Genes e interruptores del calendario migratorio en el salmón del Atlántico
El salmón del Atlántico utiliza «relojes» internos sincronizados con la duración de las horas de luz diurna (fotoperíodo) a lo largo del año para programar la migración. Los peces jóvenes (esguines) abandonan sus ríos hacia el océano cuando los días se alargan. Los adultos regresan a sus ríos natales cuando los días empiezan a acortarse. En los últimos decenios, esta migración de ida y vuelta al mar se ha venido produciendo unas semanas antes, un fenómeno vinculado al cambio climático. Aunque aún no se conocen del todo las bases genéticas de la migración, hay indicios de que los peces se están adaptando al aumento de la temperatura del agua y a la alteración de los caudales. El equipo del proyecto SAL-MOVE(se abrirá en una nueva ventana), que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana) (MSCA, por sus siglas en inglés), investigó una base genética de los horarios de migración, principalmente en salmones norteamericanos. Los modelos permitieron predecir qué subpoblaciones serán más vulnerables a los desajustes climáticos entre las señales internas y externas.
Bases genéticas de la migración del salmón
En SAL-MOVE se cotejaron miles de fechas de retorno de salmones adultos registradas desde los años setenta del siglo pasado hasta la actualidad con datos climáticos y examinó el ADN de los genomas de unos trescientos peces de once poblaciones. «Un examen más detallado de las diferencias genéticas entre las poblaciones con migración más temprana o más tardía demostró que el momento de la migración en los adultos está determinado por múltiples genes, entre ellos el PPFIA2, y por una gran reordenación del ADN», explica Samantha Beck, beneficiaria de una beca de investigación de las MSCA, de la Universidad de las Tierras Altas e Islas(se abrirá en una nueva ventana) (UHI, por sus siglas en inglés). El análisis de 60 000 marcadores genéticos en los esguines que salen de los ríos europeos también reveló un gen de cronometraje de la migración en el salmón joven del Atlántico.
La genómica individual revela un nuevo «interruptor» regulador
El equipo de SAL-MOVE secuenció los genomas completos de los salmones adultos y los cotejó con las fechas exactas de retorno de los peces, lo que reveló información fundamental que los estudios de población habían pasado por alto. «Descubrimos que un tramo de ADN justo aguas arriba del gen PPFIA2 está fuertemente vinculado al momento de la migración y puede actuar como un “interruptor” regulador que influye en la actividad de PPFIA2. Esta región podría proporcionar un marcador genético útil para vigilar el calentamiento de ríos y océanos», afirma Beck. «Aunque el fotoperíodo es fijo, este “interruptor” genético no codificante podría ajustar la sensibilidad del salmón a las señales ambientales, una dirección apasionante para futuros trabajos. Si entendemos cómo responde este cambio al cambio climático y cómo afecta al calendario migratorio de las poblaciones, podremos predecir mejor qué grupos de salmones pueden ser más resilientes y cuáles pueden tener dificultades para seguir el ritmo del cambio climático», añade Beck. Curiosamente, PPFIA2 también está relacionado con el momento de la migración en pájaros cantores, lo que sugiere la existencia de un «gen del momento de la migración» muy conservado en los vertebrados.
Los modelos de aprendizaje automático aportan datos sobre posibles escenarios futuros
«Utilizando conocimientos genéticos y escenarios climáticos futuros, nuestros modelos de aprendizaje automático sugirieron que el salmón de los ríos más septentrionales será el primero en encontrar sus calendarios incorporados desincronizados con el cambio climático. Los peces que corren más tarde son los que corren mayor riesgo, ya que sus calendarios genéticos son los que más deben cambiar para adaptarse a los cambios rápidos del clima», afirma Beck. Soluciones como restablecer los caudales naturales de los ríos para facilitar el acceso a las zonas de desove, plantar árboles en las riberas para mantener las aguas más frescas y, por supuesto, reducir las emisiones de CO2 pueden favorecer la migración del salmón y el crecimiento de su población. «Los descubrimientos de este proyecto no habrían sido posibles sin el apoyo combinado, la experiencia y los datos de Victoria Pritchard (de la UHI), Ian Bradbury, del Departamento de Pesca y Océanos (DFO, por sus siglas en inglés), el equipo del DFO y muchos otros científicos y biólogos pesqueros de toda el área de distribución del salmón del Atlántico», señala Beck. Este equipo de gran colaboración ha señalado el camino hacia la base genética del calendario migratorio del salmón del Atlántico, poniendo de relieve cómo las migraciones de algunas poblaciones pueden ser más vulnerables al cambio climático que otras y proporcionando una base para vigilar la capacidad de recuperación.