¿Necesitan los investigadores "pisar el freno un poco" antes de declarar que una especie es nueva para la ciencia?

Un estudio reciente de la Universidad de Kansas publicado en la revista revisada por pares Ecología molecular demuestra el mal uso y abuso de los métodos que los científicos usan comúnmente para establecer límites entre diferentes especies, especialmente las especies llamadas "crípticas", podría conducir a la sobreestimación de la diversidad de especies.

Los investigadores de KU evaluaron las diferencias genéticas entre las poblaciones de ranas de torrentes de Malasia utilizando dos enfoques:Primero, emplearon métodos de delimitación de especies (SDM) que se centran en la identificación y demarcación de rupturas genéticas en regiones de genes objetivo (secuencias de ADN) para determinar los límites de las especies. Segundo, utilizaron datos recopilados de todo el genoma para realizar un análisis exhaustivo de la variación molecular, para determinar si los estudios de genes específicos reflejan "especies" reales.

El nuevo estudio, realizado por el estudiante de doctorado Chan Kin Onn y su asesor, Profesor de KU Rafe Brown, encontró que los SDM inferían hasta siete especies distintas, mientras que el análisis más exhaustivo sugirió en cambio la existencia estadísticamente justificable de solo tres especies, incluyendo varias poblaciones de la misma especie de ranas, que tenía un historial de intercambiar genes de un lado a otro.

"Los SDM fueron eficaces para delimitar linajes divergentes en ausencia de flujo de genes, pero sobreestimaron las especies en presencia de una estructura poblacional y un flujo de genes marcados, "escribieron los autores. El flujo de genes es el intercambio de genes de una población a otra, como el intercambio de material genético entre ranas que viven en diferentes cadenas montañosas, facilitado por la migración de individuos entre poblaciones.

"No cuestionamos los análisis ni los métodos del pasado, sino que bastante, propugnamos una implementación e interpretación más cautelosas, "dijo Chan Kin Onn, del Instituto de Biodiversidad de KU y del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva, quien dirigió el nuevo estudio. "No estamos diciendo que todos esos artículos que describen nuevas especies estén equivocados. Yo mismo he descrito especies usando SDM. Pero sugerimos que, en algunos casos, deberíamos ser más cautelosos al describir nuevas especies, especialmente cuando está involucrado el flujo de genes entre especies. La mayoría de los programas disponibles no tienen en cuenta el flujo de genes, así que si el intercambio genético está presente, es una obviedad. Fácilmente podríamos obtener resultados erróneos. En este estudio sugerimos que el éxito probablemente se deba al uso de la herramienta adecuada para la tarea correcta ".

Los coautores de Chan y Brown fueron L. Lee Grismer de la Universidad La Sierra, Yong-Chao Su de la Universidad Médica de Kaohsiung en Taiwán, Jesse Grismer de la Universidad de Auburn y UCLA, Evan Quah de Universiti Sains Malaysia y Alana Alexander de KU.

Los investigadores realizaron sus análisis comparativos en poblaciones de un grupo de ranas torrent malasias del género Amolops, todos los cuales se creía inicialmente que eran de la misma especie.

"Estas ranas torrente se distribuyen ampliamente en la mayor parte de Asia, "Chan dijo." Estudios anteriores los trataron como 51 especies. Sin embargo, en Malasia peninsular, los análisis anteriores sugirieron que solo había una especie. Nuestro estudio comenzó cuando inspeccionamos la península utilizando la metodología de nuestros censos habituales; encontramos estas ranas en abundancia en los arroyos limpios del bosque. Eran tan comunes que no les prestamos mucha atención. Tiempo extraordinario, sin embargo, notamos que las diferentes poblaciones se veían sorprendentemente diferentes físicamente. Nos preguntamos si podría haber más de una especie en Malasia ".

Chan decidió examinar las ranas torrent utilizando SDM de uso común y un enfoque genómico de poblaciones más moderno para ver si había una diferencia entre los resultados.

"Este fue un estudio de comparación metodológica, ", Dijo Chan." Quería examinar la eficacia de los enfoques tradicionales para identificar nuevas especies. Me motivó a hacerlo porque las 'nuevas especies' se describen como locas en Asia, pero la mayoría de estos estudios analizan el mismo tipo de datos, utilice el mismo tipo de análisis y emplee una plantilla casi de fórmula en los estudios de "delimitación de especies". Sin embargo, la mayoría de estos enfoques de delimitación de especies no tienen en cuenta el flujo de genes entre poblaciones, un Fenómeno biológico. Debido a esto, los modelos de delimitación de especies pueden no ajustarse adecuadamente a los estudios de divergencia cuando el flujo de genes está presente ".

El equipo analizó 225 muestras de rana torrente utilizando métodos morfológicos, ADN mitocondrial y datos de polimorfismo de un solo nucleótido en todo el genoma para encontrar objetivamente los límites de las especies mientras se tiene en cuenta el flujo de genes pasado y presente entre las poblaciones de ranas.

"En la era actual de la ciencia genómica, es muy importante observar la estructura genética con más detalle, "Chan dijo." Ya no es suficiente simplemente identificar 'rupturas' genéticas entre poblaciones para justificar su reconocimiento como 'nueva especie'. También necesitamos examinar cómo se mueven los genes entre las poblaciones y cómo eso afecta la integridad de los límites de las especies ".

Próximo, Chan utilizará los hallazgos de las ranas torrent de Malasia peninsular como base para realizar un estudio más amplio sobre los geckos kársticos de Malasia. Recientemente recibió $ 19, 500 subvención de la National Science Foundation para probar la hipótesis de la especiación ecológica en geckos de dedos doblados.

"El programa NSF Dissertation Improvement Grant hizo posible mi disertación, "Dijo Chan." Es una pena saber que la NSF interrumpió el programa este año. ¿Cómo aprenderán los futuros científicos estadounidenses a redactar propuestas de subvenciones NSF? "

Chan dijo que su trabajo sobre las ranas torrent de Malasia peninsular fue una "prueba de concepto" para su estudio de tesis más amplio con los geckos.

"Quería utilizar métodos genómicos para ver si eran capaces de delinear con precisión los límites de las especies crípticas como prueba de funcionamiento, ", Dijo Chan." Fue un gran éxito para un sistema de ranas torrent, que se pensaba que incluía sólo una especie. Ahora, vamos a aplicar el mismo marco a un sistema muy diferente, incluidos aquellos que potencialmente podrían estar sobredescritos ".

El trabajo colaborativo de Chan con Lee Grismer de la Universidad La Sierra, encabezando la investigación sobre geckos de Malasia (el país de origen de Chan), ha ayudado a priorizar los esfuerzos de conservación e incluso ha influido en el uso del paisaje y los planes de gestión relacionados con la extracción de formaciones kársticas para preservar una nueva, hábitat de especies amenazadas.

"Una de las principales razones por las que estamos haciendo esto es porque hemos encontrado muchas especies en formaciones kársticas aisladas, cuyos hábitats están amenazados por ser triturados para el cemento, ", Dijo Chan." Hemos descubierto y descrito nuevas especies que ya se sabe que están en riesgo de extinción. Esto se debe a que el único hábitat disponible se está extrayendo para la producción masiva de cemento comercial. Logramos detener uno de estos proyectos hace unos años. Algunas organizaciones conservacionistas nos contactaron, diciendo, 'Ustedes tienen que venir a inspeccionar nuestra montaña, las compañías cementeras quieren molerla hasta convertirla en polvo'. Visitamos los sitios y encontramos nuevas especies de lagartos que no se encuentran en ningún otro lugar de la Tierra, y la compañía cementera se retiró ".