¡Nueva bióloga! Diversidad y estructura genética de las rayas eléctricas (Narcine) en el Atlántico Occidental

Hoy es un día de celebración en la Facultad de Ciencias de la UNAM y en la comunidad de Cibergenética. Nos da un enorme gusto felicitar a Karla Baca Muñoz, quien hoy presentó y aprobó con éxito su examen profesional para obtener el título de Licenciada en Biología.

Su trabajo de tesis, titulado "Diversidad genética del gen ND2 en las rayas eléctricas del género Narcine (Torpediniformes: Narcinidae) en el Atlántico Occidental", aborda una problemática fascinante de la genética evolutiva y de la conservación marina en elasmobranquios.

¿De qué trata la investigación?

Las rayas eléctricas del género Narcine son elasmobranquios bentónicos de hábitos costeros que habitan en fondos blandos del Atlántico Occidental. A pesar de no ser objetivo directo de la pesca comercial, sufren un impacto considerable por captura incidental, y sus límites taxonómicos y biogeográficos entre las especies descritas (como Narcine bancroftii y Narcine brasiliensis) han mantenido importantes interrogantes.

Utilizando como marcador molecular la secuencia del gen mitocondrial NADH deshidrogenasa, subunidad 2 (ND2), en 128 especímenes provenientes de 12 localidades, Karla evaluó los patrones de variación filogeográfica y de demografía histórica de estos organismos.

Principales hallazgos del estudio:

• Alta diversidad genética: Se identificaron 85 sitios polimórficos y 48 haplotipos en las muestras analizadas, lo que refleja una alta diversidad haplotípica ($hd = 0.905$).
  
  
• Cinco grupos genéticos bien definidos: Mediante análisis bayesianos (BAPS) y de varianza molecular (AMOVA), se demostró una clara estructuración en 5 regiones genéticas principales: Golfo de México, Caribe mexicano, Colombia, Norte de Brasil y Sur de Brasil.
  
  
• El papel de las barreras biogeográficas: Los patrones de divergencia genética coinciden con prominentes barreras oceánicas y biogeográficas del Atlántico Occidental, como la Pluma del Amazonas-Orinoco, así como con rasgos como el Talud Campeche-Yucatán y sistemas de corrientes.
  
  
• Demografía e historia evolutiva: Las pruebas de neutralidad sugieren procesos de expansión demográfica histórica en varias poblaciones, lo que aporta pistas clave sobre cómo estos elasmobranquios respondieron a cambios ambientales pasados.
  
  

Agradecimientos y reconociendo el esfuerzo

Queremos reconocer el excelente trabajo de dirección del Dr. Píndaro Díaz Jaimes (Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM), así como las valiosas aportaciones del jurado dictaminador, integrado por el Dr. Luis Fernando Del Moral Flores, la Dra. Angélica González Oliver, la Dra. Verónica Mendoza-Portillo y la Dra. América Nitxin Castañeda Sortibrán.

Investigaciones como la de Karla reafirman el valor de las herramientas genéticas y moleculares para comprender la biodiversidad marina, delinear unidades de conservación y descifrar la historia evolutiva del océano.

¡Enhorabuena, Karla! Te deseamos el mayor de los éxitos en tus futuros proyectos científicos y profesionales.

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🧬 Evolución de la Multicelularidad

📡 De redes unicelulares a sistemas multicelulares complejos.

Por: Dra. América Nitxin Castañeda Sortibrán y Dr. Marco Antonio Carballo Ontiveros

Introducción: El salto de escala biológico.

Uno de los hitos más deslumbrantes es la transición de los algoritmos de vida unicelular a redes multicelulares integradas y especializadas. ¿Cómo pasa un organismo de ejecutar programas genéticos aislados a coordinar trillones de células en una sola unidad funcional?

