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Primer ADN extraído de caracoles tropicales modernos, antiguos y de fósiles

Smithsonian Tropical Research Institute

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IMAGE: Caracoles excavados en el sitio arqueológico, Sitio Drago, en Bocas del Toro, Panamá. Alexis Sullivan pudo extraer de estos ADN (de hace aproximadamente 1,000 años).... view more 

Credit: Alexis Sullivan

En el País de las Maravillas, Alicia bebió una poción para encogerse. En la naturaleza, algunas especies animales se encogen para escapar de la atención de los cazadores humanos, un proceso que lleva de décadas a milenios. Para comenzar a comprender la genética de la reducción, científicos trabajando en el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) en Panamá, extrajeron con éxito ADN de caracoles marinos. Su nueva técnica no solo arrojará luz sobre cómo los animales, desde lagartos hasta lémures, se encogen, sino que revelará muchas otras historias escondidas en caracoles marinos.

"Los seres humanos son únicos como depredadores", comentó Alexis Sullivan, estudiante de doctorado en la Universidad de Penn State que realizó la investigación de campo como becaria a corto plazo en STRI. "La mayoría de los otros animales buscan presas más pequeñas, más jóvenes, más viejas o heridas que son fáciles de atrapar, pero los humanos a menudo toman al individuo más grande para alimentar muchas bocas o para exhibirlo como un trofeo".

Esta preferencia por los más grandes significa que los individuos más pequeños tienden a sobrevivir y reproducirse, lo que con el tiempo conduce a la evolución de los individuos más pequeños en la población. El padre de Sullivan era cazador, y ella recuerda que de niña le intrigaba que él decidiera perdonar la vida a los machos más grandes para evitar que esto sucediera en la población local de ciervos.

Cuando se unió al laboratorio de George Perry en Penn State, escribieron un artículo que revisaba "la historia profunda del entramado humano" con los animales y las plantas, y cómo estos organismos han cambiado físicamente debido a los comportamientos humanos. Sullivan esperaba escribir su tesis sobre los lémures, que se han reducido de tamaño casi en un 10% en solo 1,000 años, presumiblemente como resultado de la caza humana. Pero debido a que los lémures son primates, están en peligro de extinción y viven en Madagascar, la logística, sin mencionar el costo, de muestrear el ADN de los lémures modernos y antiguos fue abrumador para Sullivan.

Al mismo tiempo, Sullivan y Perry estaban fascinados por un estudio realizado por un científico de STRI, Aaron O'Dea, y sus colegas, quienes demostraron que los caracoles marinos Strombus pugilis, que los residentes de la costa caribeña suelen comer como ceviche o en buñuelos, se han vuelto más pequeños en las áreas donde se recolectaron como alimento. Los caracoles modernos contenían un 66% menos de carne que las de los antiguos arrecifes "prístinos". La logística de trabajar en la Estación Científica de Bocas del Toro del Smithsonian era sencilla, pero nadie había extraído antes ADN de caracoles tropicales, ni modernos ni antiguos.

"La mayor parte del ADN antiguo que se había secuenciado era de animales o plantas encontrados en permafrost, lo que ayuda a preservar el ADN", comentó Sullivan. "No teníamos idea de si el ADN sobreviviría en un ambiente tropical durante miles de años".

El primer paso que tomó fue crear una secuencia de referencia a partir de tejido de caracol fresco. Luego se trasladó al caparazón. Dado que los caracoles tienen mucho más carbonato de calcio que los huesos, Sullivan tuvo que modificar un enfoque estándar que se usa típicamente para extraer ADN del material esquelético humano. Este paso crucial fue recomendado por Stephanie Marciniak, especialista en ADN antiguo y becaria postdoctoral en el laboratorio de Perry.

Después de refinar el enfoque, Sullivan pasó a caracoles milenarios de un basurero en el sitio arqueológico conocido como Sitio Drago en Bocas del Toro. Este sitio ha sido estudiado por el investigador asociado de STRI y profesor en UCLA, Tom Wake.

"Esos caracoles probablemente habían sido cocinados por sus recolectores precolombinos, lo que hace que la exitosa extracción y secuenciación del ADN de Alexis sea aún más increíble", comentó Wake.

Finalmente, Sullivan recurrió a la misma especie de caracol preservada en un arrecife de coral del Holoceno medio, nuevamente en Bocas del Toro. Como esperaban, el ADN estaba mal conservado, pero Sullivan demostró que incluso los caracoles de más de 7,000 años conservaban fielmente el ADN.

"Me sorprendió", comentó O'Dea. "Después de 7,000 años a temperaturas superiores a 20 grados Celsius, estos caracoles aún conservaban fragmentos diminutos del ADN de los animales originales. Este trabajo abre la puerta para explorar los cambios genéticos en los caracoles, asociados con los cambios de tamaño durante milenios, y todo se debe a la habilidad y perseverancia de Alexis".

A medida que el equipo aprenda más sobre la biología y la genética del caracol, estarán en una posición mucho mejor para comprender si la cosecha humana o algo más explica por qué esos caracoles son más pequeños en las áreas donde se cosechan con frecuencia.

"Estamos especialmente agradecidos con la comunidad de Cayo Agua en Bocas del Toro que ofreció los caracoles para nuestras pruebas", comentó Sullivan. Espera regresar pronto a Panamá para compartir sus resultados con ellos.

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