- El hallazgo abre el panorama sobre la trayectoria de este animal en América y refleja la capacidad de las y los científicos del país para indagar en el pasado de la megafauna extinta mediante la paleogenómica
Dos especies de mamuts existieron en América: el lanudo, que habitó latitudes altas del continente, y el colombino, que pobló de Canadá a Costa Rica. Hasta hace poco, el estudio evolutivo a partir de datos genéticos del segundo se centraba exclusivamente en el análisis de ejemplares estadounidenses y canadienses.
No obstante, dicho enfoque cambió con el trabajo de Federico Sánchez Quinto, del Laboratorio Internacional de Investigación sobre el Genoma Humano (LIIGH) de la UNAM, y su equipo.
“Por primera vez incorporamos información de latitudes tropicales al muestreo geográfico y encontramos que los mamuts de la cuenca de México tienen linajes mitocondriales muy diferentes a los reportados con anterioridad de Estados Unidos y Canadá”.
Ello, además de ampliar el conocimiento sobre estos mamíferos, fortalece la paleogenómica mexicana como disciplina esencial en las indagatorias acerca de nuestro pasado. “Es el primer estudio genético de megafauna en el país. Haber conseguido la capacidad técnica, de recursos humanos e infraestructura para hacerlo aquí, nos permite saber más de nuestra historia natural”, indica María del Carmen Ávila Arcos, del LIIGH.
Los hallazgos fueron publicados por la revista Science en el artículo titulado “Columbian mammoth mitogenomes from Mexico uncover the species’ complex evolutionary history”, y se desprenden de un trabajo liderado por la UNAM que forma parte de un proyecto interdisciplinario e interinstitucional mucho más amplio en el que la Universidad colabora con el Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAH) y la Escuela Nacional de Antropología e Historia (ENAH).
Nuevos descubrimientos
Los mamuts aparecieron en el registro fósil, por primera vez, en África hace seis millones de años, y después migraron a Eurasia, donde surgieron diferentes especies. Una de ellas fue el mamut de las estepas, el cual llegó al continente americano hace aproximadamente un millón y medio de años y, a través de un proceso de especiación, mediante hibridación, dio pie al colombino.
“La evidencia sugiere que un evento de hibridación entre un linaje del mamut de las estepas, asociado genéticamente a una muestra de hace 1.6 millones de años del sitio Krestovka, y ancestros de los lanudos, dieron origen al colombino, que vivió en el continente americano hasta su extinción a finales del Pleistoceno, hace alrededor de 12 mil años”, explica el investigador.
Esta especie podía medir más de cuatro metros de altura, pesar diez toneladas y sus defensas (coloquialmente llamadas colmillos) llegaban a alcanzar los cinco metros de largo.
Durante la construcción del Aeropuerto Internacional Felipe Ángeles (de 2019 a 2022) en la antigua base aérea militar de Santa Lucía, Estado de México, fueron descubiertos más de 70 mil fósiles de megafauna extinta. Se identificaron caballos, camellos, bisontes, perezosos gigantes y mamuts (a estos se les asocian arriba de 20 mil huesos), entre otros.
“A partir del 5 de diciembre de 2019, hubo de uno a cinco hallazgos paleontológicos diarios. Hasta hoy, es la colección de paleofauna más importante de América Latina”, comenta Rubén Manzanilla, arqueólogo del INAH y responsable de los rescates.
La cantidad de restos y la posibilidad de acceder a ellos poco después de su excavación y curación fueron clave para recuperar el ADN presente en los molares, añade Sánchez, quien recuerda la sorpresa que les ocasionó el análisis genético.
“Esperábamos, a priori, que se parecieran mucho a los mamuts colombinos de Canadá y Estados Unidos, pero resultaron muy distintos. Dada la nomenclatura previamente publicada, lo nombramos clado (grupo) 1G”, el cual se divide en tres sublinajes: 1G.1, 1G.2 y 1G.3.
La diferencia entre los tres es tan marcada como la de todo el clado de los mexicanos y los de Estados Unidos y Canadá. Dicha divergencia podría explicarse con el surgimiento de la especie.
“Quizá el proceso de hibridación que les dio origen se llevó a cabo con una población de hembras lanudas en las que había una variación en el ADN mitocondrial (ADNmt) muy distinta una de otra. Una primera oleada de esa diversidad, posiblemente, llegó a la cuenca de México”, agrega. La datación de los restos apunta a una antigüedad de 12 mil a 20 mil años, lo que indica que estos mamíferos cohabitaron la zona hacia finales del Pleistoceno.
Otro resultado relevante es la estimación del tamaño efectivo poblacional, es decir, una aproximación sobre cuántos individuos se reprodujeron a lo largo del tiempo para saber cuánta variedad genética pudo existir.
“Conforme la Tierra se calentó tras el último glaciar máximo, la diversidad genética de lanudos de latitudes altas decayó por el rápido cambio en su ecosistema. En el caso de los de la cuenca, durante sus últimos 40 mil años, los tamaños poblacionales fueron pequeños, pero con una trayectoria constante, es decir, parece que no hubo un declive tan pronunciado como en los lanudos del este de Siberia”.
El académico subraya que esa información es valiosa porque concuerda con reportes de especímenes de mamuts con malformaciones en la cuenca. “Una población reducida pudo provocar endogamia y dar pie a enfermedades congénitas. No obstante, las inferencias de su trayectoria demográfica deben ser confirmadas utilizando ADNmt de muestras más actuales”.
Trabajo en campo y Juriquilla
María Ávila explica que, al comparar el genoma mitocondrial de los individuos de México con los de Norteamérica y el resto del mundo, determinaron hace cuánto vivió el ancestro más reciente de cada sublinaje del clado 1G.
