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DECEMBER 2017 Authors: Susan Crow, Meghan Pawlowski, Manyowa Meki, Lara LaDage, Timothy Roth II, Cynthia Downs, Barry Sinervo and Vladimir Pravosudov Associate Editors: Lindsey Hall and Gogi Kalka SEPTIEMBRE 2023 Resumen Introducción ¿Por qué es tan difícil recuperar especies extintas? Autores: Tom Gilbert, Christina Lehmkuhl Noer, Jianqing Lin y otros Editores asociados: Daniel Watkins y Alexandra Appleton La desextinción es la ciencia de recuperar especies extintas. Pero es muy desafiante. Los científicos están probando muchas ideas diferentes. Una idea prometedora es utilizar la ingeniería genética para reconstruir el ADN de una especie extinta. Analizamos ADN antiguo y fragmentado de la rata de la Isla de Navidad, que se extinguió hace unos 100 años. Para una especie extinta, la única opción es utilizar como referencia el genoma de una especie viva similar. Al comparar fragmentos de ADN con la referencia, puedes poner las piezas en el orden correcto. Usamos ratas marrones como referencia. Desafortunadamente, descubrimos que algunos de los genes de las especies extintas no se pueden recuperar. Esto significa que un animal recuperado mediante ingeniería genética no sería una copia exacta de la especie extinta. ¡Imagínate si pudieras visitar un refugio de vida silvestre y ver un mamut lanudo o un dodo! La desextinción es el esfuerzo por recuperar especies extintas como estas. Muchos animales se han extinguido debido a actividades humanas, como la caza excesiva o la destrucción de su hábitat. Un ecosistema entero puede dañarse cuando desaparece una sola especie. Si podemos rescatar a un animal de la extinción, entonces es posible que parte de ese ecosistema pueda restaurarse. Los científicos están probando muchas formas para que la desextinción sea posible. Un método posible es la clonación. La clonación es cuando el ADN de un animal se coloca en el óvulo de otro animal. Pero este método solo funciona si todavía quedan disponibles células intactas del animal extinto. Los científicos están probando este método con el bucardo de los Pirineos, que se extinguió en enero del 2000. Otra idea es la reproducción selectiva de una especie para reintroducir un rasgo que alguna vez fue común en la especie, pero que ya no está presente. La quagga es una subespecie de cebra que se extinguió en la década de 1880. Dado que comparte casi todo su ADN con las cebras modernas, es posible criar cebras selectivamente hasta que tengan el mismo aspecto que la quagga extinta. Otra opción es la ingeniería genética. Utilizando técnicas de análisis de ADN antiguo (ADNa), es posible secuenciar el genoma de animales extintos. Luego, los científicos podrían utilizar herramientas especiales para editar el ADN de una especie de referencia estrechamente relacionada, para que coincida con el ADN de la especie extinta. Este ADN se colocaría dentro de los óvulos y espermatozoides de la especie de referencia. Pero, ¿qué tan cerca estaría el nuevo animal del animal extinto? ¡Eso es lo que queríamos descubrir! La quagga (Equus quagga) – un animal relacionado con los caballos y las cebras – se extinguió en 1883. 1 Más recursos científicos gratuitos en: www.ScienceJournalForKids.org Métodos SEPTIEMBRE 2023 ¿POR QUÉ ES TAN DIFÍCIL RECUPERAR ESPECIES EXTINTAS? Nuestro estudio se centra en la rata de la Isla de Navidad. Utilizamos la rata marrón común como especie de referencia para la comparación de ADN. La rata marrón y la rata de la Isla de Navidad están estrechamente relacionadas entre sí (Fig.1). Así que esto representa el “mejor escenario” para la ingeniería genética. También ayuda que las ratas marrones se estudien mucho en los laboratorios. Debido a esto, disponemos de métodos bien probados para estudiar y editar su ADN. Extrajimos ADN de dos ratas de la Isla de Navidad, conservadas de una colección del Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford. Usamos un pequeño trozo de piel seca de cada rata. Las muestras se recolectaron entre 1900 y 1902. El ADN se rompe a medida que envejece, por lo que esperábamos que el ADN de la rata de la Isla de Navidad estuviera en muchos fragmentos pequeños. Utilizamos métodos de análisis de ADNa para multiplicar la cantidad de ADN en cada muestra. Luego leímos los pequeños pedazos de ADN fragmentado de la Isla de Navidad y los alineamos con el genoma de la rata marrón como referencia. También utilizamos los mismos métodos con los genomas de otras especies de ratas. Otros laboratorios secuenciaron los genomas de esas especies y los compartieron con nosotros. Úl tim o an ce st ro c om ún 12.5 10 7.5 5 2.5 0 Millones de años antes del presente. Mus musculus Rattus nitidus Rattus norvegicus Rattus macleari Rattus tanezumi Rattus rattus 2 Resultados Figura 1: El último ancestro común de las ratas marrones (Rattus norvegicus) y las ratas de la Isla de Navidad (Rattus macleari) vivió hace unos 2.3 millones de años. Para los humanos, eso es mucho tiempo, ¡pero es poco tiempo cuando hablamos de evolución! A modo de comparación, el último ancestro común de humanos y chimpancés vivió entre 7 y 8 millones de años atrás. Photo: Zeynel Cebeci, CC BY-SA 4.0. Rata marrón común rattus norvegicus Rata de Maclear (también conocida como rata de la Isla de Navidad) rattus macleari Pudimos recuperar el 95% del genoma de la rata de la Isla de Navidad, lo que parece una buena cantidad (Fig.2). Pero nos sorprendió descubrir que el 5% faltante del genoma no era aleatorio. Recuperamos muy bien las partes del genoma que dan a la rata de la Isla de Navidad su característico pelo largo y negro, y sus largos bigotes. Sin embargo, hubo algunos genes que no pudimos recuperar en absoluto. Faltaban grandes partes de los genes relacionados con el https://en.wikipedia.org/wiki/Brown_rat#/media/File:Rattus_norvegicus_-_Brown_rat_02.jpg https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0 3 Conclusión SEPTIEMBRE 2023 ¿POR QUÉ ES TAN DIFÍCIL RECUPERAR ESPECIES EXTINTAS? ����������� ���� ��� ��� ��� ��� ����������� ����������� ����������� ������������ ����� ���� ���� Figura 2: El número de genes encontrados en diferentes niveles de cobertura. El nivel de cobertura describe qué tan bien se recuperó cada gen. Cuanto más cerca esté el número de 1, mejor será la lectura. En el nivel de cobertura 0, no se pudo leer ni editar nada del ADN de un gen. Los números en cada región muestran la cantidad de genes en cada nivel de cobertura. Descubrimos que había 100 genes que tenían una cobertura muy baja o nula. La cantidad de genes mal recuperados es pequeña en comparación con la cantidad total de genes. ¿Por qué es importante saber que algunos genes no se recuperan bien? Discusión sentido del olfato y el sistema inmunológico de la rata. Luego analizamos los datos del genoma de otras tres especies de ratas. Descubrimos que nos topamos con el mismo tipo de problema con todas ellas. Esto nos dice que la coincidencia imperfecta se debe a diferencias entre especies y no a problemas con la tecnología. Queríamos saber si podríamos recuperar suficiente del genoma para traer de vuelta a las ratas de la Isla de Navidad. Pudimos recuperar mucho, ¡pero las piezas que faltaban eran importantes! Ahora sabemos que para la mayoría de las especies extintas, no será posible recuperar una réplica exacta mediante ingeniería genética. Siempre tendrán algunos rasgos de la especie extinta y algunos rasgos de la especie de referencia. ¡Pero eso no significa que los proyectos de desextinción sean un callejón sin salida científico! Muchos científicos esperan poder introducir una nueva especie para llenar el nicho dejado por una especie extinta. Un ecosistema saludable necesita una variedad de especies que vivan juntas. Las acciones humanas han dificultado la supervivencia