El ADN de la mariposa Niña del Atlas revela que su genoma se fragmentó a lo largo de los últimos tres millones de años, dando lugar a un total de 229 pares de cromosomas. Este estudio, que cuenta con la participación del Instituto de Biología Evolutiva, indica también los cambios cromosómicos en las células cancerosas humanas, por lo que comprender este proceso en diferentes especies podría contribuir a la investigación del cáncer.
La mariposa Niña del Atlas (Polyommatus atlantica) se encuentra en las cordilleras de Marruecos y el noreste de Argelia. Se trata de un insecto peculiar y esquivo del que se sospechaba que contenía un genoma con un elevado número de cromosomas. Ahora, un equipo del Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), y el Wellcome Sanger Institute ha confirmado que se trata del genoma multicelular animal con más cromosomas secuenciado hasta la fecha, exactamente con 229 pares de cromosomas.
En comparación, el genoma humano tiene 23 pares de cromosomas. El estudio revela que los cromosomas, en lugar de duplicarse, se habrían fragmentado a lo largo de tres millones de años, partiendo de un genoma ancestral de 24 cromosomas, típico de muchas mariposas de este grupo. Este mecanismo también se ha observado en células cancerosas humanas, por lo que su estudio podría tener implicaciones en medicina.
Por primera vez, el equipo ha secuenciado el genoma de referencia de alta calidad para la mariposa Niña del Atlas. Esto permite compararlo con el de otras mariposas y polillas para comprender mejor cómo se forman y cambian las especies a lo largo del tiempo, arrojando luz sobre su evolución.
Conocer la historia genética de una especie también nos permite predecir cómo podría desarrollarse su siguiente etapa. Por ejemplo, cómo podría responder una especie al aumento de la temperatura global y si posee genes o mecanismos que la protejan. Esto podría orientar los esfuerzos de conservación de esta especie amenazada.
Se cree que los cambios en el número de cromosomas contribuyen al proceso de formación de nuevas especies y las ayudan a adaptarse a su entorno. De hecho, el grupo al que pertenece la Niña del Atlas tiene muchas especies estrechamente relacionadas que evolucionaron en poco tiempo.
En esta nueva investigación, el equipo descubrió que los cromosomas de esta mariposa se habían fragmentado en puntos donde el ADN se encuentra menos compactado. Esto significa que la cantidad de información genética es aproximadamente la misma, pero está empaquetada en secciones más pequeñas.
Todos los cromosomas, excepto los sexuales, se fragmentaron, y los investigadores estiman que esto provocó que el número de cromosomas pasara de 24 a 229 en aproximadamente tres millones de años, un período relativamente corto según los estándares evolutivos.
“Haber generado la secuencia genómica de referencia de esta mariposa nos ha permitido aclarar lo excepcional que es su genoma, que ha sufrido cientos de roturas y ha generado cromosomas funcionales diminutos. Aún más sorprendente ha sido descubrir un posible mecanismo para este fenómeno que involucraría a las repeticiones teloméricas, que normalmente protegen los extremos de los cromosomas”, comenta Roger Vila, investigador principal del Instituto de Biología Evolutiva (IBE) que ha participado en el estudio.
Generalmente, se asume que este tipo de cambio cromosómico extremo es negativo; sin embargo, la Niña del Atlas ha evolucionado y sobrevivido durante millones de años utilizando esta estrategia. Es solo ahora, debido al cambio climático y al impacto humano en el medio ambiente, que sus poblaciones se encuentran amenazadas. La destrucción de los bosques de cedros y el pastoreo excesivo podrían llevar a las poblaciones de Polyommatus atlantica a colapsar.
“Llevo muchos años investigando esta mariposa y soy de las pocas personas que la han podido observar en la naturaleza. Desgraciadamente, la P. atlantica se encuentra gravemente amenazada por la destrucción de su hábitat. Criar en cautiverio y secuenciar el genoma de esta especie ahora que todavía era posible ha sido clave para entender su evolución”, explica Vila.
El descubrimiento de esta fragmentación cromosómica plantea múltiples preguntas que podrán abordarse en el futuro. La rotura de los cromosomas podría contribuir a una mayor diversidad genética al permitir una reorganización más frecuente de los fragmentos del genoma, o podría tener otros beneficios. Si bien este mecanismo podría ayudar a las mariposas a adaptarse rápidamente, las especies con muchos cromosomas también pueden enfrentar desafíos debido a la complejidad adicional de este proceso, lo que podría hacerlas más vulnerables a la extinción con el tiempo.
Investigaciones posteriores y comparaciones con otras mariposas podrían revelar si se han perdido o preservado genes concretos, lo que nos brindaría más información sobre la biología de las mariposas, así como una comprensión más profunda de su evolución pasada y futura.
Los reordenamientos cromosómicos también ocurren en los cánceres humanos, por lo que estudiar estos procesos en el ADN de la Niña del Atlas podría conducir a nuevos avances en la salud humana y destacar posibles maneras de reducir o detener este fenómeno en las células cancerosas.
Charlotte Wright, primera autora del estudio e investigadora del Instituto Wellcome Sanger, comenta: “Cuando nos propusimos comprender la evolución de las mariposas, sabíamos que teníamos que secuenciar la Niña del Atlas, la más extrema y, en cierto modo, misteriosa. Gracias a Roger Vila, quien previamente había trabajado con sus colegas para encontrar e identificar esta esquiva mariposa, pudimos secuenciar esta especie, lo que pone de relieve el carácter colaborativo de la ciencia”.
Roger Vila, autor del Instituto de Biología Evolutiva, afirma: “La rotura de cromosomas se ha observado en otras especies de mariposas, pero no a este nivel, lo que sugiere que existen razones importantes para este proceso, que ahora podemos empezar a explorar. Además, dado que los cromosomas guardan todos los secretos de una especie, investigar si estos cambios afectan el comportamiento de una mariposa podría ayudar a comprender mejor cómo y por qué surgen nuevas especies”.
Referencia:
C. J. Wright, D. Absolon, M. Gascoigne-Pees, et al. (2025) ‘Constraints on chromosome evolution revealed by the 229 chromosome pairs of the Atlas blue butterfly’. Current Biology.
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