ADN mitocondrial antiguo: Dientes de sable, León americano y Shanks

Carlos Daniel Pinacho-Pinacho*

Todos sabemos que las mitocondrias son orgánulos celulares y su función principal es suministrar energía para la actividad celular en un proceso llamado respiración celular. Las mitocondrias tienen su propio ADN y nos permiten contar historias como las de dientes de sable o el león americano.

Las mitocondrias son orgánulos dentro de células eucariotas que poseen su propio ADN, el cual se hereda de un solo progenitor. Los genes de la mitocondria, tanto de dientes de sable, león americano y gato doméstico (el buen amigo Shanks), consisten en ADN circular, el cual puede variar en tamaño y estructura con respecto a otros organismos (Figura 1). El ADN mitocondrial parece haber evolucionado de un ancestro eubacteriano, y la teoría endosimbiótica propone que las mitocondrias comenzaron como eubacterias de vida libre que lograron desarrollar relaciones endosimbióticas con las primeras células eucariotas; un fenómeno complejo de entender, pero interesante para los biólogos. Aquí te contamos del uso que le dan los científicos al ADN mitocondrial para entender una pequeña parte de la historia de los félidos extintos y vivos.

Fig 1. Representantes extintos y vivientes de félidos con su respectivo ADN mitocondrial. Gracias a los amigos (Isma y Denisse por la foto del buen Shanks)

Los félidos o felinos son una familia de mamíferos del orden Carnivora. Entre sus representantes se encuentran los extintos dientes de sable y el león americano, así como el tigre, león, jaguar, leopardo y puma, entre sus cinco representantes vivos más grandes dentro de la familia, y se encuentran entre los mamíferos cazadores más sigilosos (Figura 2). Los extintos dientes de sable son reconocidos como representantes de la megafauna del Pleistoceno y forman un grupo distinto de todos los felinos vivos. Las especies de los géneros Homotherium y Smilodon eran depredadores que vivieron tanto en el viejo como en el nuevo mundo, principalmente en Eurasia y América del Norte. En América del Norte, estos depredadores vivieron hasta el Pleistoceno tardío y se extinguieron junto con otras especies como mamuts y perezosos gigantes. Gracias al ADN mitocondrial y técnicas de ADN antiguo, ahora se conoce la historia evolutiva de los dientes de sable, el león americano y su relación con otros felinos vivos. En la actualidad, se tienen varios cientos de genomas mitocondriales de felinos vivos, disponibles en bases de datos, lo que permite a los científicos estimar la ubicación de los dientes de sable dentro de todos los felinos. Por lo tanto, se sabe que los dientes de sable y sus primos felinos vivos se separaron hace aproximadamente 20 millones de años.

Otro ejemplo son los félidos extintos como el león americano y el león de las cavernas. Restos fósiles del león americano, Panthera (leo) atrox, se han encontrado exclusivamente en algunas cordilleras puntuales de América del Norte. En algunos estudios se han logrado secuenciar hasta 24 genomas mitocondriales antiguos de fósiles de león americano, indicando que el león de las cavernas y el león americano fueron especies diferentes, dispersándose por Euroasia y América del Norte en el Pleistoceno. El ADN mitocondrial antiguo ha permitido entender que las dos especies de leones extintos están muy relacionados con sus hermanos vivos, el león, Panthera leo (Figura 2).

Fig 2. Árbol construido con genomas mitocondriales de félidos extintos y vivos. Fotos en las ramas representan a los diferentes géneros y algunas especies de félidos

Nuestro buen amigo Shanks pertenece al gato doméstico (Felis catus) y su origen se remonta al gato montés africano (Felis lybica lybica); actualmente, se distribuye en el norte de África. Los hermanos de Shanks se expandieron hasta alcanzar una distribución global. Por medio de estudios de ADN mitocondrial antiguo se respalda un modelo de doble origen para la dispersión de los hermanos de Shanks desde el norte de África a Europa, uno que inició desde Anatolia a Europa por agricultores neolíticos (hace unos 6400 años) y el segundo desde Egipto (hace unos 2000 años). El ADN mitocondrial antiguo ha revelado que los gatos domésticos se introdujeron en Europa hace unos 2000 años, varios milenios después del inicio del Neolítico en Europa.

Aquí contamos una historia de las bondades del ADN mitocondrial antiguo para conocer especies que en algún momento poblaron este planeta, y que su ADN sigue estando presente en el fósil de estos organismos que desaparecieron hace miles de años. No obstante, recordar que los felinos vivientes son los carnívoros más fascinantes del planeta, y que la mayoría de especies están en peligro por la caza por su piel o la destrucción de su hábitat. Estoy seguro de que todas las especies de felinos son fascinantes. ¿Cuál es tu favorita? Personalmente, estaría entre el leopardo de las nieves, Panthera uncia, y el manul, Otocolobus manul.

Referencias

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Salis, A. T., Bray, S. C., Lee, M. S., Heiniger, H., Barnett, R., Burns, J. A., ... & Mitchell, K. J. (2022). Lions and brown bears colonized North America in multiple synchronous waves of dispersal across the Bering Land Bridge. Molecular Ecology, 31(24), 6407-6421.
De Martino, M., De Cupere, B., Rovelli, V., Serventi, P., Mouraud, B., Baldoni, M., ... & Ottoni, C. (2025). The dispersal of domestic cats from North Africa to Europe around 2000 years ago. Science, 390(6776), eadt2642.