Proyecto Psyche secuencia 1.000 genomas de mariposas y polillas para estudiar evolución y cambio climático

El Proyecto Psyche, una iniciativa transnacional que reúne a investigadores, taxonomistas, responsables políticos y científicos ciudadanos, ha publicado recientemente un artículo en la revista Trends in Ecology & Evolution detallando cómo los genomas de todas las mariposas y polillas pueden ayudar a responder preguntas evolutivas y abordar desafíos como la seguridad alimentaria y la conservación de la biodiversidad.

Los lepidópteros, nombre colectivo para mariposas y polillas, constituyen aproximadamente el 10% de todas las especies eucariotas conocidas, según datos del Instituto Wellcome Sanger en Cambridge, Reino Unido. Estos insectos son actores fundamentales en los ecosistemas de todo el mundo, funcionando como polinizadores clave y componentes importantes de la cadena alimentaria, tanto como herbívoros como presas. Algunas especies también son consideradas plagas importantes que afectan la agricultura, los bosques y los cultivos textiles.

"Las mariposas y polillas son actores clave en nuestros ecosistemas y un grupo increíblemente diverso. El conjunto de datos del Proyecto Psyche ya contiene genomas de 1.000 especies, apoyando la investigación actual e impulsando nuevos conocimientos", explicó la Dra. Joana Meier, colíder del Proyecto Psyche en el Instituto Wellcome Sanger, según la información publicada por dicha institución.

Los lepidópteros son considerados indicadores fundamentales de biodiversidad y cambio climático, ya que reaccionan rápidamente a cambios ambientales o degradación del hábitat. Esto significa que una disminución en el número de mariposas puede servir como una alerta temprana para pérdidas más amplias en la vida silvestre. Muchos proyectos de conservación cuentan mariposas y polillas como una forma de monitorear la salud de un ecosistema e informar si los esfuerzos de conservación están funcionando.

La integración de la genómica en la conservación puede ayudar a identificar especies nuevas y existentes para que puedan ser monitoreadas con precisión, e investigar los factores que podrían haber llevado a nuevas especies o al declive de poblaciones. Los genomas también pueden utilizarse directamente para estimar disminuciones en el tamaño de la población, la conectividad entre poblaciones o los niveles de endogamia.

Dado el continuo declive en las poblaciones de insectos, con algunos datos que sugieren una disminución del 65% en los insectos voladores en el Reino Unido desde 2021 según la organización Buglife, comprender más sobre la evolución de especies resistentes podría ayudar a informar y proteger a otras especies.

"Trabajar con miembros de todo el mundo para construir el Proyecto Psyche y aprovechar la genómica es increíblemente importante. Debido a la diversidad de mariposas y polillas, trabajamos estrechamente con expertos locales y taxonomistas, ya que muchas especies parecen idénticas hasta que están bajo un microscopio", señaló la Dra. Charlotte Wright, colíder del Proyecto Psyche en el Instituto Wellcome Sanger, según la misma fuente.

Todos los 1.000 genomas producidos hasta ahora están disponibles gratuitamente. Estos están alimentando una variedad de áreas de investigación para comprender mejor cómo estos insectos evolucionaron y se diversificaron durante los 230 millones de años de su existencia. Por ejemplo, un análisis reciente de más de 200 genomas de mariposas y polillas reveló que sus cromosomas han permanecido en gran parte sin cambios a pesar de 250 millones de años de evolución.

La comparación de los genomas de especies que han desaparecido, están disminuyendo, o son estables o crecientes puede ayudar a entender cómo los cambios ambientales y las actividades humanas afectan la diversidad y distribución de insectos.

En el Reino Unido, los genomas de referencia de mariposas se han utilizado para descubrir más sobre por qué la mariposa Blanca de Venas Negras (Aporia crataegi) desapareció de Gran Bretaña en la década de 1920. Esta investigación comparó especímenes de mariposas de museo de poblaciones extintas y existentes para descubrir posibles pistas genéticas que podrían identificar y gestionar especies en riesgo en el futuro, especialmente aquellas que no son bien conocidas o son difíciles de rastrear utilizando encuestas tradicionales.

"La disponibilidad de genomas de referencia de alta calidad, proporcionados por iniciativas colaborativas como el Proyecto Psyche, hace posible la investigación genómica moderna más allá de un puñado de especies seleccionadas. En particular, examinar las huellas genómicas del declive en especies erradicadas o extintas simplemente no sería factible sin la disponibilidad de tales genomas de referencia", afirmó el Dr. Saad Arif, quien dirigió la investigación mencionada anteriormente sobre la mariposa Blanca de Venas Negras en la Universidad Oxford Brookes, según el Instituto Wellcome Sanger.

El profesor Niklas Wahlberg, de Sistemática Biológica en el Departamento de Biología de la Universidad de Lund y uno de los investigadores del proyecto, destacó según la Universidad de Estocolmo que "el Proyecto Psyche está revolucionando la genómica de la biodiversidad al tener como objetivo secuenciar todas las 11.000 especies de mariposas y polillas en Europa, con 1.000 genomas ya completados. Este es el número más alto entre todos los órdenes eucariotas".

Por su parte, Christopher Wheat, profesor de Genética de Poblaciones en el Departamento de Zoología de la Universidad de Estocolmo, también investigador en el proyecto, añadió según la misma fuente: "Más allá de la ciencia pura, estos genomas son herramientas inmediatas para la conservación, ayudando a rastrear especies en declive, informar programas de cría y desarrollar estrategias sostenibles de manejo de plagas que protejan los cultivos sin devastar los ecosistemas".

El profesor Mark Blaxter, colíder del Proyecto Psyche en el Instituto Wellcome Sanger, concluyó: "Hace solo unos años que se secuenciaron los primeros genomas preliminares de mariposas y polillas. Los genomas que ahora se producen para el Proyecto Psyche son de una calidad extraordinariamente alta y muestran cómo los investigadores comprometidos y las nuevas tecnologías están transformando nuestra comprensión del mundo natural. Darwin estaría complacido de que sus 'formas interminables' estén recibiendo la atención que merecen".

El conjunto de datos generados en el proyecto permitirá a otro consorcio a gran escala llamado LepEU, comenzar el trabajo de usar los genomas del Proyecto Psyche para estudiar la dinámica poblacional de mariposas y polillas en toda Europa, según información de la Universidad de Estocolmo.

El Proyecto Psyche, nombrado así por la diosa griega del alma, que frecuentemente era representada con alas de mariposa y es reconocida por su belleza, promete transformar nuestra comprensión de la evolución y la ecología, informar la conservación y fomentar avances en el manejo de plagas y especies invasoras.