Investigación

El laboratorio forma parte del Departamento de Biología Animal, en el Instituto de Biología de la Facultad de Ciencias, Universidad de la República (Montevideo, Uruguay). Desde sus comienzos en 1992, el laboratorio ha trabajado en diversos temas de evolución y sistemática de vertebrados, con fuerte énfasis en mamíferos. Aunque nuestros estudios usan comunmente información molecular, están normalmente dirigidos a examinar problemas de biología de los organismos, especies, y grupos filogenéticos.

Evolución de tucu-tucus (Ctenomys)

Aproximaciones genético poblacionales, filogenéticas moleculares, y morfológicas al estudio de la evolución en roedores subterráneos (tucu-tucus, Ctenomys) y sus parientes cercanos.

Esta línea de investigación de largo plazo se enfoca en los tucu-tucus como modelos para el estudio de los procesos de diversificación.

Los tucu-tucus ofrecen interesantes oportunidades para examinar los procesos evolutivos por varias razones: a)representan una de las más recientes invasiones del nicho subterráneo, y ofrecen por tanto diversos niveles de especialización; b) están cercanamente emparentados con los octodóntidos, un grupo de roedores fosoriales que incluye a una especie, el coruro (Spalacopus), que ha invadido el nicho subterráneo de manera independiente; c) tienen un rico registro fósil que incluye esqueletos completos y cuevas; d) muestran distintos tipos de estructura social (incluyendo el tucu-tucu social, C. sociabilis); y d) se considera que representan un caso de especiación explosiva.

En colaboración con numerosos colegas y estudiantes, me he interesado en el examen de los procesos de diversifiación a diferentes niveles de organización y con diferentes enfoques. Hemos usado análisis genético-poblacionales para evaluar el papel del aislamiento estricto, el flujo génico, la historia demográfica, y la selección natural en la conformación de la variación geográfica. Hemos explotado los análisis filogenéticos para entender el ritmo y momento de la diversificación de los tucu-tucus, la identificación de grupos de especies y su historia biogeográfica, y la evidencia de cambio adaptativo y neutral a nivel molecular. Hemos usado análisis morfométricos y morfológicos para investigar patrones de divergencia, tanto a nivel poblacional como a escalas mayores (incluyendo tanto especies actuales como el registro fósil).

Proyecto Patagonia

La Patagonia postglaciar: respuestas evolutivas de los pequeños mamíferos al cambio climático.

Este proyecto de largo plazo busca comprender la diversidad actual y la historia de los pequeños mamíferos de la región Patagónica (incluyendo Tierra del Fuego) utilizando herramientas de la sistemática y la genética de las poblaciones. Entre 2005 y 2006 se realizaron intensas campañas de trabajo en el campo, con el apoyo de la National Geographic Society, Committee for Research and Exploration (CO-investigadores: Guillermo D´Elía, Universidad de Concepción, Chile, y Ulyses Pardiñas, Centro Nacional Patagónico, Conicet, Puerto Madryn, Argentina). En el campo, se prepararon esqueletos, pieles, suspensiones cromosómicas, tejidos, y parásitos. En la actualidad se están llevando a cabo trabajos de secuenciación de ADN y análisis morfológicos para determinar los patrones de variación y obtener evidencia de la historia de las poblaciones y sus respuestas al cambio climático postglaciar. Conceptualmente, el proyecto estuvo motivado por un trabajo anterior sobre la historia de los mamíferos en la Amazonia occidental y el oeste de Norteamérica desde el Pleistoceno:

Lessa, E. P., J. A. Cook, & J. L. Patton. 2003. Genetic footprints of demographic expansion in North America, but not Amazonia, during the Late Quaternary. PNAS 100:10331-10334.

Aplicaciones de la genética animal

El Laboratorio ha desarrollado algunas líneas de trabajo de aplicaciones de la genética a la producción animal. Naturalmente, reconocemos que parte de nuestro trabajo básico tiene implicancias para la comprensión de la diversidad biológica, los procesos que la generan y su estructura geográfica, que a su vez contribuyen a conocer y conservar dicha diversidad. Más allá de ello, hemos trabajado en dos líneas de aplicación de la genética a problemas de la producción.

1. Genética ovina.

Desde 1997, comenzamos a trabajar en genética ovina, siempre en asociación con el SUL (Secretariado Uruguayo de la Lana). Nuestro primer proyecto, financiado por la CSIC (Comisión Sectorial de Investigación Científica, Universidad de la República) estuvo orientado a desarrollar un sistema de determinación de parentesco con microsatélites y a contar con una caracterización de las frecuencias alélicas del plantel ovino uruguayo para esos marcadores. Esto es una herramienta esencial para la implementación de cualquier programa de selección y la raza Corriedale, predominante en el país, no había sido caracterizada en aquel entonces para dichos marcadores. En 1999 iniciamos el estudio del alelo Booroola (asociado a alta prolificidad) en Uruguay. Dicho trabajo tuvo una fase basada en microsatélites estrechamente ligados al gen en cuestión (que en aquel entonces estaba mapeado, pero no identificado), y una fase más reciente en el que el diagnóstico de la mutación y el número de copias en que está presente en un individuo puede realizarse de manera directa. El trabajo continúa hasta el presente mediante a) el diagnóstico de la mutación a pedido de productores o del SUL, y b) el apoyo a estudios de campo del SUL en favor del desarrollo de líneas prolíficas. Los trabajos sobre Booroola han sido apoyados por el Fondo Clemente Estable y por una Beca del Programa de Desarrollo Tecnológico (Ministerio de Educación y Cultura).

