Reinas y villanas

Por Ana Sagastume

Las skuas, aves marinas que habitan ambos polos, parecen estar demostrando ser capaces de soportar condiciones adversas propias del cambio climático, según una investigación que se está llevando adelante en la Universidad Andrés Bello (Chile) y que tiene como integrante a una graduada de la UNNOBA.

Lucila Belén Morales, licenciada en genética de la UNNOBA, destaca la importancia de estudiar a estas aves “poco carismáticas” por ser agresivas y obtener su alimento, principalmente, de pichones de otras aves (además de animales en proceso de descomposición, huevos, peces, crustáceos y moluscos). Incluso, una de sus fuentes principales de alimento (en el Polo Sur) es el “pingüino-bebé” (polluelo), ave muy popular dentro del mundo humano, protagonista de numerosos films y relatos infantiles en los que despierta ternura por su caminar gracioso y su comportamiento gregario. ¿Será por eso que las skuas, tan dignas de existir como cualquier otro ser en la Tierra, han sido poco estudiadas por la ciencia y son unas absolutas desconocidas para la mayoría, en contraste con la innegable fama de sus presas?

“Las skuas son aves marinas migratorias que están tanto en el Polo Norte como en el Sur, y se caracterizan por ser depredadoras e, incluso, carroñeras. También roban alimento de otras aves”, describe. Demuestran distinto tipo de comportamiento según el polo en el que habitan: “En el hemisferio sur son las ‘reinas’, ya que dominan: son una de las cabezas de la cadena alimenticia. En el norte, en cambio, están en un eslabón más abajo de la cadena, luego de los zorros árticos y osos polares. Esta diferencia define su conducta, siendo las del sur más agresivas, mientras que las del norte tienden a escapar.”

En virtud de que son depredadores “tope” dentro de la cadena alimenticia, las skuas son especies que se constituyen como “indicadores de la salud del ecosistema”: si ellas pueden conseguir alimento, es un buen indicio de equilibrio del conjunto. Ese es otro de los factores que define la importancia de la investigación emprendida por Lucila, en el marco de su tesis doctoral dirigida por la doctora Juliana de Abreu Vianna.

“Tiene una dieta variada y se alimentan de una amplia gama de presas. Este comportamiento oportunista podría sugerir que las skuas son capaces de adaptarse a cambios en la disponibilidad de recursos, como los que podrían ocurrir debido al cambio climático”, explica esta graduada de la UNNOBA, oriunda de Pergamino, que ha explorado los mares que rodean a los continentes ártico y antártico en búsqueda de muestras para su estudio, y hoy reside en Santiago de Chile.

Pero su capacidad de adaptación no se observa solo en su comportamiento, sino que también se advierte en el plano de la genética. Precisamente, desde este campo de conocimiento es que Lucila estudia a estas aves. Específicamente, desde la genómica comparada.

Concretamente, las investigaciones iniciales se centraron en el estudio de cuatro especies de skuas que habitan en la Antártida, así como de los procesos de hibridación que ocurrían entre ellas y que podrían estar promoviendo el flujo de genes que les permitirían adaptarse a climas de frío extremo.

En rigor, las skuas son el nombre vulgar de una familia llamada Stercorariidae, un ave que tiene la particularidad de aún no haber completado su proceso de especiación. “Las barreras reproductivas entre las especies—explica Lucila—no se cerraron del todo. Esto hace que pueda haber casos de hibridación. Por lo general los híbridos no son viables, se mueren. Pero, en este caso, sí lo son.”

Las 4 especias de skuas de la Antártida son: Stercorarius maccormicki, Stercorarius antarcticus lonnbergi, Stercorarius chilensis y Stercorarius antarcticus hamiltoni. De acuerdo a la investigación que se inició en 2022, la interacción entre ellas estaría generando especies híbridas que poseen un mejor pronóstico de sobrevida frente al calentamiento global, de acuerdo a métodos de predicción computacional que Lucila emplea en el marco del Doctorado en Bioinformática y Biología de Sistemas del Centro de Bioinformática y Biología Integrativa (CBIB) de la Facultad Ciencias de la Vida de la Universidad Andrés Bello. “Comparamos especies puras e híbridas y observamos que las híbridas están seleccionando positivamente sus genes, lo cual podría beneficiar su sobrevida y adaptabilidad frente a los eventos climáticos que están ocurriendo actualmente y que se van a profundizar en el futuro”, asegura Lucila.

Adaptación al frío extremo y a la alta radiación

Como resultado de la investigación, se identificaron genes que parecieran estar vinculados con el desarrollo de una coloración más clara en las plumas en algunas de estas aves. “Esta coloración podría jugar un papel importante en la protección contra la radiación ultravioleta (UV), especialmente en las latitudes extremas. O sea, podría estar ayudando a las skuas a captar menos radiación, lo que es crucial en entornos con alta exposición a los rayos UV, como las regiones polares”, puntualiza Lucila.

Por otra parte, los genes identificados también podrían estar involucrados en otros aspectos adaptativos relacionados con el plumaje, como la termorregulación: “Las plumas de colores más claros reflejan más luz solar, lo que puede ser útil en entornos donde hay riesgo de sobrecalentamiento, como en áreas con alta exposición al sol o durante las estaciones más cálidas. Esto ayudaría a evitar que el ave se sobrecaliente y facilitaría la disipación del calor.”

