Estudio en madrigueras busca conocer la evolución de la vida en Atacama

Para un grupo de destacados investigadores chilenos, rastrear entre madrigueras de hasta 40 mil años de antigüedad es una de las mejores formas de conocer la evolución de la vida en Atacama. Aquel extenso territorio donde las lluvias fueron mucho más frecuentes en algunos períodos del pasado y donde la flora y la presencia de toda clase de especies se han adaptado no sólo a las actuales condiciones de extrema aridez, sino también a grandes fluctuaciones climáticas a través del tiempo.

El profesor Claudio Latorre y Francisca Díaz, investigadora postdoctoral del Laboratorio de Rodrigo Gutiérrez, llevan más de diez años trabajando en la reconstrucción del clima y la vegetación del desierto de Atacama mediante el análisis de las denominadas “paleomadrigueras”, guaridas-fósiles donde roedores acumulaban desechos biológicos de todo tipo (semillas, hojas, polen, insectos) y que dada la sequedad extrema del desierto de Atacama aún se conservan.

Francisca Díaz se ha especializado en la recuperación de ADN antiguo. “Si bien el ADN se degrada a medida que pasa el tiempo, es posible recuperar fragmentos cortos que nos pueden dar información valiosa sobre las especies que rodeaban al sitio donde se formó la madriguera”, indica la investigadora del Instituto Milenio de Biología Integrativa.

“Estas secuencias cortas funcionan como un código de barras que nos indica la especie a la que pertenecía ese fragmento de ADN”, explica la investigadora.

Los trabajos de estos investigadores de la Facultad de Ciencias Biológicas, fueron citados recientemente en un artículo del New York Times luego que investigadores americanos utilizaran la misma técnica para rescatar y diferenciar ADN antiguo de un sinnúmero de organismos a partir de restos de madrigueras de roedores.

Para Francisca la posibilidad de rescatar fragmentos de ADN antiguo de todos los organismos asociados a las madrigueras, no solo de los roedores que las habitaban, sino también, las plantas que éstos consumían, los insectos que deambulaban por su alrededor, los microorganismos asociados a los suelos, constituye un avance importante en su campo de investigación.

“Lograr tener ese detalle de información del pasado nos permite ir aportando de a poco a comprender cómo responden los ecosistemas completos a los cambios del clima”, comenta.

Durante los últimos años, el grupo de investigadores ha desarrollado una serie de estudios que buscan entender el impacto que tuvo el cambio climático en la flora y fauna de hace 30 mil años. “En uno de nuestros artículos (Díaz et al., 2019) mostramos cómo han respondido las plantas a los cambios del clima en la zona de estudio del Atacama durante los últimos 30 mil años. En otro artículo (Wood et al., 2018) vimos cómo responden los patógenos de plantas a los cambios climáticos y, por último, en otro artículo (Wood et al., 2019) vimos cómo varían las comunidades de roedores y de los parásitos asociados a los roedores que forman las madrigueras”, comenta Díaz.

“Atacama siempre ha sido relativamente seco, por lo que el material orgánico conservado en cuevas y madrigueras limitando la degradación por organismos, como microbios u hongos, y esencialmente momificándolos"- Francisca Díaz, investigadora.

Para obtener información más precisa y detallada de las madrigueras, los investigadores recurrieron al Manaaki Whenua – Landcare Research en Nueva Zelanda.

Allí los paleoecólogos Janet Wilmshurst y Jamie Wood, dirigen uno de los laboratorios más avanzados en el uso de técnicas moleculares y genéticas para la investigación biológica y que permitieron extraer el ADN de las muestras, evitando la contaminación externa. “Lo más importante es evitar la contaminación de las muestras con ADN moderno, por esto se debe trabajar en laboratorios especializados. Hoy en Chile no tenemos un laboratorio especial para este tipo de muestras fósiles”, declara la investigadora.

“Atacama siempre ha sido relativamente seco, por lo que el material orgánico conservado en cuevas y madrigueras limitando la degradación por organismos, como microbios u hongos, y esencialmente momificándolos. Así se convierten en un archivo que se puede utilizar para explorar los cambios climáticos en períodos de largo plazo”, indica el investigador Jamie Wood desde Wellington, Nueva Zelanda.

Una de las investigaciones desarrollada el 2019 buscó precisamente identificar las plantas que crecieron en sitios desde donde se colectaron las paleomadrigueras cuya data se estima hasta en 30.000 años. Luego de ello los investigadores compararon las respuestas de las plantas a las distintas magnitudes del cambio ambiental. “Monitoreamos la vegetación de unos sitios durante 9 años y vimos que las comunidades de plantas han sido resilientes a los cambios ambientales actuales.  Además,  las magnitudes de cambios que hemos observado en las precipitaciones, son similares a las que han ocurrido durante las últimas décadas, por lo que podemos extrapolar nuestros resultados y decir que las plantas probablemente se han mantenido en los mismos sitios durante los últimos 40 años al menos”, sostiene la investigadora.

“Vimos que las plantas migran por el desierto, bajan hasta  1.000 metros distribuciones actuales. Por ejemplo,  en algunas zonas del Atacama donde hoy casi no existen plantas, hace miles de años el paisaje se parecía a lo que hoy observamos en el Altiplano”- Francisca Díaz, investigadora

Sin embargo, uno de los hallazgos más destacados en el estudio apuntó a la distribución que la flora de Atacama tuvo hace unos 15 mil años atrás, en periodos de grandes lluvias. “Vimos que las plantas migran por el desierto, bajan hasta  1.000 metros distribuciones actuales. Por ejemplo, en algunas zonas del Atacama donde hoy casi no existen plantas, hace miles de años el paisaje se parecía a lo que hoy observamos en el Altiplano”, afirma la investigadora.

Comprender cómo las plantas respondieron a esas magnitudes de cambio climático, precisa Francisca Díaz, permitiría visualizar cómo podrían responder a los cambios proyectados a futuro. “Claro que las tendencias serían al revés. Lo que esperamos para el futuro es que las precipitaciones disminuyan al mismo tiempo que aumentan las temperaturas, por lo que probablemente veremos que las plantas se desplazan a mayores altitudes en las montañas”.

De cualquier forma, el equipo de investigadores espera continuar explorando las profundidades del ADN antiguo de Atacama. Conocer cuando aparecieron algunas especies invasoras, reconstruir la dieta de humanos, o la fecha en que comenzaron a cultivar el desierto. “Aún nos quedan muchas preguntas por responder”, finaliza Díaz.