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# Biología# Genómica

Gamba del Norte: Adaptándose al Cambio Climático

Las poblaciones de langostinos del norte enfrentan desafíos debido al cambio climático y las adaptaciones locales.

― 7 minilectura


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Tabla de contenidos

El camarón del norte, conocido científicamente como Pandalus borealis, se encuentra en los océanos Ártico y Atlántico Norte. Viven en una variedad de condiciones, con un amplio rango de Temperaturas y profundidades. Estos camarones son importantes tanto para el ecosistema como para la pesca comercial. Tienen un ciclo de vida único, comenzando como larvas en el océano y luego asentándose en el fondo marino como juveniles y adultos.

Estructura Poblacional del Camarón del Norte

Especies marinas como el camarón del norte suelen tener muchos individuos distribuidos en grandes áreas, lo que les permite moverse fácilmente. Esto los hace ideales para estudiar cómo diferentes factores moldean su Población. Las características clave que afectan su estructura poblacional incluyen las corrientes oceánicas, que permiten el flujo de genes, y los grandes tamaños poblacionales que reducen los cambios aleatorios en la frecuencia genética.

Sin embargo, incluso con estos factores que promueven la mezcla genética, los entornos locales pueden llevar a diferencias en la composición genética, mostrando que algunas poblaciones pueden adaptarse a sus condiciones específicas. La investigación ha mostrado que ciertos genes en diferentes grupos de camarones pueden estar relacionados con sus entornos locales, lo que indica adaptación.

Herramientas para la Investigación Genética

Los científicos utilizan herramientas genómicas avanzadas para estudiar la genética del camarón del norte. Técnicas como el genotipado y la secuenciación del genoma completo ayudan a identificar cómo están estructuradas genéticamente las poblaciones y cómo se ven afectadas por procesos neutrales y adaptativos. Esta investigación es clave para entender cómo conservar las poblaciones de camarones que pueden enfrentar varios desafíos, especialmente por el cambio climático.

El Impacto del Cambio Climático en Especies Marinas

El cambio climático está afectando los entornos marinos de muchas maneras, como el aumento de temperaturas y los cambios en los niveles de Salinidad. Estos cambios pueden impactar la supervivencia y distribución de muchas especies, incluyendo el camarón del norte. A medida que las temperaturas aumenten, se espera que algunas especies migren a aguas más frías, mientras que otras pueden tener dificultades para adaptarse y podrían disminuir en número.

Para el camarón del norte, el aumento de temperaturas podría llevar a cambios en sus patrones de reproducción y tasas de supervivencia. La investigación sugiere que a medida que cambian las condiciones, diferentes poblaciones responderán de diversas maneras, dependiendo de su diversidad genética existente y su adaptabilidad.

Hallazgos Específicos sobre las Poblaciones de Camarón del Norte

La investigación ha identificado poblaciones diversas de camarón del norte a lo largo de su rango, con grupos Genéticos distintos encontrados en diferentes áreas. Un estudio identificó tres principales clústeres genéticos en el Atlántico Noroeste: Golfo de Maine, Cape Flamenco, y la plataforma continental. En estas áreas, factores como la temperatura y la salinidad juegan un papel importante en la formación de diferencias genéticas.

Las poblaciones del sur de camarones, particularmente en aguas más cálidas, están comenzando a declinar. Estos descensos se han relacionado con eventos de calor extremo, que han alterado la dinámica depredador-presa. En contraste, las poblaciones del norte parecen ser más estables, probablemente debido a las condiciones más frescas.

Métodos de Investigación y Recolección de Datos

Al estudiar las poblaciones de camarones, los investigadores recolectaron muestras de varias ubicaciones a lo largo de la costa este de América del Norte. Midieron condiciones ambientales como la temperatura del agua y la salinidad durante diferentes estaciones. Estos datos ayudan a entender cómo los factores ambientales se correlacionan con la variación genética entre las poblaciones de camarones.

Los datos genómicos se recolectaron a través de métodos de secuenciación, que implican analizar el material genético de los camarones. Esto permite a los científicos identificar relaciones entre la composición genética y las condiciones ambientales.

Explorando la Variación Genética

La investigación genética sobre el camarón del norte demuestra que, incluso con un alto potencial de movimiento, pueden ocurrir adaptaciones locales. Algunas poblaciones muestran rasgos genéticos únicos que les ayudan a sobrevivir en condiciones específicas. Por ejemplo, los camarones en áreas más cálidas pueden desarrollar rasgos diferentes en comparación con aquellos en aguas más frías.

