Antecedentes

El orden Chiroptera (murciélagos), el único entre los mamíferos que ha adquirido la capacidad de vuelo sostenible, posee una rica diversidad ecológica, superando el 20% del total de especies de mamíferos. Los rasgos exclusivos que estos animales adquirieron durante su proceso evolutivo incluyen el sentido de ecolocalización por ultrasonido, una longevidad excepcionalmente larga en comparación con su tamaño corporal y la tolerancia inmunológica que les permite portar virus sin sufrir tormentas de citoquinas. Sin embargo, durante mucho tiempo ha sido un desafío para la biología evolutiva determinar cuándo, dónde y en qué orden sus ancestros adquirieron estos rasgos singulares. Esto se debe a que, debido a lo delgadas y frágiles que son los huesos, existe un gran vacío en el registro paleontológico de fósiles.

En el pasado, los investigadores estimaron el árbol filogenético basándose en secuencias fragmentarias de ADN mitocondrial. Dependiendo de las técnicas de análisis y de las muestras, el orden de ramificación a nivel de familia se invertía, lo que exacerbaba la confusión en la comunidad científica. Incluso respecto al lugar de origen inicial, los continentes de Asia, África y América del Norte presentaban una situación de competencia mutua. Esto se debió a la ausencia de datos del genoma completo que permitieran determinar cuál apareció primero, la capacidad de vuelo o el sentido ultrasónico.

Hallazgos clave

El consorcio Bat1K (Bat 1K), una alianza internacional de estudios del genoma de murciélagos, es una red de investigación colaborativa a gran escala en la que participaron 137 investigadores de 64 países de todo el mundo. El equipo de investigación completó con éxito nuevos ensamblajes de genomas a nivel cromosómico para 103 especies que abarcan las 21 familias existentes de murciélagos. 44 tipos de datos morfológicos de fósiles antiguos se han combinado en este resultado, que es considerado el árbol filogenético molecular de mayor escala hasta la fecha.

Según el análisis del reloj genómico, el ancestro común de todos los murciélagos actuales apareció en el continente europeo hace unos 65 millones de años. Esto significa que ocuparon un nicho ecológico vacío en Europa justo después de la extinción masiva del Cretácico-Paleógeno (K-Pg), cuando los dinosaurios desaparecieron. Es un hallazgo que contradice las hipótesis académicas previas, que sugerían que los murciélagos se originaron en Asia o en el continente norteamericano. Posteriormente, durante el período de calentamiento global inicial del Arcaico, hace aproximadamente 5600 millones de años, los principales órdenes se ramificaron explosivamente y se extendieron por todo el planeta.

El momento en que se formaron el vuelo y los órganos sensoriales especiales también presenta contornos bien definidos. El equipo de investigación optó por comparar con precisión el esqueleto auditivo de la especie fósil inicial Vielasia con el genoma de las especies actuales. El vuelo propulsado y la ecolocalización ultrasónica ya se habían establecido como un grupo consolidado en las etapas muy tempranas de la evolución, antes de que las familias actuales de murciélagos divergieran. A diferencia de la hipótesis existente que sostenía que la capacidad de vuelo surgió primero y que la ecolocalización la siguió mucho tiempo después, esto indica que ambas funciones complejas se completaron como un sistema integrado desde las etapas ancestrales.

Significado y perspectivas

El árbol filogenético completado y el mapa genómico han puesto fin a medio siglo de debates sobre la evolución de los murciélagos. La información genómica de alta calidad que representa a las 21 familias asumirá un papel único como sistema de coordenadas de referencia en futuros estudios de comparativa genómica de mamíferos. Se ha sentado una base sólida para rastrear la historia evolutiva de los mecanismos metabólicos energéticos que resisten el estrés oxidativo extremo, los mecanismos de defensa que reparan inmediatamente el ADN dañado y los factores inmunomoduladores que suprimen la respuesta inflamatoria incluso ante la exposición a patógenos letales.

También están claros los límites que deben superarse. No se ha podido eliminar por completo el margen de error de los modelos de datación debido a la ausencia de datos de tejidos blandos que puedan extraerse de los especímenes fósiles. Para elucidar las redes de regulación genética que coordinan el vuelo y la ecolocalización, deberían seguirse estudios experimentales funcionales a gran escala en elementos reguladores no codificantes. Se prevé que el camino para extender los rasgos adaptativos únicos de los murciélagos a la investigación en ciencias biomédicas se amplíe aún más cuando se integre con futuros análisis de transcriptómica de célula única y técnicas de edición genómica.