Objetivo: crear el arca de Noé de la biodiversidad de los Països Catalans

Hacía tiempo que un equipo de investigadores del Instituto de Biología Evolutiva (IBE UPF-CSIC) liderados por Salvador Carranza, seguramente el máximo experto en reptiles y anfibios de Cataluña, quería obtener el genoma de una de las especies más amenazadas del país, Iberolacerta aurelioi, una lagartija endémica de los Pirineos que es, a la vez, una ventana abierta al pasado glacial ya la evolución de los vertebrados de montaña.

Este pequeño reptil, que sólo habita en un área muy y muy restringida de tres macizos montañosos del Pallars Sobirà, el sur de Francia y el noroeste de Andorra, se descubrió a finales de los años 90 en el lago del Sotllo, el pico de antes de enfrente. Su historia, como había logrado sobrevivir en la alta montaña y por qué su hábitat era tan limitado, se desconocía. Tampoco se sabía cómo le afectaba el cambio climático ni tampoco a qué otras amenazas se enfrentaba.

Para poner luz, Carranza y su equipo se desplazaron hasta Andorra, en el valle de Comallempla, en el límite del Parque Natural del Comapedrosa. Por fortuna, ya el primer día de la misión, después de andar un buen rato por las pistas de esquí, en los canchales consiguieron localizar a un macho adulto cerca de 2.500 metros de altitud. Una muestra de tejido les permitió obtener el material genético (ADN y ARN) que necesitaban para conseguir un hito científico: construir el primer genoma completo –un libro de instrucciones exhaustivo– de esta lagartija pallaresa.

"Disponer de su genoma nos permite entender cómo ha evolucionado, cómo se relaciona con las otras especies y cómo se ha adaptado a su entorno", relata con entusiasmo al ARA Carranza, que es también el director del IBE, y enseguida remacha: "Es una herramienta fundamental para reconstruir la historia y la reconstrucción de la historia. establecer medidas de protección".

El genoma delIberolacerta aurelioi les ha revelado un ADN muy distinto al de otras lagartijas, con adaptaciones "curiosas" a la vida en altura. Los resultados "encajan muy bien con lo que se sospechaba desde hace años: que estas lagartijas de montaña quedaron confinadas en las cimas mucho antes de las glaciaciones del pleistoceno", apunta Carranza.

Captar la biodiversidad de los Països Catalans

Esta especie tan emblemática de los Pirineos forma parte de la Iniciativa Catalana (CBP) para el Proyecto del Biogenoma de la Tierra (EBP), un plan muy ambicioso que arrancó en 2019 y que pretende producir un catálogo detallado del genoma de las especies eucariotas, como plantas, animales, hongos y diatomeas (algas), de los Països Catalans.

"Esta información [el genoma] contribuirá a conocer mejor la biodiversidad de nuestro territorio ya aportar herramientas que nos ayuden en las políticas de conservación, protección y restauración", afirma la catedrática e investigadora del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio) de la Universidad de Barcelona Marta Riutort, co.

Asimismo, añade, permitirá catalogar nuevas especies y generar conocimiento sobre su biología y evolución, entender cómo les afecta el cambio climático e, incluso, encontrar nuevas moléculas que tengan potenciales aplicaciones en medicina, alimentación, energía o biotecnología.

Y, sobre todo, señala Teresa Garnatje, investigadora en el Instituto Botánico de Barcelona, ​​un centro mixto del CSIC y del Consorcio del Museo de Ciencias Naturales de Barcelona, ​​la iniciativa quiere ayudar a "concienciar sobre el rico patrimonio natural que tenemos".

La iniciativa, en la que participan más de 20 centros de investigación de todo el territorio de habla catalana, está impulsada por la Sociedad Catalana de Biología y desarrollada de forma conjunta con la Institución Catalana de Historia Natural, dentro del marco del Institut d'Estudis Catalans. Además, el proyecto está afiliado alEBP –una iniciativa internacional que tiene como objetivo describir el genoma de todas las especies eucariotas que habitan la Tierra– y también en elAtlas Europeo de Genomas de Referencia (ERGA).

"[En los Països Catalans] tenemos una tradición naturalista muy importante y muchos grupos de investigación que trabajan en temas de evolución y biodiversidad, así como infraestructuras que nos permiten obtener las secuencias y realizar los análisis bioinformáticos", como el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG) o el Centro de Supercomputación. A este contexto investigador se suma el hecho de que los territorios de habla catalana concentran una biodiversidad muy grande, en torno al 25% de las especies presentes en Europa. De hecho, "el arco mediterráneo está considerado uno de los centros de biodiversidad a escala planetaria", destaca esta bióloga.

De momento, tal y como presentaron en un congreso celebrado recientemente en el que los investigadores hicieron balance de los primeros cinco años del proyecto, se han superado las expectativas iniciales. La Iniciativa arrancó con el objetivo de secuenciar 150 especies representativas de los territorios y ha evolucionado hasta un catálogo activo de 199 especies, desde corales mediterráneos hasta plantas endémicas, reptiles, aves o fauna subterránea. De éstas, 138 proceden directamente de los 34 proyectos financiados hasta ahora por el programa BioGenoma del IEC, que, a su vez, está impulsado por la conselleria de Universidades e Investigación.