Los estudios también revelaron que, aunque algunas poblaciones parecen genéticamente similares, hay diferencias subyacentes influenciadas por presiones ambientales. Esto resalta la complejidad dentro de las especies, donde pueden surgir adaptaciones incluso con un alto potencial de dispersión.

El Rol de los Factores Ambientales en la Adaptación

A medida que el ambiente cambia debido al cambio climático, entender cómo la variación genética se relaciona con la supervivencia se vuelve crucial. Ciertos factores ambientales, como la temperatura y la salinidad, juegan un papel significativo en la configuración del paisaje genético del camarón del norte.

La investigación muestra que las variaciones en la temperatura durante la etapa larval son especialmente cruciales para la supervivencia y crecimiento de estos camarones. Los hallazgos sugieren que algunas poblaciones pueden estar mejor equipadas para manejar el aumento de temperaturas que otras, impactando su resiliencia ante las condiciones cambiantes.

Prediciendo la Vulnerabilidad al Cambio Climático

Usando datos genéticos, los científicos han podido predecir cómo las poblaciones de camarón del norte podrían responder a futuros cambios ambientales. Se ha introducido el concepto de "compensación genómica" para evaluar el riesgo potencial para las poblaciones bajo condiciones climáticas cambiantes. Una mayor compensación genómica indica que una población podría tener dificultades para adaptarse a nuevos ambientes, mientras que una compensación más baja sugiere que podrían manejar mejor el cambio.

En general, las poblaciones del sur de camarón del norte muestran una mayor compensación genómica, lo que indica una mayor vulnerabilidad. Mientras tanto, las poblaciones del norte tienden a tener una compensación más baja, lo que sugiere que podrían ser más resilientes ante el cambio climático.

Conclusión: El Futuro del Camarón del Norte

El futuro del camarón del norte es incierto a medida que el cambio climático sigue alterando su hábitat. Entender su variación genética y cómo se relaciona con los factores ambientales es esencial para predecir cómo se comportarán estas poblaciones en los próximos años.

Es crucial incorporar esta perspectiva genética en las estrategias de conservación. Al reconocer las diferentes vulnerabilidades de las poblaciones de camarón del norte, podemos tomar decisiones más informadas sobre cómo manejar y proteger a estas importantes especies marinas.

Los esfuerzos de conservación deben considerar las características únicas de diferentes poblaciones y su capacidad para adaptarse a condiciones cambiantes. Este conocimiento es vital no solo para los camarones mismos, sino también para el ecosistema marino más amplio que depende de su presencia.

A medida que la investigación continúa, puede revelar más sobre la resiliencia del camarón del norte y otras especies marinas en un mundo que cambia rápidamente. Con esta comprensión, podemos estar mejor preparados para los desafíos venideros y trabajar hacia asegurar la supervivencia de estas criaturas marinas esenciales.

Fuente original

Título: Diving into broad-scale and high-resolution population genomics to decipher drivers of structure and climatic vulnerability in a marine invertebrate

Resumen: Species with widespread distributions play a crucial role in our understanding of climate change impacts on population structure. In marine species, population structure is often governed by both high connectivity potential and selection across strong environmental gradients. Despite the complexity of factors influencing marine populations, studying species with broad distribution can provide valuable insights into the relative importance of these factors and the consequences of climate-induced alterations across environmental gradients. We used the northern shrimp Pandalus borealis and its wide latitudinal distribution to identify current drivers of population structure and predict the species vulnerability to climate change. Individuals sampled across 24{degrees} latitude were genotyped at high geographic-(54 stations) and genetic-(14,331 SNPs) resolutions to assess genetic variation and environmental correlations. Four populations were identified in addition to finer substructure associated to local adaptation. Geographic patterns of neutral population structure reflected predominant oceanographic currents, while a significant proportion of the genetic variation was associated with gradients in salinity and temperature. Adaptive landscapes generated using climate projections suggest a larger genomic offset in the southern extent of the P. borealis range, where shrimp had the largest adaptive standing genetic variation. Our genomic results combined with recent observations point to the non-recovery in southern regions and an impending vulnerable status in the regions at higher latitude for P. borealis. They also provide rare insights into the drivers of population structure and climatic vulnerability of a widespread meroplanktonic species, which is crucial to understand future challenges associated with invertebrates essential to ecosystem functioning.

Autores: Audrey Bourret, C. Leung, G. N. Puncher, N. Le Corre, D. Deslauriers, K. Skanes, H. Bourdages, M. Cassista-Da Ros, W. Walkusz, N. W. Jeffery, R. R. Stanley, G. J. Parent

Última actualización: 2024-01-31 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.29.577252

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.29.577252.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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