Genómica de la Adaptación en Peces de Cueva de Colombia

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Los animales que viven en cuevas han sido de amplio interés para el estudio de la selección natural y la convergencia evolutiva. A través de organismos incluyendo insectos de distintos órdenes, crustáceos y varios vertebrados, la adaptación a las condiciones desafiantes de las cuevas ha conducido a varias instancias de evolución convergente en morfología, comportamiento y fisiología. En los peces, especies de un conjunto variado de linajes evolutivos han evolucionado convergentemente en ambientes de cuevas, perdiendo o reduciendo completamente sus ojos y su pigmentación. Sin embargo, se desconoce si diferentes linajes se han adaptado a las cuevas empleando mecanismos moleculares equivalentes y la información es insuficiente para establecer la importancia relativa de cambios en regiones codificantes de genes vs. modificaciones en patrones de expresión génica para explicar la evolución adaptativa en estos sistemas.

​En un estudio reciente evaluamos si especies del género Trichomycterus (Siluriformes) que habitan ambientes de cuevas en el departamento de Santander, Cordillera Oriental de Colombia, y que carecen de ojos y pigmentos evolucionaron a través de (1) un único evento de colonización de ambientes subterráneos y posterior dispersión o vicarianza conduciendo a nuevas especies, o (2) de múltiples colonizaciones de cuevas desde ambientes superficiales seguidas por convergencia evolutiva. Empleando secuencias de ADN mitocondrial para reconstruir relaciones filogenéticas, encontramos que las cuevas de la región han sido colonizadas independientemente por al menos dos clados diferentes de Trichomycterus. Además, documentamos una divergencia genética muy baja entre poblaciones de superficie y de cueva que difieren drásticamente en morfología, lo que sugiere que su divergencia habría sido muy reciente o que habría sucedido en presencia de flujo génico cuyo efecto homogeneizador habría sido contrarrestado por selección natural. En cualquier caso, el sistema representa un modelo ideal para usar herramientas genómicas para evaluar las bases genéticas de la adaptación.

Estamos buscando un estudiante de posgrado que tenga interés en genómica evolutiva para continuar con nuestros estudios sobre la adaptación de peces a ambientes de cuevas en Colombia vinculándose al programa de Maestría en Ciencias Biológicas, Maestría en Biología Computacional o Doctorado en Ciencias - Biología. Próximamente tendremos acceso a datos de alta calidad (PacBio, Hifi 30X, Bionano 100X y HiC60x) que nos permitirán ensamblar un genoma de referencia de la especie Trichomycterus rosablanca. Además, contaremos secuencias de transcriptomas de múltiples tejidos de esta especie única de ambientes de cueva colombianos. El o la estudiante de posgrado seleccionado(a) podrá emplear esta información para estudiar una diversidad de asuntos relacionados con el origen y evolución de estos peces y sus fenotipos. En particular, mediante comparación con genomas de otros organismos que presentan adaptaciones similares a ambientes de cueva, inicialmente estamos interesados en abordar la pregunta de si la adaptación a ambientes de cuevas en Trichomycterus ha empleado mecanismos similares o diferentes a aquellos involucrados en procesos evolutivos equivalentes en otros grupos.

La persona seleccionada idealmente tendrá experiencia con herramientas computacionales para el estudio de genomas o transcriptomas (o una fuerte motivación para aprender sobre éstas) y deberá cumplir con los requisitos de admisión establecidos para los programas de posgrado del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de los Andes. En caso de ser admitida, la persona podría ser beneficiaria de una asistencia graduada que comprende una beca y un salario para contribuir a cubrir gastos de sostenimiento.

El proyecto de tesis será dirigido por el profesor Daniel Cadena en colaboración con los investigadores Mauricio Torres (Fundación Iguaque), Carlos Do Nascimiento (Universidad de Antioquia) y Natasha Bloch (Departamento de Ingeniería Biomédica, UniAndes). Para mayor información sobre el proyecto, puede escribir a este correo.

​La fecha de cierre de las postulaciones a los programas de posgrado es el 11 de mayo de 2022.