Primero, las emblemáticas

Hacer el genoma de todas las especies es un trabajo mastodóntico, por eso en la iniciativa catalana se estableció como criterio, para empezar, que las especies escogidas fueran autóctonas de los Països Catalans y que tuvieran algún tipo de aplicación. Es, de hecho, el mismo criterio con el que arrancó el EBP, que establecía que la especie debía ser icónica, interesante o importante a nivel medioambiental, científico, económico o social.

El primer genoma que se produjo en el marco de la iniciativa catalana fue el de la pardela balear (Puffinus mauretanicus), endémica de las islas Baleares, y el pájaro marino europeo que corre más peligro de extinción. De hecho, si nada cambia, se estima que en 60 años habrá desaparecido por completo. Y es que de esta ave mueren muchas parejas cada año por culpa de la pesca de palangre, porque bajan a capturar peces y quedan enredadas en las redes de los pescadores. Los gatos y otros depredadores son también una amenaza importante para la supervivencia de este pájaro, ya que se comen los huevos y los polluelos.

"Secuenciamos el genoma de la pardela hace un par de años y eso nos ha permitido, en un nuevo estudio a escala poblacional, establecer su demografía, qué colonias se entrecruzan, evaluar el nivel de hibridación. Ahora, con esta información, también podemos ofrecer consejos de cara a la catalana planarias, un tipo de gusanos muy pequeños que viven en lagos y ríos.

También en catalán

Una vez secuenciado el genoma completo de una especie se deposita en repositorios internacionales para que toda la comunidad científica pueda acceder y utilizarlo.

"Hemos conseguido que las publicaciones puedan ser también en catalán –destaca con orgullo Garnatje–. Cuando enviamos el artículo a la revista científica con el genoma y su anotación [qué genes están expresados ​​y qué función hacen], en los repositorios se guarda una copia en catalán, de modo que quien quiera leerlo en catalán puede hacerlo".

Para esta experta botánica, la biodiversidad de organismos va en paralelo a la diversidad de culturas y lenguas. "Si perdemos el nombre de las plantas, acabamos perdiendo su conocimiento. Es crucial que conservemos la lengua, el nombre y los conocimientos tradicionales asociados a cada especie", reclama.

En su caso, Garnatje, junto con Laura Botigué, investigadora del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), contribuye a la iniciativa catalana con especies vegetales. "En el caso de las plantas, montamos un consorcio de diferentes universidades y grupos de investigación de Catalunya, Baleares y la Comunidad Valenciana e hicimos varias expediciones para ir a recolectar plantas", explica Garnatje.

Parte de las muestras obtenidas se guardan en pliegos en el herbario del Instituto Botánico, el segundo repositorio vegetal más importante de la Península Ibérica, un lugar que parece congelado en el tiempo, con ejemplares de plantas conservados en pliegos que contienen el nombre científico de la especie, la localidad donde se cosecharon, el día y la persona.

Otra parte de las muestras marcha al CRAG, donde el primero –y muy complicado– paso es extraer ADN de calidad. "Hay muestras en las que no lo conseguimos, como ha ocurrido con Achillea pyrenaica, la manzanilla de montaña", relata Botigué, a la vez que explica que los genomas de las plantas son muy complejos. A diferencia del genoma humano, que es diploide –eso quiere decir que recibimos dos copias de ADN, una por parte de padre y la otra por parte de madre– y que en total tiene 6.000 millones de bases químicas, en el caso de que las bases químicas, en el caso de más, pueden tener en su caso. tengan un genoma redundante, repetitivo, que dificulta muchísimo poder completar el puzle. Los algoritmos bioinformáticos no son capaces", reconoce Botigué.

Entre las especies vegetales incluidas en la iniciativa catalana se encuentra la popular árnica (Arnica montana), que crece en la alta montaña, florece poco y es muy utilizada popularmente y en farmacia para tratar los golpes, en formato pomada o macerada en alcohol. "Es necesario que se establezca una regulación para protegerla, porque se está sobreexplotando –reclama Garnatje–. La gente a menudo recoge cajas enteras, pero luego solo utiliza un poco y tira el resto. Además, la parte empleada es la inflorescencia –la flor–, lo que impide que se pueda reproducir". Por eso, prosigue, "tener su genoma es crucial, para ayudar a concienciar y también a establecer políticas de conservación". Además, e interesantemente, al no moverse, las plantas producen muchos productos para defenderse de los herbívoros, por ejemplo; por tanto, su material genético puede permitir encontrar moléculas para hacer medicamentos.

Riutort insiste en que el atlas catalán del genoma de la biodiversidad "ayuda a la conservación de los organismos, lo que implica, a su vez, la conservación del medio ambiente que de alrededor". "Porque, al final, debemos ser todos conscientes de que nuestra salud depende de nuestro medio ambiente. Está todo interconectado".