Analizan estructura de poblaciones de ostras perla mediante la genómica

Desde finales del Siglo 19, la acuicultura de perlas ha sido una industria venerada en Japón, permitiendo la diseminación del cultivo y la comercialización generalizada de hermosas perlas. Desde una perspectiva genética y evolutiva, los científicos conocen poco sobre la fuente de estas perlas, hasta ahora.

Los investigadores de la Marine Genomics Unit en la Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST), en colaboración con científicos de la Prefectura de Mie han utilizado datos genéticos de todo el genoma de especímenes de la ostra de perla japonesa Pinctada fucata en todo el Pacífico occidental, para elucidar cómo las poblaciones de otras perla varían genética y geográficamente. Sus análisis proporcionar información sobre cómo estas ostras de perla se han adaptado a los cambios ambientales a lo largo del tiempo. El conocimiento de la estructura genética de estas poblaciones será crucial para el desarrollo de estrategias de conservación efectivas y específicas para las especies a la luz del cambio climático, informaron los científicos.

“En particular, queríamos comprender la estructura de la población de P. fucata y cómo estas ostras de perla se trasladaron desde el suroeste del Pacífico (del cual Okinawa es parte), al norte, hasta la isla principal de Japón” manifestó el Dr. Takeshi Takeuchi, primer autor del estudio. “P. fucata es un buen modelo para entender la diferenciación genética debido a que la especies está muy extendida en todo el Pacífico occidental”.

El genoma de la ostra perla

Después de un siglo de éxito, la producción japonesa de perlas se desplomó durante la década de 1990 debido a la proliferación de algas perjudiciales y un brote de enfermedades bacterianas, que dañaron las poblaciones de ostras perla. Además, durante este tiempo, los productores de perlas introdujeron ostras de perla china en las aguas japonesas, amenazando la diversidad genética en la población de P. fucata.

Para conocer mejor y conservar estos animales, los científicos analizaron alrededor de 200 especímenes individuales de P. fucata de todo el territorio continental de Japón, el sur del archipiélago de Nansei, incluido lugares cerca de Okinawa, junto a China, Myanmar y Camboya. Para minimizar el efecto de la reciente mezcla entre las poblaciones japonesas y chinas, utilizaron muestras congeladas recolectadas entre 2000 y 2003. Ellos secuenciaron los genomas de los especímenes y analizaron 36,203 sitios de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP).

Takeuchi y su colegas encontraron que las ostras perla en el Japón continental están genéticamente distantes de la población sur en la isla Nansei, China y Camboya.

Sin embargo, los investigadores no podían entender por qué las ostras de perla en el continente japonés y las islas Nansei eran genéticamente distintas, debido a que no estaban separadas por una barrera terrestres. Debido a la fuerte corriente de Kuroshio, las ostras podrían ser fácilmente impulsadas desde Nansei hacia el continente, mezclando las poblaciones.

Para resolver este misterio, los científicos analizaron los factores ambientales que podrían influir en la diversificación genética, incluido los niveles de temperatura de la superficie del mar, oxígeno, dióxido de carbono, fosfato y nitrato en el agua, así como la salinidad del océano.

Mediante análisis estadístico, los científicos encontraron que la temperatura de la superficie del mar y la concentración del oxígeno están fuertemente correlacionados con la variación genética. Las poblaciones del continente y de Nansei son probablemente distintas porque se adaptaron a las condiciones ambientales locales, dijeron los investigadores.

Viajando en el tiempo

Estos hallazgos ayudaron a los investigadores a reconstruir la historia de P. fucata. Durante el Último Máximo Glacial (hace aproximadamente 20,000 años), las temperaturas de la superficie del océano eran mucho más bajas que las actuales, y las poblaciones de P. fucata estaban ausentes en el continente japonés. Sin embargo, después del último período glacial, las temperatura en Japón aumentaron y alcanzaron su punto máximo hace 6,000 años, permitiendo que las poblaciones de ostras se trasladen al continente de Japón.

En el futuro, los investigadores esperan continuar estudiando los genes de la ostra perla, debido a que el cambio climático y el aumento de la temperatura de los océanos pueden afectar la distribución de P. fucata.

“Utilizando datos de todo el genoma, revelamos la estructura de la población de la ostra perla en el Pacífico occidental” dijo Takeuchi. “Ahora estamos desarrollando marcadores de ADN para distinguir la población japonesa de otras. Esto será útil para conservar los recursos genéticos únicos de las ostras perla japonesa” destacó Takeuchi.