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De ovejas y vacas a jirafas, el estudio del genoma revela la evolución de los rumiantes


Un equipo de investigadores ha llevado a cabo un estudio detallado de los genomas de los rumiantes, dando una nueva perspectiva de su evolución y éxito.


por UC Davis


Los rumiantes, incluidos los ciervos y antílopes, así como las ovejas, las cabras, el ganado y sus parientes silvestres, han prosperado en muchos ecosistemas de todo el mundo. Su tamaño varía desde el diminuto ciervo de ratón de Malasia hasta la imponente jirafa africana.

El nuevo estudio publicado hoy (21 de junio) en Science y dirigido por Wen Wang y Guojie Zhang en el Instituto de Zoología de Kunming, y Rasmus Heller en la Universidad de Copenhague, Dinamarca, incluyó al Profesor Harris Lewin en el Departamento de Evolución y Ecología de la UC Davis. y el centro del genoma.

Los rumiantes forman una parte importante de los sistemas agrícolas estadounidenses y mundiales. Las granjas y ranchos tienen un estimado de 95 millones de reses en los EE. UU., Junto con un estimado de 5.2 millones de ovejas y 2 millones de cabras.

«A medida que los ecosistemas de todo el mundo comienzan a mostrar el impacto del cambio climático, saber cuáles son los genes y sus variantes puede ayudar con los esfuerzos de conservación de las especies de rumiantes amenazadas y en peligro de extinción. También puede proporcionar recursos para ayudar a mitigar los efectos del cambio climático en la agricultura. «Los productos básicos, como el ganado de cría, se adaptan más a climas más cálidos y secos», dijo Lewin.

El equipo generó más de 40 billones de pares de bases de secuencias de ADN en bruto y las reunió en genomas para 44 especies. Sobre la base de estos datos, pudieron crear un nuevo árbol genealógico para rumiantes, colocando el más grande (jirafa) y el más pequeño (ciervo de ratón menor) en algunas de las primeras ramas después de que los rumiantes emergieron como grupo hace 32 a 39 millones de años.

«Los datos producidos en este estudio brindan una hoja de ruta genómica fundamental para este importante grupo de mamíferos de importancia ecológica y económica», dijo Lewin, quien también preside el Proyecto del BioGenoma de la Tierra, un esfuerzo global para secuenciar el código genético de todos los eucariotas del planeta. Millones de especies conocidas, incluyendo todas las plantas, animales, protozoos y hongos. «Es un recurso tremendo no solo para comprender cómo la evolución ha dado forma a los rumiantes, sino también para comprender la base de los rasgos deseables e indeseables, como las enfermedades hereditarias».

Genes para un sistema digestivo único.

Todos los rumiantes tienen un estómago especializado y de múltiples cámaras que les permite fermentar las plantas que comen utilizando microbios y traer material para masticar más, lo que ayuda a la digestión. Este sistema digestivo altamente especializado permite a los rumiantes sacar el máximo provecho de una dieta rica en celulosa no digerible.

El estudio mostró que, entre los 295 genes recién evolucionados identificados en los rumiantes, muchos estaban asociados con el sistema digestivo, como la estructura y función del estómago compartimentado: el rumen, el omaso y el abomaso.

El equipo también identificó una serie de genes asociados con cuernos y astas. Los rumiantes suelen tener cuernos o astas que pueden desempeñar un papel en la defensa o el comportamiento de apareamiento.

Los investigadores también pudieron identificar cambios evolutivos a nivel de especie. Como el animal terrestre más alto, las jirafas tienen una estatura y forma de cuerpo distintas, que probablemente son adaptaciones a su hábitat de sabana. Los investigadores descubrieron que entre los 366 genes relacionados con el desarrollo óseo, 115 tenían mutaciones específicas de jirafas.

Los genomas de rumiantes también pueden contener evidencia del impacto de los humanos en estos animales. Cuando los investigadores utilizaron un método para inferir el tamaño de la población anterior, encontraron descensos masivos en más de la mitad de las especies de hace 100.000 a 50.000 años, aproximadamente en la época en que los humanos modernos abandonaron África y se extendieron por todo el mundo.

Los investigadores crearon la Base de datos del genoma de rumiantes, una colección pública de los datos genómicos y transcriptómicos presentados en su estudio.

Traducción libre


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