de muchos animales. La caza excesiva, la tala de bosques y el drenaje de marismas son perjudiciales.Muchas especies se han extinguido, dejando importantes espacios vacíos en los hábitats. Por lo tanto, la desextinción puede permitir la introducción de nuevas especies que asuman estas funciones ecológicas. Es emocionante ver las diferentes formas en las que podría ocurrir la desextinción. Pero una cosa está muy clara: ¡es mucho más fácil evitar que una especie se extinga, que recuperarla! Por eso es tan importante proteger y conservar las especies en peligro de extinción. Visita reservas de vida silvestre en el rincón del mundo en el que te encuentres, para aprender más sobre los animales en los hábitats cercanos a ti. Al ayudar a cuidar el medio ambiente, puedes ayudar a evitar que los animales se extingan. Reconocimiento: La adaptación de este artículo fue apoyada por GM Foundation. 4 SEPTIEMBRE 2023 ¿POR QUÉ ES TAN DIFÍCIL RECUPERAR ESPECIES EXTINTAS? Glosario de términos clave ADN – el material dentro de las células que contiene las instrucciones genéticas para el desarrollo y función de un ser vivo. El ADN dentro de cada una de las células de un organismo contiene un modelo para convertirlo en lo que es. ADN antiguo (ADNa) – ADN antiguo que se ha degradado y se ha roto en pedazos. El grado de degradación de la muestra de ADN depende de muchas variables, incluyendo la edad y las condiciones ambientales. Por ejemplo, el ADN de mamuts congelados en permafrost puede durar mucho más que el ADN de animales en climas cálidos y húmedos. Clonación – producir un organismo con una copia exacta del genoma de otro organismo. Desextinción – la ciencia de recuperar especies extintas, o al menos recuperar rasgos de especies extintas. Ecosistema – una comunidad de organismos vivos y su entorno físico. Especie de referencia – una especie viva que está estrechamente relacionada con la especie extinta. Extinto – describe una especie que ya no tiene más de su tipo en la Tierra. Ingeniería genética – cambiar el genoma de un organismo mediante tecnología. Nicho – la posición o papel de una especie en su hábitat. Óvulo – la célula reproductora femenina. Secuenciar el genoma – leer la información genética en el ADN de una especie. 4 5 3 1 ¿Por qué los científicos como nosotros queremos intentar recuperar especies extintas? ¿Qué métodos se han propuesto y cuál es la limitación de cada método? En este estudio, ¿por qué una especie introducida mediante tecnología de desextinción no sería exactamente igual a la especie original? Imagina que estás eligiendo los proyectos en los que trabajará un laboratorio de ciencias. ¿Preferirías trabajar en inventar tecnología para la desextinción o trabajar en la preservación de una especie viva? ¿Por qué? Trabajando en pareja o en un grupo pequeño, investiga un poco sobre una especie actualmente en peligro de extinción y crea un cartel que describa por qué está en peligro y qué se puede hacer para ayudar. 2 Revisa si entendiste REFERENCIAS Científicos planean 'resucitar' a la rata de la Isla de Navidad https://www.abc.es/ciencia/abci-cientificos-planean-resucitar-rata-isla-navidad-202203100833_noticia.html Devolverles la vida: la era de la desextinción https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/grandes-reportajes/devolverles-la-vida-2_7119 Resucitar animales extintos, el último recurso https://www.bbc.com/mundo/noticias/2010/11/101101_clonacion_arca_lp https://www.abc.es/ciencia/abci-cientificos-planean-resucitar-rata-isla-navidad-202203100833_noticia.html https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1879981722000316 https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/grandes-reportajes/devolverles-la-vida-2_7119 https://www.cam.ac.uk/stories/medievalinequality https://www.bbc.com/mundo/noticias/2010/11/101101_clonacion_arca_lp
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