Secuenciado el genoma de la mariposa Xerces azul, un icono de la extinción causada por los humanos

Científicos recuperan por primera vez el genoma de un insecto extinto. Los patrones genéticos encontrados podrían servir para identificar otros insectos, hoy en peligro de desaparecer de la faz de la Tierra.

Por el Instituto de Biología Evolutiva (IBE-CSIC-UPF)

La mariposa Xerces azul (Glaucopsyche xerces) era originaria de las dunas costeras de San Francisco, en Estados Unidos. Con el crecimiento de la ciudad se destruyó gran parte de su hábitat y su población quedó relegada al Parque Nacional del Golden Gate. Sus alas eran de un color azul iridiscente intenso, con unas manchas blancas características en la parte ventral. Los últimos especímenes de su especie fueron hallados en 1941 por el entomólogo W. Harry Lange. Se considera la primera especie de insecto extinguida en tiempos históricos. Su desaparición la ha convertido en un icono mundial de la extinción inducida por los humanos, hasta el punto de dar nombre a una famosa asociación conservacionista norteamericana: la Xerces Society.

Imagen de Xerces azul en una rama de la planta de la que se alimentaba: Acmispon glaber. Foto: Martí Franch

Ahora, un equipo liderado por investigadores del Instituto de Biología Evolutiva (IBE-CSIC-UPF) y el Museo de Ciencias Naturales de Barcelona ha logrado secuenciar el genoma de cuatro de estas mariposas. También el de siete ejemplares de Silvery azul (Glaucopsyche lygdamus) de entre 80 y 100 años de antigüedad, procedentes del Smithsonian Institution de Washington.

Un estudio previo de 2022 recuperó el ADN mitocondrial de un espécimen de mariposa Xerces azul y lo comparó con el de la Silvery azul, su pariente vivo más cercano, lo que confirmó que efectivamente eran especies distintas y no solo poblaciones diferentes. Los investigadores han podido inferir que ambas especies se separaron hace entre uno y dos millones de años y que constituían dos linajes evolutivos distintos.

La comparación del genoma de ambas especies desvela que el ADN de la mariposa Xerces azul contenía una alta incidencia de endogamia, una señal de disminución de la población que podría utilizarse para identificar otras especies de insectos amenazadas por la actividad humana y cuyos patrones de extinción, al contrario de lo que ocurre con los vertebrados, no se conocen bien hoy en día. Además, también podría allanar el camino hacia la desextinción (el conjunto de técnicas que permiten volver a engendrar a un ejemplar o incluso revivir una especie extinta completa ya desaparecida) de esta popular mariposa, un proyecto que despierta el interés de la comunidad científica desde hace años.

Muestras de la mariposa extinta Glaucopsyche xerces en las colecciones del Field Museum of Natural History. Foto: Wikipedia

El genoma de Xerces azul desvela la historia de su extinción

Los resultados de la investigación indican que la mariposa Xerces azul experimentó un gran declive demográfico durante decenas de miles de años, probablemente causado por cambios en los factores climáticos que no afectaron a la Silvery azul. La destrucción de su hábitat por parte de los seres humanos, sin embargo, sería el desencadenante de su extinción final.

El estudio así lo concluye tras detectar en su genoma los rasgos propios de una población reducida, entre los cuales se incluyen una diversidad genética escasa, largos fragmentos cromosómicos sin variación genética y una elevada frecuencia de alelos deletéreos, que perjudicaban la viabilidad de los individuos y la convertían en lo que hoy denominaríamos una especie vulnerable.

La Xerces azul es un icono de la extinción de insectos en todo el mundo. Ahora su genoma podría ayudar a prevenir la extinción de otros insectos en peligro de desaparecer, cuyos fuertes declives demográficos no resultan evidentes.

“Detectar especies de mamíferos en peligro de extinción es más fácil, porque en muchos casos es posible contar los individuos”, explica Roger Vila, investigador del IBE (CSIC-UPF) y colíder de esta investigación.

“Hay muchos insectos en peligro de extinción, sin embargo, cuya situación pasa desapercibida porque es extremadamente difícil censar sus poblaciones, que en general nos parecen muy abundantes. Sin embargo, pueden ser muy sensibles a las variaciones del clima y la acción humana, por ejemplo, a los pesticidas. Por este motivo, creemos que los rasgos genómicos que señalan la reducción de la población de la mariposa Xerces azul podrían servir de alerta en la actualidad y ayudar a detectar insectos vulnerables en futuros estudios”, destaca Vila.

Mariposas, abejas, libélulas –arriba y escarabajos son algunos de los insectos más amenazados, especialmente por el cambio climático, la pérdida de hábitats por los usos agrícolas o los plaguicidas. Foto: Virvoreanu-Laurentiu

Conocer el genoma completo, primer paso hacia la desextinción

La desaparición de insectos, especialmente los polinizadores, es un problema ecológico muy grave a nivel mundial. Por ello, la desextinción de especies como la mariposa Xerces Blue mediante técnicas de ingeniería genética basadas en el CRISPR es de gran interés para la comunidad científica.

“La mariposa Xerces azul es una excelente candidata a la desextinción, porque se trata de un insecto que desapareció hace relativamente poco, por lo que se reduce el impacto ecológico de su reaparición, y no implica riesgo de plagas o sobrecrecimiento por el tiempo limitado de aparición de los adultos (entre marzo y abril) y por su especialización ecológica. Por eso esperamos que disponer de su genoma completo pueda ayudar a su desextinción en iniciativas futuras”, señala el otro líder del estudio, Carles Lalueza-Fox, investigador del IBE (CSIC-UPF) y director del Museo de Ciencias Naturales de Barcelona.

La mariposa Xerces azul es un icono de la extinción de insectos en todo el mundo. Según los investigadores, la secuenciación de su genoma podría ayudar a prevenir la extinción de otros insectos en peligro, cuyos fuertes declives demográficos no resultan evidentes.

• Información facilitada por el Instituto de Biología Evolutiva (IBE-CSIC-UPF)

• Referencia: Toni de-Dios, Claudia Fontsere, Pere Renom, Josefin Stiller, Laia Llovera, Marcela Uliano-Silva, Alejandro Sánchez-Gracia, Charlotte Wright Esther Lizano , Berta Caballero, Arcadi Navarro , Sergi Civit, Robert K. Robbins, Mark Blaxter, Tomàs Marquès-Bonet, Roger Vila, Carles Lalueza-Fox Whole-genomes from the extinct Xerces Blue butterfly can help identify declining insect species. eLife (2023). DOI:  https://doi.org/10.1101/2021.11.08.467457