrogenasa subunidad 1) empleado para murciélagos de la región occidental del Paleártico (Mayer et al, 2007)

Con el desarrollo de la RCP (reacción en cadena de la polimerasa) se pueden reproducir determinados fragmentos de ADN en un tubo de ensayo, y permite así secuenciar o leer determinados genes para usar su información. Si se observa en numerosos individuos la secuencia base de un fragmento de un gen, habitualmente se encontrarán diferencias de pares de bases de determinadas posiciones. A la vez, las secuencias de algunos individuos también son idénticas. Se agrupan en haplotipos, los diferentes haplotipos se distinguen entre sí como mínimo en la posición de una base, en varias o en muchas.

Para llevar a cabo estos análisis se emplean software automatizados que empelan algoritmos de construcción de árboles filogenéticos (neighbor joining, maximum parsimony, maximum likelihood) y comparación con bases de datos.

RCP (reacción en cadena de la polimerasa)
LOS HITOs CONSEGUIDOs EN LOS MURCIÉLAGOS

Este análisis genético ha permitido cuantificar el grado de divergencia genética entre linajes y establecer los umbrales de diferenciación para especies próximas. Reconocer especies crípticas, con importantes implicaciones científicas y de biodiversidad. Identificar nuevas áreas geográficas de importancia por su diversidad y alertar sobre especies amenazadas que han pasado a estar más amenazadas así como reconstruir la historia evolutiva; estudio jerárquico de las relaciones evolutivas (recomposición filogenética) entre taxones.

A nivel macroevolutivo, la utilización de caracteres moleculares ha permitido resolver la polémica surgida a mediados de los 90’ sobre el origen de los dos grandes grupos de murciélagos. Esto es, los frugívoros (o macroquirópteros), caracterizados por su gran tamaño, ausencia de ecolocación, y alimentarse básicamente de frutos, y el resto de murciélagos (o microquirópteros) caracterizados por ser en general más pequeños, usar la ecolocación y por ser generalmente insectívoros. Tradicionalmente se había asumido que ambos grupos compartían un mismo antecesor hasta que se planteó la posibilidad de que estos dos grandes grupos hubieran surgido de forma independiente.

De forma más concreta, el ADN mitocondrial (ADNmt) confirma que los fonotipos diferenciados (45 y 55 kHz) de Pipistrellus pipistrellus (Murciélago enano) y P. pipistrellus mediterraneus o Pipistrellus pygmaeus (Murciélago de Cabrera) correspondían a dos especies crípticas diferenciadas.

Otro caso ibérico se corresponde con Eptesicus serotinus (Murciélago hortelano) y Eptesicus isabellinus (M. h. mediterráneo), dos linajes con distancias genéticas que superan el 16% en el cytb (región del ADN mitocondrial que codifica para el citocromo b)

 Por tanto, los estudios de diferenciación genética en quirópteros muestran la importancia de los procesos de especiación críptica en la Naturaleza. 
 
Los linajes corresponden a diversas especies y subespecies nuevas para la fauna ibérica y algunos de ellos constituyen taxones todavía no conocidos para la ciencia y que por lo tanto deben ser estudiados y protegidos en la mayoría de los casos.

Bibliografía

  • Barratt, E. M., Deaville, R., Burland, T. M., & Bruford, M. W. (1997). DNA answers the call of pipistrelle bat species. Nature, 387(6629), 138.
  • Eick, G. N., Jacobs, D. S., & Matthee, C. A. (2005). A nuclear DNA phylogenetic perspective on the evolution of echolocation and historical biogeography of extant bats (Chiroptera). Molecular Biology and Evolution, 22(9), 1869-1886.
  • http://www2.warwick.ac.uk/fac/sci/lifesci
  • Juste, J., García-Mudarra, J. L., & Ibáñez, C. (2009). Especies crípticas y murciélagos:¿ cuántas especies son en la península Ibérica?
  • Mayer, F., Dietz, C., & Kiefer, A. (2007). Molecular species identification boosts bat diversity. Frontiers in zoology, 4(1), 4.
  • Salgueiro, P., Ruedi, M., Coelho, M. M., & Palmeirim, J. M. (2007). Genetic divergence and phylogeography in the genus Nyctalus (Mammalia, Chiroptera): implications for population history of the insular bat Nyctalus azoreum. Genetica, 130(2), 169-181.
  • Schober, W., & Grimmberger, E. (1996). Los murciélagos de España y de Europa. Editorial Omega.