Un estudio genómico muestra las diferencias entre las poblaciones del erizo negro en el Mediterráneo
Los cambios ambientales globales como los producidos por el calentamiento climático pueden tener profundas consecuencias en los ecosistemas. En este contexto, es vital recoger información biológica y ecológica de las principales especies para predecir y mitigar los potenciales efectos de estos cambios en su distribución, su abundancia y su interacción.
Los cambios ambientales globales como los producidos por el calentamiento climático pueden tener profundas consecuencias en los ecosistemas. En este contexto, es vital recoger información biológica y ecológica de las principales especies para predecir y mitigar los potenciales efectos de estos cambios en su distribución, su abundancia y su interacción.
Ese es precisamente el tipo de investigación que han liderado Marta Pascual, profesora de la Facultad de Biología y miembro del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio) de la UB, y Xavier Turon, profesor de investigación del CSIC en el Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC). En concreto, este trabajo ha analizado la estructura genética de una especie clave en los ecosistemas litorales poco profundos del Mediterráneo: el erizo negro (Arbacia lixula).
Los resultados, publicados en la revista Frontiers of Marine Science, confirman que el calentamiento global podría tener un impacto leve en esta especie, ya que sus poblaciones se ven más afectadas por la salinidad que por la temperatura. Según los investigadores, este hallazgo da pistas sobre los potenciales efectos del cambio climático en una especie ecológica clave y apunta a la vulnerabilidad de la especie de erizos Paracentrotus lividus.
«En la zona litoral del Mediterráneo existen principalmente dos especies de erizos: la especie comestible Paracentrotus lividus y el erizo negro, Arbacia lixula, que no se consume. Se trata de lo que se llaman especies ingenieras, ya que tienen una gran capacidad de modular los ecosistemas donde viven a través de su alimentación», explica Creu Palacín, miembro del Departamento de Biología Evolutiva, Ecología y Ciencias Ambientales y del IRBio.
Los estudios de estructuración poblacional permiten determinar el grado de conectividad entre poblaciones y, por tanto, la capacidad dispersiva de la especie en el área estudiada. Además, permiten establecer qué variables ambientales tienen mayor influencia en esta estructuración y suponen un mayor reto de adaptación. «Estudiar estos procesos de adaptación y conectividad nos da una idea de cómo estas especies pueden responder a cambios ambientales», declara Carlos Carreras, primer autor del artículo y miembro del Departamento de Genética, Microbiología y Estadística y del IRBio.
Desde Tarifa hasta Dalyan
Los investigadores llevaron a cabo análisis genómicos de 240 ejemplares de once poblaciones de erizo negro muestreados en la costa mediterránea, desde Tarifa hasta Dalyan (Turquía). Utilizaron el genotipado por secuenciación (GBS), técnica que permite analizar una parte representativa del genoma de cada individuo, caracterizar su genotipo y compararlo con el de los demás ejemplares mediante distintos marcadores genéticos. «Las herramientas genómicas son fundamentales para detectar la diferenciación genética en estos casos y además identificar qué variables ambientales tienen mayor influencia en la estructuración genética», apunta Marta Pascual.
Los resultados indican que existen diferencias genéticas entre las poblaciones del Mediterráneo oriental y las del Mediterráneo occidental, y que la estructuración está determinada principalmente por la variabilidad de salinidad entre estas dos zonas, mientras que la temperatura parece tener un papel más secundario. «Además —apuntan los investigadores—, las poblaciones se encuentran generalmente bien conectadas —excepto entre el este y el oeste del Mediterráneo—, lo que podría favorecer cambios en su distribución en caso de que las condiciones ambientales lo requirieran».
Desplazamiento potencial del erizo común
Estos datos contrastan con los resultados obtenidos en un estudio anterior por el mismo grupo de investigación respecto a la distribución del erizo P. lividus, otra especie más abundante en la zona litoral del Mediterráneo. Esta especie presenta una estructuración más marcada y, además, las diferencias entre poblaciones están influidas tanto por la salinidad como por la temperatura. «Eso significa que el erizo negro podría vivir mejor en un escenario de calentamiento global y, por tanto, desplazar al erizo P. lividus debido a una mayor conectividad entre poblaciones. Estos cambios de especies podrían tener un gran impacto en los ecosistemas afectados a causa del papel como ingenieros de los erizos», destaca Xavier Turon.
Próximo objetivo: secuenciación del genoma
El siguiente paso de esta línea de investigación es conocer con detalle las regiones genómicas que se han detectado para ambas especies en este estudio. Con este objetivo, los investigadores de la UB han desarrollado un proyecto liderado por la profesora de la Facultad de Biología Cinta Pegueroles en el marco de la Iniciativa Catalana para el Earth Biogenome Project del Instituto de Estudios Catalanes. El propósito de este proyecto es secuenciar durante el año que viene el genoma de Arbacia lixula. «Los genomas de referencia son una herramienta fundamental, ya que nos permiten localizar dónde se encuentran las regiones que identificamos que están afectadas por las variables ambientales que hemos analizado y qué genes se encuentran en ellas», concluyen los investigadores.
Fotografías: Creu Palacín (UB-IRBio)
Artículo de referencia:
Carreras, C.; Ordóñez, V.; García-Cisneros, A.; Wangensteen, O. S.; Palacín, C.; Pascual, M., i Turon, X. «The two sides of the Mediterranean: population genomics of the Black Sea Urchin Arbacia lixula (Linnaeus, 1758) in a warming sea». Frontiers of Marine Science, noviembre de 2021. DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2021.739008