Introgresión genética de liebre de montaña en las poblaciones de liebre ibérica del parque nacional

Se sabe que la sierra de Guadarrama funcionó como refugio pleistocénico de muchas especies durante la última glaciación, hace unos 20 000 años, incluida la liebre de montaña (Lepus timidus) que actualmente puebla los ambientes árticos del norte de Europa. Se pretende evaluar el nivel de introgresión genética presente en las poblaciones de liebre ibérica (Lepus granatensis) que actualmente pueblan la sierra de Guadarrama. Se sabe que los individuos de liebre ibérica que portan el tipo de ADNmt de liebre de montaña en la actualidad, están distribuidos en un área marginal del rango de distribución de L. granatensis y que la introgresión de ADNmt se correlaciona con gradientes ambientales que podrían asimilarse al área ocupada por la liebre de montaña a finales del pleistoceno superior. Los datos obtenidos hasta ahora en otras zonas de la península ibérica, sugieren que la introgresión de ADNmt puede haber tenido un efecto adaptativo, especialmente para las poblaciones de liebre ibérica presentes en alta montaña, como podría ocurrir con las poblaciones del parque nacional. La liebre ibérica endémica de la península ibérica, presenta una notable versatilidad en su hábitat, ocupando diversos ambientes que van desde las tierras agrícolas hasta zonas de cumbre por encima de los 2000 m. Esta versatilidad le ha convertido en una especie modelo, muy valorada para estudiar fenómenos como la hibridación, la introgresión y la adaptación evolutiva en mamíferos, que le convierte en un excelente indicador de las consecuencias a largo plazo del intercambio genético entre diferentes especies.

Desde su fundación en 1999, el Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos (IREC-CSIC) ha dedicado sus investigaciones a especies de caza, con un interés destacado en la liebre. Las investigaciones sobre introgresión genética de la liebre ibérica han sido prolíficas y se han plasmado en publicaciones científicas, aunque hasta ahora no se han analizado datos relativos a las poblaciones de la sierra de Guadarrama, por lo que este trabajo suple con un gran número de muestras esta carencia.

Parece importante, por lo tanto, estudiar la introgresión genética de la especie desde esta doble perspectiva conservacionista y evolutiva, proporcionando información sobre la historia de la liebre ibérica en última época glaciar de la que la sierra de Guadarrama fue destacado protagonista, poniendo en valor, además, las herramientas genéticas en los programas de conservación del parque nacional dentro de los escenarios de cambio global.

Objetivos

• Conocer el grado de introgresión genética de las poblaciones de liebre ibérica de la sierra de Guadarrama y zonas de piedemonte con otras especies de liebre que han poblado la península ibérica.
• Analizar si hay diferencia entre los niveles de hibridación de las poblaciones de la sierra y las de piedemonte que pudiera sugerir diferentes niveles de protección.
• Comparar los niveles de introgresión del estudio con en el conjunto de la península ibérica.

Metodología

Para la recolección de muestras genéticas de liebre ibérica en el ámbito de estudio se emplearon dos metodologías: muestras de tejido de ejemplares muertos y recopilación de pelos con metodologías no invasivas. Las muestras de ejemplares muertos consistieron en una porción de tejido del extremo de la oreja, o una pequeña muestra de músculo estriado. La mayoría de los ejemplares analizados procedían de la actividad cinegética, a través de colaboraciones con las sociedades de cazadores o de liebres atropelladas recogidas directamente por el personal del CISE.

Para detectar hibridación se extrajo ADN mitocondrial usando Animal Genomic DNA Mini-Preps Kit (Bio Basic) y ADN tisular E.Z.N.A. (Omega Bio-Tek) después de evaporar o lavar el etanol de las muestras, siguiendo las recomendaciones de los fabricantes. La concentración del ADN extraído se cuantificó mediante espectrofotometría en un NanoDrop 2000 (Thermo Scientific) y se diluyó a una concentración de trabajo de 50 ng/µl cuando resultó superior.

Se amplificó un fragmento de 669 pb del gen del citocromo b mitocondrial según Melo-Ferreira et al. (2005). Los productos de la PCR se digirieron con la enzima de restricción AluI (Fermentas) y los perfiles de digestión se evaluaron mediante electroforesis en gel de agarosa al 2% y se compararon con patrones descritos previamente en especies de liebres de la península Ibérica.

Resultados

Se estudiaron por PCR-RFLP los genomas mitocondriales de 92 ejemplares de liebre ibérica muestreados a lo largo de la sierra de Guadarrama y sus zonas de piedemonte. Las liebres presentaron un linaje nativo de ADNmt de L. granatensis en un 47% de las muestras y un linaje introgresado de origen ártico de L. timidus en un 53%. Ambos linajes estuvieron presentes en todo el ámbito de estudio. Sin embargo, no hubo evidencias de estructura genética a lo largo del rango altitudinal muestreado (de 482 a 1771 m), no habiendo una correlación entre la frecuencia de introgresión y la altitud (p>0.05).

Las liebres analizadas presentaron una estructura filopátrida, heredada de las hembras que mantiene una variedad de haplotipos mitocondriales de diversos orígenes. De las 92 muestras analizadas, dos de los haplotipos procedían de L. timidus (B y F) y uno de L. granatensis (A). Además, con respecto a la distribución geográfica de los haplotipos, tampoco hubo segregación o estructuración con referencia ni a la altitud media en las que habitan los especímenes de cada uno, ni en relación con las diferentes zonas muestreadas (p>0.05).

Perspectivas

En este estudio solo se han utilizado marcadores de ADN mitocondrial, por lo que parece evidente que los patrones de introgresión de ADNmt detectados en el estudio podrían suponer que el ADN nuclear también se hubiera visto afectado por introgresiones de liebre de montaña, como resultado de la misma dinámica demográfica, por lo que sería adecuado realizar una inspección exhaustiva del genoma nuclear. Además, las historias evolutivas son complejas y no podemos descartar la posibilidad de que la introgresión masiva tuviera consecuencias selectivas en el genoma nuclear y se pudiera plantear la posibilidad de diferenciar subespecies de liebre ibérica. Una vez más, solo los estudios de todo el genoma permitirán abordar esta cuestión de manera apropiada.

Para saber más:

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Introgresión genética de liebre de montaña en las poblaciones de liebre ibérica de la sierra de Guadarrama

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Informe sobre la historia evolutiva de la liebre en un ambiente de montaña mediterránea como Guadarrama