1. Modelos de transición: ¿Cómo se configura la multicelularidad?

La genómica y la biología evolutiva plantean dos rutas principales para entender este cambio de arquitectura:

1. Modelo colonial (vía tipo Volvox o Choanoflagelados):
   
   
   Se forma inicialmente una colonia de células genéticamente idénticas. Con el tiempo, para sobrevivir de manera eficiente, las tareas del grupo se dividen entre los miembros, dando lugar a tipos celulares cada vez más especializados.
   
   
2. Modelo de Diferenciación temporal a espacial:
   
   
   Muchos protistas unicelulares cambian de estado o de tipo celular a lo largo del tiempo (diferenciación temporal). Este modelo propone que un ancestro colonial adaptó esa capacidad de conmutación temporal para transformarla en una diferenciación espacial simultánea en distintos puntos del superorganismo.
   
   

2. La batería molecular y la "caja de herramientas genética".

Para consolidar la arquitectura multicelular no basta con agruparse; se requiere un "hardware" y "software" de red avanzado:

• 🧱 Soporte estructural (colágeno): A diferencia de las formas unicelulares, en los animales, la familia de proteínas del colágeno forma fibras complejas que otorgan soporte físico e integración estructural a los tejidos.
  
  
• 📡 Señalización intercelular: Uso de familias de proteínas difusibles que actúan como protocolos de comunicación entre células adyacentes o distantes.
  
  
• 🎛️ Factores de transcripción: proteínas reguladoras que actúan como selectores lógicos, activando o suprimiendo genes específicos para definir el "rol de código" de cada tipo celular.
  
  

3. El paradigma de la reproducción sexual y el "altruismo celular".

Desde la perspectiva de las redes, surge un enigma fascinante: el sacrificio de las células somáticas. En la reproducción sexual, la mayoría de las células del cuerpo renuncian a la capacidad de transmitir directamente su código a la siguiente generación, delegando esta función en un grupo restringido de gametos (óvulos y espermatozoides) alojados en las gónadas.

¿Por qué funciona este modelo?

Esto solo es viable evolutivamente porque las células del cuerpo son clonales (genéticamente idénticas). Al garantizar la supervivencia del individuo y la reproducción de la línea germinal, las células somáticas perpetúan de forma indirecta su propio programa genético.

4. Sistemas operativos del organismo complejo

A medida que la escala aumenta, las células no pueden confiar en la simple difusión molecular para nutrirse, respirar o comunicarse. Los organismos animales desarrollaron subsistemas dedicados:

• Sistema digestivo: Procesamiento de nutrientes a gran escala.
  
  
• Sistema respiratorio: captura de oxígeno y eliminación de dióxido de carbono. 
  
  
• Sistema circulatorio: un autobús de transporte que conecta todos los nodos del cuerpo, superando los límites físicos de la difusión.
  
  
• Sistema sensorial y nervioso: sensores de entrada del entorno e integración lógica para coordinar la locomoción.
  
  

🔬 Caso de estudio: Choanoflagellata

Los choanoflagelados (protistas con un collar de microvellosidades y un flagelo) son los parientes unicelulares vivos más cercanos a los animales (Metazoa). Sus genomas revelan que poseen moléculas de adhesión celular y capacidades de diferenciación, lo que demuestra que las "herramientas básicas de programación" para ser un organismo multicelular ya existían antes de la aparición de los primeros animales.

Referencia bibliográfica:

Chipman, A. D. (2024). Organismic animal biology: an evolutionary approach. Oxford University Press.

Nota de transparencia: Este artículo ha sido redactado con el apoyo de Gemini, una inteligencia artificial de Google, para la estructuración inicial de la información científica y la imagen.

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Secretos evolutivos de los cactus foliosos: La historia de Leuenbergeria y el desafío de la rosa de Bayahibe 🌵🌸

Entrada escrita por: Dra. América Nitxin Castañeda Sortibrán y Dr. Marco Antonio Carballo Ontiveros (Facultad de Ciencias, UNAM).

