Cómo transportar un tanque de nitrógeno líquido al Amazonas ayudó a provocar la revolución genética de la ornitología

MUSEO NACIONAL DE HISTORIA NATURAL

Hace casi 40 años, el zoólogo del Smithsonian Gary Graves recolectó muestras de tejido en la jungla que formaron el núcleo de la colección de ADN del museo.

Jack Tamisiea

En 1986, el ornitólogo Gary Graves y un equipo de biólogos del Smithsonian descendieron a un tramo remoto de la cuenca del Amazonas de Brasil en busca de aves. Durante las siguientes siete semanas, Graves contrajo un caso de malaria, se bañó en afluentes repletos de pirañas y soportó muchas de las otras dificultades que habían plagado a los exploradores de la región durante siglos.

Pero los pájaros hicieron que todo valiera la pena. La selva amazónica es el hogar de más de 1.500 especies de aves, incluidas guacamayas multicolores, tucanes de pico ancho, trogones radiantes y fuertes águilas arpías. Graves recogió muestras de corazón, hígado y músculos de las diferentes aves que encontró durante la expedición. Para mantener frescas las muestras de tejido en la bochornosa naturaleza, las almacenó en un tanque de nitrógeno líquido que había arrastrado al Amazonas.

Graves, ahora curador de aves en el Museo Nacional de Historia Natural, había extraído una mina de oro de datos genéticos de la jungla. Había planeado analizar extractos de tejido mediante electroforesis de proteínas, una técnica entonces de última generación para separar proteínas por su tamaño mediante una carga eléctrica. En 1986, aún no se habían inventado técnicas de laboratorio profundas para secuenciar el ADN.

La falta de técnicas de secuenciación del genoma precisas y asequibles oscureció el verdadero valor de estas muestras durante décadas. Pero a medida que mejoraron los procesos de secuenciación del ADN, Graves y sus colegas finalmente fueron capaces de darse cuenta del potencial científico de las muestras recolectadas en esa fatídica expedición: “Nunca hubieras imaginado que estos pequeños tubos de tejido congelado que traje durante casi toda mi vida hace eventualmente sería útil para algo así”, dijo Graves.

Hoy en día, puede que no haya un almacén de ADN más grande en la Tierra que el Museo Nacional de Historia Natural.

En los años transcurridos desde el lanzamiento del proyecto B10K en 2015, Graves y sus colegas han publicado una gran cantidad de artículos que describen los genomas de unas 363 especies de aves y contando. Cada uno de estos conjuntos de datos genéticos está disponible públicamente para que investigadores de todo el mundo lo utilicen en sus propios estudios. A medida que construyen este extenso archivo genético, los investigadores del B10K han podido plantear preguntas a gran escala sobre cómo han respondido las aves a cambios ambientales pasados, lo que puede proporcionar pistas sobre cómo le irá a la fauna emplumada en el futuro.

En los últimos meses, Graves y sus colegas publicaron un par de artículos en Proceedings of the National Academy of Sciences and Nature Ecology and Evolution que utilizan la genética para inferir cómo 263 especies diferentes de aves respondieron al cambio climático durante el último millón de años. El equipo midió rasgos específicos como el tamaño corporal, el número de huevos y la longitud del pico para las diferentes especies de aves. Luego utilizaron los datos genéticos para modelar cómo habían fluctuado las poblaciones de cada ave durante el último millón de años.

Según Graves, esto les permitió hacer observaciones sobre qué rasgos eran beneficiosos durante condiciones climáticas específicas. "Es una forma de obtener información sobre lo que podríamos esperar si la Tierra se calienta o se enfría a niveles observados en el pasado distante y cómo eso podría afectar a estas comunidades de aves", dijo Graves. "Si sabemos lo que ocurrió en el pasado, entonces podremos pronosticar qué esperar en el futuro". Por ejemplo, descubrieron que las aves de gran cuerpo tuvieron que sudar durante un intenso período de calentamiento hace aproximadamente 130.000 años que benefició en gran medida a las aves más pequeñas.

Para Graves, las preguntas que podrían responderse utilizando estos conjuntos de datos genéticos son infinitas. Con los genomas de más de 2.000 especies adicionales actualmente en proceso de secuenciación, su equipo colaborativo planea incorporar aún más especies en estos modelos para proporcionar un marco para el futuro de todo, desde avutardas hasta pinzones cebra en todo el mundo.

“Lo que me gusta de esta investigación es que es el resultado final de procesos científicos que comenzaron hace más de 35 años”. – Gary Graves, zoólogo investigador y curador de aves

Puede que no haya un almacén de ADN más grande en la Tierra que el Museo Nacional de Historia Natural, cuyos más de 146 millones de especímenes (que incluyen cocodrilos encurtidos, pieles de tilacino y más de 640.000 especímenes de aves) están repletos de puntos de datos cruciales esperando ser examinados. "Esta es una forma muy interesante en la que las colecciones del Smithsonian contribuyen a la próxima generación de ciencia de vanguardia", dijo.

"Sin los tipos de recursos genéticos conservados en este museo, gran parte de este trabajo no sería posible", dijo Graves. "No hay soluciones para esto, o lo tienes o no lo tienes".

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Jack Tamisiea | | LEER MÁS

Jack Tamisiea es especialista en comunicación científica en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian. Además de cubrir todo lo relacionado con la historia natural para el blog del museo, Smithsonian Voices, realiza un seguimiento de la cobertura de los medios y coordina las actividades de filmación para la Oficina de Comunicaciones y Asuntos Públicos del museo. Jack completó recientemente su maestría en redacción científica en la Universidad Johns Hopkins y sus escritos han aparecido en el New York Times, Scientific American, National Geographic y otras publicaciones centradas en la ciencia. En su tiempo libre, le encanta explorar el aire libre con un cuaderno de bocetos y una cámara. Puede leer más sobre el trabajo de Jack en https://jacktamisiea.com.

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