Un equipo de investigadores ha llevado a cabo un estudio detallado de los genomas de los rumiantes, dando una nueva visión de su evolución y éxito.
Los rumiantes, incluidos los ciervos y los antílopes, así como las ovejas, las cabras, el ganado y sus parientes salvajes, han prosperado en muchos ecosistemas de todo el mundo. Su tamaño varía desde el pequeño ciervo menor de Malasia hasta la imponente jirafa africana.
El nuevo estudio publicado hoy 21 de junio en ciencia y dirigido por Wen Wang y Guojie Zhang en el Instituto de Zoología de Kunming, y Rasmus Heller en la Universidad de Copenhague, Dinamarca, incluyó al profesor Harris Lewin en el Departamento de Evolución y Ecología y Centro del Genoma de UC Davis.
Los rumiantes forman una parte importante de los sistemas agrícolas de EE. UU. Y del mundo. Las granjas y ranchos tienen un estimado de 95 millones de bovinos solo en los EE. UU., Junto con un estimado de 5.2 millones de ovejas y 2 millones de cabras.
"A medida que los ecosistemas de todo el mundo comienzan a mostrar el impacto del cambio climático, saber cuáles son los genes y sus variantes puede ayudar con los esfuerzos de conservación de especies de rumiantes amenazadas y en peligro de extinción. También puede proporcionar recursos para ayudar a mitigar los efectos del cambio climáticoen productos agrícolas, como la cría de ganado, para adaptarse más a climas más cálidos y secos ", dijo Lewin.
El equipo generó más de 40 billones de pares de bases de secuencias de ADN sin procesar y las reunió en genomas para 44 especies. En base a estos datos, pudieron crear un nuevo árbol genealógico para rumiantes, colocando el más grande jirafa y el más pequeño ciervo de ratón menor en algunas de las primeras ramas después de que los rumiantes surgieron como un grupo hace 32 a 39 millones de años.
"Los datos producidos en este estudio proporcionan una hoja de ruta genómica fundamental para este grupo de mamíferos ecológica y económicamente importante", dijo Lewin, quien también preside el Proyecto BioGenomo de la Tierra, un esfuerzo global para secuenciar el código genético de todos los eucariotas del planeta.- alrededor de 1,5 millones de especies conocidas, incluidas todas las plantas, animales, protozoos y hongos ". Es un recurso tremendo no solo para comprender cómo la evolución ha dado forma a los rumiantes, sino también para comprender la base de los rasgos deseables e indeseables, como las enfermedades hereditarias."
Genes para un sistema digestivo único
Todos los rumiantes tienen un estómago multicámara especializado que les permite fermentar las plantas que comen usando microbios y traer material para masticar más, ayudando a la digestión. Este sistema digestivo altamente especializado permite que los rumiantes aprovechen al máximo una dieta rica en lo contrario-celulosa no digerible.
El estudio mostró que, entre los 295 genes recientemente evolucionados identificados en rumiantes, muchos estaban asociados con el sistema digestivo, como la estructura y función del estómago compartimentado: el rumen, el omaso y el abomaso.
El equipo también identificó una serie de genes asociados con cuernos y astas. Los rumiantes suelen tener cuernos o astas que pueden desempeñar un papel en la defensa o el comportamiento de apareamiento.
Los investigadores también pudieron identificar cambios evolutivos a nivel de especie. Como el animal terrestre más alto, las jirafas tienen una estatura y una forma corporal distintas, que probablemente sean adaptaciones a su hábitat de sabana. Los investigadores encontraron que entre los 366 genes relacionados condesarrollo óseo, 115 genes tenían mutaciones específicas de jirafa.
Los genomas de los rumiantes también pueden contener evidencia del impacto de los humanos en estos animales. Cuando los investigadores utilizaron un método para inferir el tamaño de la población pasada, encontraron disminuciones masivas en más de la mitad de las especies de 100,000 a 50,000 años atrás, alrededor del tiempolos humanos modernos abandonaron África y se extendieron por todo el mundo.
Los investigadores han creado la Base de datos del genoma de rumiantes, una colección pública de los datos genómicos y transcriptómicos presentados en su estudio.
El trabajo fue apoyado por varias agencias y fundaciones en China, Europa y los EE. UU. La porción de UC Davis fue financiada por el Departamento de Agricultura de los EE. UU. Y la Fundación Robert y Rosabel Osborne.
Lista completa de financiadores: Talents Team Construction Fund de Northwestern Polytechnical University, Programa de Investigación de Prioridad Estratégica de CAS, Programa Nacional de Apoyo a Jóvenes Profesionales de primer nivel, Fundación Villum, Lundbeck Fellowship, Fundación Carlsberg, Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China,Fondos Fundamentales de Investigación para las Universidades Centrales, Fundación de Ciencias Naturales de China, Fundación de Ciencias Naturales de la provincia de Jilin, Fondo de Investigación Basal de Instituciones Científicas de Interés Público Central, Fundación Nacional de Investigación de Dinamarca, Fundación Robert y Rosabel Osborne, Departamento de Agricultura de EE. UU., Ciencia Nacional de EE. UU.Fundación, San Diego Zoo Global, Fundación John y Beverly Stauffer
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Davis . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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