¿Sabías que no todos los cactus son columnas llenas de espinas en desiertos áridos? En los bosques secos neotropicales habita un grupo sumamente especial: los cactus foliosos (Leuenbergeria), linajes ancestrales con hojas bien desarrolladas. Entre ellos destaca la Rosa de Bayahibe (Leuenbergeria quisqueyana), la flor nacional de la República Dominicana.

Un estudio filogenómico reciente, publicado en la revista Caribea (Encarnación-Piñeyro et al., 2026), desentraña los orígenes biogeográficos, los sistemas sexuales y la diversidad genética de estos fascinantes cactus, ofreciendo claves críticas para evitar su extinción.

🌎 Un viaje desde el continente hasta las Antillas

A través del análisis de 355 loci nucleares, los investigadores lograron construir un cronograma preciso de la historia evolutiva de Leuenbergeria:

• Origen continental: El linaje de Leuenbergeria emergió en el norte de Sudamérica (Andes del Norte) durante el Oligoceno tardío - Mioceno temprano (hace unos 30,5 millones de años).

• La conquista del Caribe: En el Mioceno medio-tardío (hace aproximadamente 10,5 millones de años), un evento de dispersión a larga distancia —probablemente mediado por aves o murciélagos frugívoros— llevó a estos cactus desde el continente hacia la porción oriental de La Española. Desde allí, se produjo una dispersión secundaria hacia Cuba.

• Aislamiento e islas antiguas: La diversificación interna en La Española estuvo moldeada por la antigua configuración tectónica de la isla, que históricamente estuvo compuesta por múltiples paleoislas separadas por canales marinos.

🌺 El riesgo de la dioecia en especies insulares.

A diferencia de las especies continentales de Leuenbergeria, que son monoicas (flores hermafroditas), todas las especies insulares de las Antillas Mayores evolucionaron hacia la dioecia: existen plantas exclusivamente masculinas y femeninas.

El dilema evolutivo: Aunque la dioecia obliga a la fecundación cruzada, en poblaciones pequeñas y fragmentadas se convierte en un riesgo reproductivo enorme.

Un caso dramático de este dilema es la Rosa de Bayahibe (L. quisqueyana), clasificada como un paleoendemismo:

• Su única población silvestre conocida en la costa de Bayahibe cuenta con solo 22 individuos adultos.

• ¡Solo se conoce una planta hembra silvestre! Y esta se encuentra a aproximadamente 3 kilómetros del grupo de los 21 machos restantes, en una zona fuertemente presionada por el desarrollo turístico.

🧬 ¿Qué es la diversidad genética y por qué es vital?

La diversidad genética se refiere a la variedad de información genética (variaciones en el ADN, los genes y los alelos) presente entre los individuos de una misma especie. En el contexto de la biología de la conservación, funciona como el «escudo protector» de las plantas:

• Capacidad de adaptación y resiliencia: Una especie con alta diversidad genética posee una reserva de variantes genéticas que le permite adaptarse a cambios ambientales, como sequías, el aumento de la temperatura o el ataque de nuevas enfermedades y plagas.

• Salud poblacional (Heterocigosidad): Cuando la diversidad genética es baja, aumenta el riesgo de endogamia (cruzamiento entre parientes cercanos), lo que puede reducir la fertilidad, aumentar las malformaciones y mermar la capacidad de supervivencia global (depresión por endogamia).

Factores locales sobre el pasado

En el estudio de Leuenbergeria, la variación genética se evaluó mediante estimaciones de heterocigosidad individual. Sorprendentemente, los niveles de heterocigosidad no estuvieron ligados ni al sistema sexual, ni a la condición de ser insular, ni a la antigüedad del linaje. Esto demuestra que la diversidad genética actual de estos cactus está siendo moldeada principalmente por procesos demográficos recientes y la fragmentación del hábitat.

Por ejemplo, la Rosa de Bánica (L. marcanoi), que habita en formaciones kársticas protegidas de difícil acceso, conserva los niveles más altos de heterocigosidad. En cambio, las poblaciones muy reducidas y perturbadas por el ser humano presentan una vulnerabilidad genética crítica.