“Esto posibilita fechar cuándo se separó cada grupo y qué tan diferentes son, genéticamente, entre sí. Los de la cuenca tenían mucha historia evolutiva y demasiado tiempo reproduciéndose, pues se dividieron de los del norte hace más de 400 mil años, mucho antes de la fracción entre las especies colombina y lanuda (registrada 200 mil años atrás). Esto no lo hubiéramos inferido a partir de los estudios existentes, limitados a muestras de latitudes templadas”.
Para llevar a cabo los análisis, obtuvieron polvo de dentina de 83 molares de mamuts. La investigadora precisa que examinaron estos huesos porque su estructura densa favorece la preservación del ADN.
Debido al tamaño de las piezas osteológicas, que impedía trasladarlas de Santa Lucía hasta el Laboratorio de Paleogenómica de la UNAM, las muestras fueron recuperadas en un laboratorio de ADN antiguo de campo, instalado temporalmente cerca de las zonas de excavación.
“Introducimos los molares en una caja de acrílico y trabajamos con trajes de protección personal para evitar contaminación del exterior. Hicimos perforaciones y tomamos el polvo de dentina. Posteriormente, lo llevamos al Laboratorio de Paleogenómica, en Juriquilla, donde realizamos la extracción del ácido desoxirribonucleico”, describe Federico Sánchez.
Para ello, construyeron bibliotecas de secuenciación para valorar la preservación genética en los restos y consiguieron el ADN endógeno de 77 de las 83 muestras; sin embargo, se encontraba en cantidades bajas.
“Diseñamos una estrategia para obtener más. Utilizamos una técnica llamada captura-enriquecimiento para captar el ADNmt de las muestras específicamente. Obtuvimos 61 genomas, 28 de ellos a una alta profundidad de cobertura, es decir, cada posición del genoma mitocondrial estaba representada por al menos 10 fragmentos de ADN independientes, lo que nos permitió realizar inferencias más robustas”.
Colaboración
El estudio implicó un esfuerzo interdisciplinario e interinstitucional que comenzó con especialistas en arqueología y paleontología. “Los proyectos de salvamento y rescate tienen como fin recuperar, de manera científica, restos que puedan ser afectados por las obras. De no estar nosotros ahí, esta información se perdería”, indica Rubén Manzanilla.
María Ávila enfatiza la importancia de colaborar con especialidades como biología molecular o computacional, por lo que el equipo de trabajo contó con la participación clave de estudiantes de diversas licenciaturas que intervinieron en la toma de muestras y labores específicas.
Eduardo Arrieta Donato, tesista de la carrera en Ciencias Genómicas de la UNAM, desarrolló parte fundamental de la investigación.
“A partir de procesos bioinformáticos comparé el ácido desoxirribonucleico obtenido contra una referencia global. Para lograr esto es necesario comunicarse con varias computadoras que hagan análisis, procedimientos matemáticos y que te devuelvan una conclusión. Para mí fue una gran oportunidad y fortuna participar en este proyecto”.
Por su parte, Ángeles Tavares Guzmán, egresada de Ingeniería en Biotecnología de la Universidad Autónoma de Querétaro y quien realizó su tesis de licenciatura en el LIIGH, comenta que “al llevar a cabo este trabajo todavía era alumna. Fue una gran responsabilidad y algo muy exhaustivo y de mucha precisión. Trabajé en los muestreos, extracciones de ADN y construcción de librerías de alrededor de 80 molares”.
Rigoberto Padilla Bustos, biólogo y doctorante en el Posgrado en Ciencias Biológicas de la UNAM, colaboró en la captura-enriquecimiento del genoma mitocondrial para maximizar la cantidad de datos obtenidos. Hoy elabora una tesis que se perfila como continuación del artículo publicado en Science.
“Es muy similar, pero ahora utilizaremos el ADN nuclear para seguir investigando la historia evolutiva de los mamuts de la cuenca. Esta información nos permite una mayor resolución para comprender el origen evolutivo del colombino, entender mejor los procesos de mestizaje, sus afinidades filogenéticas con los de otras regiones, así como saber, con mayor claridad, los motivos por los cuales se extinguieron”.
Sánchez plantea que las indagaciones futuras buscarán establecer a detalle cómo ocurrió la especiación del mamut colombino y, aún más interesante, en qué lugar sucedió este evento.
“Coanalizar genomas nucleares de los de la cuenca con los de sus parientes más norteños, nos permitirá conocer dónde ocurrió la hibridación entre los mamuts de las estepas y los lanudos. Al momento, resultados de estudios previos sugieren que pudo haberse dado en Siberia o en Alaska y Canadá. Los datos permitirán responder la pregunta”.
México a la vanguardia
El académico subraya que la UNAM, el INAH y la ENAH han tenido un papel esencial en el avance de la investigación sobre la historia y biodiversidad del país, una labor crucial que permite una mejor comprensión del pasado y que incide en la formación de recursos humanos capaces de generar saberes nuevos y útiles para la sociedad.
“La paleogenómica aporta conocimiento complementario en el estudio del pasado, con interpretaciones robustas y extensas sobre las poblaciones, mismas que se integran a datos antropológicos, arqueológicos y paleontológicos. Nuestro éxito consolida esta disciplina en México como un área con mucho peso a nivel regional y una presencia internacional importante”, concluye.
Por su parte, María Ávila señala que este trabajo demuestra la capacidad técnica alcanzada por las y los académicos mexicanos y su capacidad para colaborar con laboratorios extranjeros, pero sin depender de ellos. “En México hubo muchísima megafauna de la que no se habla tanto. Este estudio nos abre las puertas a fijarnos más en esos animales extintos que no hemos analizado a nivel genético”, finaliza.