Adicionalmente, según estudios previos hechos en otros animales y humanos, estos genes, a la vez, se vinculan con el desarrollo de tejido adiposo, lo cual beneficiaría a estas aves a la hora de soportar condiciones de frío y viento extremos.

En síntesis, en las regiones polares, donde las temperaturas son extremadamente bajas, una coloración adecuada del plumaje podría ayudar a las skuas a equilibrar la necesidad de retener calor, sin sobreexponerse a la radiación UV: “Las plumas más claras podrían minimizar la absorción de calor y ayudar a mantener una temperatura corporal estable, sin aumentar el riesgo de daño por radiación solar”. Sumado a ello, la generación de tejido adiposo que estos genes promueven, las ayudaría a soportar mejor el frío extremo de los polos.

Si bien se consideraba, por estudios ecológicos previos, que la hibridación de las skuas estaba teniendo lugar en un sitio específico de la Antártida, las investigaciones realizadas a nivel genómico demostrarían que estaría ocurriendo a lo largo de toda la península, lo cual constituye otro de los hallazgos importantes del equipo.

Aportes al conocimiento

“No es común encontrar especies con características de especiación incompleta, tal como ocurre con las skuas”, remarca Lucila. Por tanto, su investigación podría contribuir a explicar la historia evolutiva de las aves, proporcionando información valiosa sobre estos procesos: “Nos permitiría entender mejor cómo ocurren la especiación de las aves en general.”

En esa línea, la investigación también podría ayudar a describir las etapas clave en la diferenciación genómica y los procesos adaptativos al ambiente. Además, podría ofrecer una comprensión más profunda de la hibridación entre especies, así como de la evolución y el establecimiento de barreras reproductivas definitivas entre ellas. “Al ser una especie de especiación reciente, es posible inferir y determinar, a nivel del genoma, cómo son las etapas hasta que el proceso se cierra”, señala.

Por otra parte, los hallazgos del proyecto también podrían redundar en ciencia aplicada: “Si se determina cuál es la capacidad de sobrevivencia de las skuas a ambientes extremos y frente al calentamiento global, se podrían hacer predicciones para programas de conservación de otras especies con características similares. El conocimiento del potencial adaptativo de las skuas podría ser utilizado para elaborar distintas estrategias de manejo de conservación de aves amenazadas o en peligro de extinción.”

Por último, el modelo de trabajo se podría replicar al estudio de otras aves en condiciones similares, en la búsqueda de determinar, de manera rápida y eficaz, cuán susceptibles son de adaptarse al cambio climático.

Origen de las skuas

Una de las características que más sorprenden de las skuas es que se las puede encontrar tanto en el Polo Norte como en el Sur. Incluso, la Stercorarius maccormicki viaja de sur a norte en una época determinada del año: “Se reproduce en la Antártida y migra a alimentarse a la región Ártica.” ¿Cómo han logrado, entonces, una distribución geográfica tan amplia?

La explicación puede surgir de algunas hipótesis que, actualmente, los biólogos tienen sobre el origen de las skuas. Todas coinciden en que el ancestro común de ellas vivía hace 120 millones de años en el hemisferio norte y que, luego, migró hacia el hemisferio sur. Allí, las skuas habrían quedado atrapadas por la última glaciación, disminuyendo en cantidad (lo que se denomina, técnicamente, “contracción poblacional”). Así y todo, lograron sobrevivir a la última glaciación, redundando ello en una adaptación, diversificación y expansión de la especie.

De esta manera, en la Antártida se habrían originado diversas especies de skuas, siendo las del sur más vigorosas y grandes en comparación con sus antecesoras. Cuando la glaciación terminó y las skuas pudieron expandirse en todo el continente antártico, habría tenido lugar una competencia que culminó cuando las especies más pequeñas migraron al Ártico y así volvieron a su “hogar de origen”. “Como resultado de esta competencia, las skuas habrían vuelto a recolonizar y a expandirse en todo el Polo Norte”, añade Lucila.

La investigación de Lucila Morales forma parte del proyecto “Genomic adaptation to polar environments: introgression, common ancestor adaptation or convergent evolution of Arctic and Antarctic seabirds”, dirigido por la doctora Juliana de Abreu Vianna.

Lucila, licenciada en genética de la UNNOBA, es doctoranda en la Universidad Andrés Bello, dentro del Doctorado en Bioinformática y Biología de Sistemas del Departamento Centro de Bioinformática y Biología Integrativa (CBIB) de la Facultad Ciencias de la Vida. Además, es estudiante adscrita de los Institutos Milenio BASE (Biodiversidad de Ecosistemas Antárticos Y Subantárticos) y CRG (Centro de Regulación del Genoma).

La última campaña en la que participó, junto a las doctoras Juliana Vianna y Fabiola León, y el doctor Luis Pertierra, recorrió el Ártico en junio de 2024 en el marco de las primeras expediciones árticas del Instituto Milenio BASE y la empresa francesa PONANT.

Agradecimientos: al equipo del Laboratorio de Biodiversidad Molecular (Pontificia Universidad Católica de Chile) y al Instituto Milenio Base, por las imágenes que ilustran esta nota. Este último organismo, junto con la empresa francesa PONANT, impulsó las campañas ártica y antártica.

Diseño y adaptación de imágenes: Laura Caturla