🛡️ ¿Qué nos enseña la a para su conservación?

La integración de la filogenómica, la biogeografía y la genética poblacional demuestra que los esfuerzos tradicionales ex situ (como los jardines botánicos) o las campañas de concientización no son suficientes por sí solos.

Para evitar la pérdida irreversible de linajes únicos y asegurar la preservación de su variabilidad genética, es urgente:

1. Priorizar la conservación y la restauración in situ de sus poblaciones silvestres.

2. Proteger estrictamente los microhábitats fragmentados del Bosque Seco Tropical.

3. Promover programas de polinización asistida y de reintroducción planeada para superar las barreras de la dioecia en poblaciones diezmadas.

Referencia 

Encarnación-Piñeyro, Y., Guerrero, A. E., Romeiro-Brito, M., Murphy, T. H., Romero, F., Majure, L. C., & Burleigh, G. (2026). Biogeografía, sistemas sexuales y diversidad genética en los cactus foliosos del Caribe (Leuenbergeria: Cactaceae): implicaciones para la conservación. Caribea–Caribbean Journal of Plant Conservation, 2(1), 1-13.

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🧬  La Diversidad Genética como Instrumento para la Conservación en México

Entrada escrita por: Dra. América Nitxin Castañeda Sortibrán y Dr. Marco Antonio Carballo Ontiveros (Facultad de Ciencias) 

¡Bienvenidos a una nueva entrega del Blog de Cibergenetica! 🤖🧬

Cuando pensamos en la biodiversidad de México, solemos imaginar selvas frondosas, desiertos marianos, bosques de pino o la inmensa variedad de plantas y animales que habitan nuestro territorio. Sin embargo, en el nivel más elemental de la vida existe una capa oculta pero vital: la diversidad genética.

Las variaciones heredables que ocurren entre individuos y poblaciones son la materia prima sobre la que opera la evolución. Comprenderlas es indispensable para evaluar los riesgos de extinción, diseñar mejores estrategias de conservación, optimizar la productividad agropecuaria y atender los retos de salud pública.

A continuación, exploramos los hallazgos más destacados del estudio seminal de Daniel Piñero et al. (2008) sobre el estado de los recursos genéticos de las especies mexicanas.

🔬 Un vistazo al árbol de la vida en México

Los estudios moleculares abarcan desde bacterias microscópicas hasta gigantescos mamíferos marinos e insectos.

           🍃 1. El Reino Vegetal: Centro de Origen y Domesticación

México destaca a nivel mundial como centro de diversificación y domesticación de múltiples especies vegetales.

• Coníferas (Pináceas): México alberga más de la mitad de las especies de Pinus del mundo. Los análisis genéticos muestran una marcada diferenciación entre poblaciones (FST promedio de 0.158 en pinos), lo que constituye un dato clave para orientar los esfuerzos de conservación in situ y ex situ de especies amenazadas como Pinus rzedowskii.

• Cactáceas y Agaves: Las especies polinizadas por murciélagos (como Carnegiea gigantea) muestran una menor diferenciación genética (FST = 0.075) que las polinizadas por insectos (como Lophocereus schottii, con FST = 0.431). En agaves cultivados, como el Agave tequilana, las prácticas de clonación han provocado una alarmante homogeneidad (He = 0.0004), lo que hace urgente la protección de sus parientes silvestres.

• Cultivos Tradicionales (maíz, frijol, chile): Los parientes silvestres (como el teocinte en el caso del maíz) presentan una mayor variación que sus contrapartes domesticadas. En el frijol común (Phaseolus vulgaris), la selección humana mantiene la diferenciación entre las formas silvestres y domesticadas a pesar del flujo génico.

🧫 2. Microorganismos y hongos: entre la biotecnología y la medicina

• Rizobios: Las bacterias fijadoras de nitrógeno asociadas al frijol exhiben en México una de las mayores variabilidades genéticas del mundo, lo que impulsa el desarrollo de biofertilizantes agrícolas sustentables.

