L’estudi, liderat per investigadors de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE-CSIC-UPF) i el Museu de Ciències Naturals de Barcelona, recupera per primer cop el genoma d’un insecte extint Els patrons genètics trobats podrien servir per identificar altres insectes en perill d’extinció.
La papallona Xerces Blue (Glaucopsyche xerces) era originària de les dunes costaneres de San Francisco, als Estats Units. Amb el creixement de la ciutat es va destruir gran part del seu hàbitat i la població va quedar relegada al Parc Nacional del Golden Gate. Les seves ales eren d’un color blau iridescent intens, amb unes taques blanques característiques a la part ventral. Els darrers espècimens de la seva espècie van ser trobats el 1941 per l’entomòleg W. Harry Lange. Es considera la primera mena d’insecte extingida en temps històrics. La seva desaparició l’ha convertit en una icona mundial de l’extinció induïda pels humans, fins al punt de donar nom a una coneguda associació conservacionista nord-americana: la Xerces Society.
Ara un equip liderat per investigadors de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE-CSIC-UPF) i el Museu de Ciències Naturals de Barcelona ha aconseguit seqüenciar el genoma de quatre d’aquestes papallones. També el de set exemplars de Silvery Blue (Glaucopsyche lygdamus) entre 80 i 100 anys d’antiguitat, procedents de l’Smithsonian Institution de Washington.
Un estudi previ del 2022 va recuperar l’ADN mitocondrial d’un espècimen de papallona Xerces Blue i el va comparar amb el de Silvery Blue, el seu parent viu més proper, fet que va confirmar que efectivament eren espècies diferents i no només poblacions diferents. Els investigadors han pogut inferir que les dues espècies es van separar fa entre un i dos milions d’anys i que constituïen dos llinatges evolutius diferents.
La comparació del genoma de les dues espècies revela que l’ADN de la papallona Xerces Blue contenia una alta incidència d’endogàmia, un senyal de disminució de la població que es podria utilitzar per identificar altres espècies d’insectes amenaçades per l’activitat humana i els patrons d’extinció de les quals, al contrari del que passa amb els vertebrats, no es coneixen bé avui dia. A més, també podria aplanar el camí cap a la desextinció (el conjunt de tècniques que permeten tornar a engendrar un exemplar o fins i tot reviure una espècie extinta completa ja desapareguda) d’aquesta papallona, un projecte que desperta l’interès de la comunitat científica des de fa anys.
El genoma de Xerces Blue revela la història de la seva extinció
Els resultats de la investigació indiquen que la papallona Xerces Blue va experimentar un gran declivi demogràfic durant desenes de milers d’anys, probablement causat per canvis en els factors climàtics que no van afectar la Silvery Blue. La destrucció del seu hàbitat per part dels humans, però, seria el desencadenant de la seva extinció final.
L’estudi així ho conclou després de detectar al seu genoma els trets propis d’una població reduïda, entre els quals s’inclouen una diversitat genètica escassa, llargs fragments cromosòmics sense variació genètica i una freqüència elevada d’al·lels deleteris, que perjudicaven la viabilitat dels individus i la convertien en allò que avui anomenaríem una espècie vulnerable.
La Xerces Blue és una icona de l’extinció d’insectes a tot el món. Ara el seu genoma podria ajudar a prevenir l’extinció d’altres insectes en perill, els forts declivis demogràfics dels quals no són evidents.
“Detectar espècies de mamífers en perill d’extinció és més fàcil, perquè en molts casos és possible comptar els individus”, explica Roger Vila, investigador de l’IBE (CSIC-UPF) i colíder d’aquesta investigació.
“Hi ha molts insectes en perill d’extinció, però la situació del qual passa desapercebuda perquè és extremadament difícil censar les seves poblacions, que en general ens semblen molt abundants. Tot i això, poden ser molt sensibles a les variacions del clima i l’acció humana, per exemple, als pesticides. Per aquest motiu, creiem que els trets genòmics que assenyalen la reducció de la població de la papallona Xerces Blue podrien servir d’alerta actualment i ajudar a detectar insectes vulnerables en futurs estudis”, destaca Vila.
Conèixer el genoma complet, primer pas cap a la desextinció
La desaparició d’insectes, especialment els pol·linitzadors, és un problema ecològic molt greu a nivell mundial. Per això, la desextinció d’espècies com la papallona Xerces Blue mitjançant tècniques d’enginyeria genètica basades en el CRISPR és molt interessant per a la comunitat científica.
“La papallona Xerces Blue és una candidata excel·lent a la desextinció perquè es tracta d’un insecte que va desaparèixer fa relativament poc, per la qual cosa es redueix l’impacte ecològic de la seva reaparició, i no implica risc de plagues o sobrecreixement pel temps limitat d’aparició dels adults (entre març i abril) i per la seva especialització ecològica. Per això esperem que disposar del vostre genoma complet pugui ajudar a la seva desextinció en iniciatives futures”, assenyala l’altre líder de l’estudi, Carles Lalueza-Fox, investigador de l’IBE (CSIC-UPF) i director del Museu de Ciències Naturals de Barcelona.
La papallona Xerces Blue és una icona de l’extinció d’insectes a tot el món. Segons els investigadors, la seqüenciació del seu genoma podria ajudar a prevenir l’extinció d’altres insectes en perill, els forts declivis demogràfics dels quals no són evidents.
Artícle de referència: 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
IBE-CSIC-UPF Comunicació
Imatge de Xerces Blue en una branca de la planta de la qual s’alimentava: ‘Acmispon glaber’. / Martí Franch