En EPFL, los investigadores del Laboratorio de Sistemas de Información Geográfica (LASIG) han desarrollado un software para ayudar a los biólogos evolutivos. Al proporcionarles acceso simultáneo y directo a las bases de datos de bioinformática con anotaciones automáticas del genoma y a las bases de datos sobre el clima, se les ahorra semanas de trabajo. Las bases de datos climáticos contienen información sobre precipitación, viento, luz solar y cobertura de nubes en una región determinada. El software, llamado R.Samada, evalúa la relación entre la información genética y ambiental y genera gráficos y mapas que permiten a los investigadores visualizar los datos rápidamente. El software fue presentado en un artículo publicado en Molecular Ecology Resources.
"El software identifica los genes involucrados en el proceso a través del cual una especie evoluciona para adaptarse a las condiciones climáticas", explica Stéphane Joost, coautor del articulo, “Con este software, queríamos dar a los biólogos evolutivos y de conservación un punto de acceso único y simplificado a todo el procesamiento y análisis de la información genética y geoambiental utilizada comúnmente para evaluar el estado de las especies, en particular a aquellas cuya supervivencia está amenazada por cambio climático."
¿Pero, cómo funciona?
El norte de Marruecos alberga un tipo de oveja que tiene un gen específico, desarrollado a lo largo de miles de años de evolución. El gen hace que las ovejas secreten cierto tipo de cera en su pelaje, protegiéndola de las fuertes precipitaciones en la región del Alto Atlas donde vive. Al evitar que el pelaje de las ovejas se pudra, el gen las protege contra enfermedades de la piel potencialmente fatales.
Cuando el software genere un mapa de Marruecos que muestre la ubicación de las ovejas con el marcador genético que las protege de la lluvia, los biólogos verán que una cierta variante de este gen solo está presente en las ovejas que viven en las áreas montañosas de la región del Atlas. En los desiertos del sur de Marruecos, las ovejas carecen de este marcador genético. Un escenario climático para 2070 en el que las temperaturas aumentan en 3,7 ° C, según cifras del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), muestra que la precipitación disminuirá en esta región, por lo que es muy probable que muchas ovejas necesiten otra genética variante para adaptarse a la próxima sequía.
¿Qué pasará con la oveja marroquí a medida que cambie el clima? ¿Y si hay menos precipitaciones donde viven? A medida que el planeta se calienta y la biodiversidad disminuye, los biólogos evolutivos persiguen dos objetivos paralelos: quieren crioconservar el ADN de las especies en peligro de extinción e identificar los entornos en los que es más probable que una especie sobreviva en un escenario climático determinado. El software desarrollado por EPFL les ayudará a tomar las decisiones correctas al mostrar qué tan bien se adaptan las variantes genéticas a ciertas zonas ecoclimáticas.
R.Sambada es la última versión de un sistema que ha estado en desarrollo en EPFL durante más de diez años. Es uno de los cinco paquetes de software similares disponibles en el mercado que muestran diferentes niveles de sofisticación. R.Samada es actualmente el más rápido de ellos. "Estamos alentando a los investigadores a comparar los resultados de nuestro software con los de otros sistemas, con el fin de que sus análisis y métodos sean más sólidos", agrega Joost.
A través de la investigación que actualmente se está realizando para una tesis doctoral, EPFL pretende desarrollar su software aún más, con el objetivo particular de generar zonas de conservación basadas en diversos escenarios climáticos que involucran aumentos de temperatura de entre 1,5 ° C y 4 ° C entre ahora y 2100. "Una vez que el software tenga esta característica, podremos identificar con mayor precisión las zonas en riesgo y aquellas que podrían proporcionar refugio", concluye Joost. También se planea trabajar para adaptar el sistema a las zonas marinas, con el objetivo de preservar el coral, por ejemplo, y mejorar la resolución del mapa.