Han trabajado en esta línea Enrique Lessa, Ivanna Tomasco, Gabriela Wlasiuk, Carolina Abud, Francisco Peñagaricano, y, por parte del SUL, Mario Azzarini y Daniel Fernández Abella. Durante estos años, se han investigado además otros problemas productivos, como el diagnóstico molecular de parásitos.

2. Variación geográfica y filogeografía de peces.

Los primeros trabajos realizados en el laboratorio en genética de peces estuvieron asociados a la tesis de Doctorado de Graciela García en Cynolebias. Desde entonces, la Dra. García estableció una línea de trabajo independiente en el tema. Más recientemente, desde 2003 comenzaron trabajos en genética de peces asociados a la tesis de Maestría de Alejandro D'Anatro, el proyecto de tesis de Doctorado de Alejandro Márquez, y un proyecto financiado por el PDT (Programa de Desarrollo Tecnológico, Ministerio de Educación y Cultura), actualmente en curso, en cooperación con el Laboratorio de Alfredo Pereira en DINARA (Dirección Nacional de Recursos Acuáticos).

En el caso de la corvina rubia (Micropogonias furnieri), tanto los datos mitocondriales como los de loci de microsatélites sugieren subdivisión geográfica, diferenciándose las poblaciones muestreadas hasta ahora del Río de la Plata de las del Océano Atlántico. Actualmente estamos analizando el problema en varias especies costeras de interés comercial, como la "pescadilla de red" (Macrodon ancylodon) la "pescadilla de calada" (Cynoscion guatucupa Cuvier, 1830) y la "brótola" (Urophycis brasiliensis Kaup, 1858), mediante microsatélites y marcadores mitocondriales. En términos conceptuales, los problemas de estructura genética y de los efectos de la diversidad ambiental, la historia, y el flujo génico actual sobre aquella, son semejantes en peces que en otros grupos de organismos, de modo que la distinción entre investigación básica y aplicada reside más en los usos (más inmediatos o potenciales) de los resultados que en los fundamentos y procedimientos de investigación.

Estructura genética en mamíferos marinos

Los mamíferos marinos incluyen a los cetáceos, pinnípedos, sirenios, algunos mustélidos y el oso polar. Son animales de vida larga, de alta movilidad, capaces de comunicarse a larga distancia, características que favorecerían la evolución de sistemas sociales complejos.

En los ambientes marinos hay relativamente pocos límites físicos que puedan conducir a la diferenciación de estos mamíferos. Sin embargo, en general, éstos presentan marcada estructuración poblacional. Se ha argumentado que esto podría deberse a una combinación de factores como especialización comportamental por recursos locales, estructura social y en algunos casos cambios históricos en el medio ambiente. Esto los convierte en buenos modelos para estudiar cómo factores ecológicos o la estructura social influyen en la diferenciación de las poblaciones.

El Laboratorio de Evolución ha trabajado en temas relacionados a la variación geográfica y estructura poblacional de mamíferos marinos buscando aportar, entre otros temas, al reconocimiento de subpoblaciones parcialmente diferenciadas. Dado que en general estas especies son dependientes de la conservación, esta información es fundamental para cualquier plan de manejo que se intente implementar. Particularmente se ha trabajado con dos especies de delfines que difieren ampliamente en su distribución; el delfín franciscana, Pontoporia blainvillei, endémico del Atlántico Sudoccidenal y el delfín de Fraser, Lagenodelphis hosei, considerado una especie cosmopolita. Ambas especies han sufrido la continua mortalidad incidental en redes de pesca, por lo que sus poblaciones han declinado dramáticamente en las ultimas décadas.

En el caso de la franciscana (tesis de maestría de Marila Lázaro), la diferenciación genética detectada es consistente con un modelo simple de aislamiento por distancia que se presenta como una alternativa al modelo de separación estricta de dos subpoblaciones. En el caso de los delfines de Fraser (tesis de maestría de Virginia Little) se analizaron muestras de todos los océanos, evidenciando una significativa diferenciación geográfica. Actualmente se están llevando a cabo dos trabajos concretos. El primero trata sobre la estructura genética del león marino, Otaria flavescens (tesis de maestría de Matías Feijoo). Este trabajo busca evaluar, el grado de diferenciación genética entre las poblaciones de leones marinos de Uruguay y la Patagonia en base a secuencias mitocondriales y frecuencias de microsatélites, contribuyendo a definir unidades de manejo de la especie. El segundo trata sobre el análisis de la estructura social y poblacional del delfín franciscana mediante microsatélites (tesis de maestría de Paula Costa). En este caso estamos analizando el grado de parentesco de los individuos que quedan atrapados en la misma red y las diferencias en la variabilidad genética de las franciscanas halladas en el Río de la plata y el Océano Atlántico.