Una investigación revela diversidad genética previa a la extinción en Cape Lion

Los leones del Cabo solían deambular por las llanuras cubiertas de hierba de Cape Flats en Sudáfrica, en lo que ahora se conoce como Cabo Occidental Providence. Cuando los europeos llegaron al sur de África a mediados del siglo XVII, se cazaban leones de cabeza negra, junto con muchos otros carnívoros y herbívoros africanos, como práctica agrícola para proteger al ganado y a los humanos. A mediados del siglo XIX, menos de 200 años después de la llegada de los europeos, los leones de cabeza negra habían sido cazados hasta su extinción.

Los naturalistas europeos describieron que el león del Cabo tenía una melena particularmente negra y que era morfológicamente distinto. Sin embargo, imágenes y descripciones alternativas de leones aborígenes de cabeza negra indican colores mezclados o claros. Para resaltar esta discrepancia, un estudio reciente publicado en la revista Genetics, dirigido por un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, comparó la diversidad genética y el carácter distintivo entre los leones del cabo y los leones modernos en 13 países africanos.

El equipo incluye investigadores del Instituto Carl R. Woese de Biología del Genoma, incluida la investigadora postdoctoral y primera autora Aleida de Vlaming, el profesor de Antropología Ripan Malhi (codirector de CIS/GSP/GNDP/IGOH), el profesor de Ciencia Animal Alfred Rocca (EIRH/GNDP), y el profesor asociado de Biología Integrativa Julian Katchin (CIS/GNDP), junto con biólogos de la Universidad Roosevelt y el Museo Field.

«Lo interesante es que el nombre científico de la capa del león, Panthera leo melanochaitus, significa literalmente melena negra, pero esa descripción se basó en un solo espécimen», dijo Julian Kerbes Peterhans, profesor emérito de la Universidad Roosevelt. «Históricamente, vemos muchos ejemplos de criaturas grandes y carismáticas como los leones, donde todos quieren afirmar que han descubierto una nueva especie, sin tener en cuenta la diversidad de la población o si la especie es única».

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Investigaciones anteriores se centraron en partes limitadas del genoma del león del Cabo, lo que proporcionó la primera indicación de que estos leones pueden no ser tan distintos como se pensaba inicialmente. Sin embargo, este estudio representa el primer examen exhaustivo de todo el genoma del león del Cabo en comparación con las poblaciones de leones contemporáneas en toda África.

El equipo recolectó muestras de dos cráneos con cabeza de león que actualmente se encuentran en el Museo Field. Estos cráneos se exhibieron inicialmente en el Instituto Sudafricano de Ciudad del Cabo (1828-1838) como componentes esenciales de los vehículos de taxidermia. La historia bien documentada de los cráneos ha permitido a los investigadores contextualizar la diversidad de cabezas negras dentro de un período de tiempo específico.

«A diferencia de la mayoría de los otros especímenes de leones del Cabo en todo el mundo, estos especímenes tenían una historia rastreable y una ubicación geográfica para su recolección, por lo que tenían un linaje», dijo Thomas Gnoski, biólogo del Museo Field. «Como tal, fue una gran oportunidad y un desafío ver qué la aplicación de los últimos métodos genómicos podría decirnos sobre estas muestras».

Los datos genómicos recopilados de los cráneos se compararon con 118 mitogenomas y genomas nucleares de otros 53 leones de África. Utilizando análisis genómicos gratuitos, descubrieron que el genoma de cabeza negra era diverso y mostraba conexiones genómicas con otros leones del sur y este de África. Si bien los investigadores reconocen las limitaciones de tener solo dos especímenes de leones del Cabo, enfatizaron que los resultados indican que las características genéticas que poseían los leones del Cabo todavía están presentes en las poblaciones de leones históricas y algunas contemporáneas en estas regiones de África.

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«Una de las cosas más sorprendentes es que encontramos una diversidad genética tan alta en las poblaciones de leones del Cabo», dijo De Vlaming. «Ambos cráneos provenían de la misma área pequeña, pero tenían linajes completamente diferentes de ADN mitocondrial y genomas nucleares. Esto nos dice que había leones genéticamente muy diversos viviendo en el Cabo antes de ser extirpados».

Los investigadores también descubrieron que los genomas del león del cabo mostraban un alto grado de heterocigosidad, careciendo de rasgos típicamente asociados con grupos pequeños y endogamia, características observadas con frecuencia en especies en peligro de extinción que enfrentan una disminución de su población. Esta inesperada ausencia de tales rasgos en los genomas del león del Cabo es particularmente notable, considerando lo cerca que estaba el grupo de cráneos de la extinción de la especie.

«Las especies contemporáneas que están en peligro crítico de extinción y en peligro de extinción, como el rinoceronte o la mangosta de patas negras, a menudo tienen poblaciones muy pequeñas, lo que conduce a la endogamia y a la falta de heterocigosidad», explicó De Vlaming. «Los leones de cabeza negra no tenían ninguna de esas firmas genómicas. Lo que esto significa es que los leones de cabeza negra fueron cazados tan rápidamente que sus genomas no tuvieron tiempo de acumular firmas de tamaño de población pequeña a largo plazo».

La notable riqueza del genoma del león del Cabo sugiere que estos leones probablemente muestren una variación fenotípica significativa, incluida una coloración diversa de la melena. Esto se alinea más estrechamente con descripciones alternativas y puntos de vista indígenas de la especie, lo que, según los investigadores, subraya la importancia de integrar diversos sistemas de conocimiento para mejorar nuestra comprensión de la historia de las especies.

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«Para mí, la gran conclusión de este estudio no se refiere específicamente a los leones de cabeza negra», dijo Malhi. «La información que obtuvimos de los datos y análisis genómicos no se ajustaba a lo que se pensaba sobre los leones de cabeza negra según las descripciones coloniales. » Este estudio es un buen ejemplo de cómo la identificación de especímenes de especies utilizando información de personas que no son originarias de esa región puede llevar a ignorar la diversidad en una población que es importante para comprender la evolución.

El equipo sugiere que este descubrimiento proporciona información para dar forma a futuras estrategias de conservación, especialmente para las especies de leones contemporáneas en África. Los resultados subrayan la importancia de los parques transfronterizos y el aumento de la conectividad genética entre las poblaciones de África para mantener la diversidad genética y el flujo de genes.

«Trabajar con museos, como el Field Museum, es una oportunidad apasionante para aplicar análisis de ADN antiguo para comprender mejor las interacciones entre humanos y animales», dijo De Vlaming. «Creo que es un área que se estudiará cada vez más a medida que nuestra tecnología genética siga avanzando».

El estudio fue financiado por el Proyecto Wildlife TRAPS de USAID, el Departamento de Agricultura de EE. UU., la Fundación Nacional de Ciencias y la Universidad de Illinois. Se puede encontrar en https://doi.org/10.1093/jhered/esad081.

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