• Escherichia coli: En mamíferos silvestres de México se registró la mayor diversidad genética reportada a nivel mundial para cualquier organismo (H = 0.732).

• Histoplasma capsulatum: El análisis filogeográfico de este hongo patógeno sugiere que Latinoamérica (donde se ubica México) pudo ser el origen de su dispersión global durante el Plioceno-Mioceno.

🐝 3. Insectos: plagas, vectores de enfermedades y patrones evolutivos

Aunque en México se conocen alrededor de 19 000 especies de insectos, solo cerca de 30 han sido estudiadas a nivel genético, principalmente aquellas de impacto agrícola o médico:

• Vectores de enfermedades (Hemiptera y Diptera): En especies de triatominos del género Triatoma (transmisores de la enfermedad de Chagas), se han hallado bajos niveles de heterocigosidad por isoenzimas (Ho = 0.0102), aunque dentro de su grupo figuran entre los más polimórficos. Por su parte, mosquitos como Anopheles albimanus (vector de la malaria) exhiben una elevada diversidad genética en Chiapas (He = 0.830), lo que evidencia patrones de conectividad relevantes para la epidemiología.

• Plagas Agrícolas y Forestales (Coleoptera): En escarabajos barrenadores del género Dendroctonus (como D. mexicanus y D. adjunctus), que infestan bosques de coníferas, se observa un alto polimorfismo y heterocigosidad (He de hasta 0.334), así como linajes haplotípicos bien diferenciados a lo largo de cadenas montañosas.

• Lepidópteros y Parásitos: Especies como la mariposa monarca (Danaus plexippus) presentan niveles de diversidad nucleotídica relativamente bajos, mientras que el estudio de la abeja europea (Apis mellifera) mediante RFLP ha permitido monitorear los procesos de africanización en el país.

🐋 4. Fauna superior: contrastes extremos de variación

El análisis genético en vertebrados revela desde historias de éxito reproductivo hasta cuellos de botella dramáticos:

Especie / Grupo	Estado / Características Genéticas	Implicación de Conservación
Vaquita marina(Phocoena sinus)	Extremadamente reducida. Monomorfismo mitocondrial y elevadísima homocigosis.	Especie en peligro crítico. Requiere eliminar por completo la captura incidental.
Elefante marino(Mirounga angustirostris)	Diversidad genética drásticamente reducida tras sobrevivir a un cuello de botella.	Demográficamente recuperado, pero genéticamente vulnerable.
Ballena jorobada(Megaptera novaeangliae)	Alta diversidad genómica; sus niveles de variación varían estacionalmente.	México es un punto clave de confluencia y de reproducción migratoria.
Tortugas Marinas	Estructuración poblacional condicionada a la fidelidad a sus playas de anidación.	Protección estricta diferenciada por unidades evolutivas o playas.

💡 Conclusiones cibergenéticas

"Estudiar la diversidad genética es fundamental para alcanzar un mejor nivel de vida en áreas como la salud pública, la sustentabilidad y la productividad agrícola, pecuaria, pesquera y forestal." — Daniel Piñero et al.

Los datos nos demuestran que no basta con contar el número de individuos de una especie: la diversidad genómica interna define su capacidad real de adaptarse al cambio climático, resistir enfermedades y sobrevivir a largo plazo. Consolidar redes de investigación y bases de datos genéticos en línea en México es el siguiente paso lógico para transformar el código genético de la naturaleza en una herramienta activa de conservación.

Piñero, D., Caballero-Mellado, J., Cabrera-Toledo, D., Canteros, C. E., Casas, A., Castañeda, A., ... & Zúñiga, G. (2008). La diversidad genética como instrumento para la conservación y el aprovechamiento de la biodiversidad: estudios en especies mexicanas. Capital natural de México, 1, 437-494.

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