Un reciente estudio genómico de gran escala, muestra que lo que creíamos como “una sola especie” podría ser en realidad cuatro linajes distintos, cada uno adaptado a su propio ambiente. La investigación tiene consecuencias directas para su conservación frente al cambio climático.

Durante más de un siglo, los pingüinos papúa fueron tratados como una sola especie distribuida a lo largo del océano Austral, pero un nuevo estudio viene a cambiar esa visión. Un equipo internacional de investigadores, con participación de la Universidad de Los Lagos, la Universidad Andrés Bello, los Institutos Milenio CRG, BASE, y la Universidad de Chile, en asociación con la Universidad de California, Berkeley, analizó el genoma completo de 64 ejemplares provenientes de diez colonias en distintos puntos del hemisferio sur — desde las islas Malvinas hasta las cercanías de la Antártica, pasando por las islas Kerguelen, Crozet y Macquarie. Lo que encontraron transforma nuestra comprensión de estas aves: el ADN revela la existencia de cuatro linajes profundamente divergentes, cada uno con huellas genéticas propias, que reflejan su adaptación al ambiente donde vive y que representan etapas avanzadas del proceso de especiación.

De este modo, el océano Austral — que rodea la Antártica — no es un ambiente del todo homogéneo. Sus temperaturas, su cubierta de hielo marino, su salinidad y la cantidad de alimento disponible varían enormemente de una zona a otra. Diferencias ambientales que durante millones de años, fueron dejando una “marca” en el ADN de los pingüinos que habitaban cada región. “El ambiente no es solo el escenario donde viven los organismos, también es una fuerza que moldea su ADN a través del tiempo, dejando huellas en su genoma”, señala la Dra. Daly Noll, académica de la Universidad de Los Lagos e investigadora adscrita de los Institutos Milenios BASE y al CRG y autora del estudio.

“En el océano Austral, estas diferencias ambientales han impulsado que los pingüinos papúa sigan caminos evolutivos distintos e independientes, evidenciando un proceso de especiación”, afirma la doctora en Ecología y Evolución.

Las diferencias no están en todo el ADN, sino en partes clave

Para llegar a estos resultados, las y los investigadores procesaron más de nueve millones de variantes genéticas. No se trata de diferencias al azar, advierten. Las divergencias más significativas se destacan en regiones del genoma asociadas a funciones claves, como la regulación de la temperatura corporal, el metabolismo energético y la comunicación.

Este último punto fue uno de los hallazgos más inesperados: varios grupos muestran cambios en genes relacionados con el aprendizaje vocal, lo que sugiere que las diferencias en las vocalizaciones podrían estar contribuyendo al aislamiento reproductivo entre ellos.

“En esta investigación pudimos delimitar las cuatro especies de pingüinos papua, y hacer la descripción formal completa de una de ellas, utilizando datos genómicos con varias otras aproximaciones”, señala la Dra. Juliana Vianna, académica UNAB y directora alterna del Instituto Milenio CRG. “Además nuestro estudio utiliza modelos de distribución de especies a futuro con el cambio climático, y vimos que cada una de ellas responderá de forma diferente, algunas con mayor grado de amenaza que otras”, puntualiza la también investigadora del Instituto Milenio BASE.

La magnitud de las diferencias genéticas entre los cuatro grupos es comparable a la que se observa en otras aves que ya son reconocidas como especies distintas. Por eso, el estudio propone que estos linajes sean considerados cuatro especies independientes, respaldando esa propuesta con evidencia genómica, morfológica y ecológica. Una de ellas — el pingüino papúa de las islas Kerguelen, es descrita formalmente como especie nueva para la ciencia.

Una advertencia para el cambio climático

El hallazgo tiene implicaciones que van más allá de la taxonomía, subrayan los equipos internacionales de investigación. “Hasta ahora, todos los pingüinos papúa eran evaluados como una sola unidad de conservación, dominada en número por el grupo de la península Antártica. Eso hacía que los demás grupos, mucho menos numerosos y más vulnerables, quedarán invisibles en los registros globales”, indican.

Las proyecciones del estudio muestran que, bajo los escenarios climáticos esperados para 2050, tres de los cuatro grupos podrían perder una parte significativa de su hábitat marino. “Algunos ya están en retroceso: las colonias monitoreadas en la Isla Macquarie han perdido el 50% de sus parejas reproductivas en las últimas tres generaciones”, señala el equipo.

“Este estudio muestra que incluso en organismos muy conocidos todavía puede existir diversidad biológica no reconocida, y que identificarla correctamente es un paso fundamental para cualquier evaluación seria de conservación”, concluye el Dr. Elie Poulin, académico de la Universidad de Chile y director del Instituto Milenio BASE.

Esta investigación internacional —advierten— es también una demostración del poder de la genómica de nueva generación aplicada a preguntas ecológicas y evolutivas. Usando tecnología

de secuenciación de alto rendimiento, fue posible reconstruir la historia evolutiva de estas aves con una resolución antes imposible y conectar esa historia con el ambiente que la moldeó. “No se trata solo de leer el ADN, sino de saber dónde mirar”, indica la Dra. Daly Noll. “La genómica nos permite identificar con precisión qué regiones del genoma contribuyen a la divergencia entre linajes, y cómo estas reflejan la adaptación a distintos ambientes”, sostiene.

El estudio contó con la participación de los Institutos Milenio Centro de Regulación del Genoma (CRG) y Biodiversidad de Ecosistemas Antárticos y Subantárticos (BASE), la Universidad de Los Lagos y la Universidad de Chile, junto a instituciones de Australia, Reino Unido, Francia, Sudáfrica, Argentina, España, Mónaco, Venezuela y Estados Unidos. Se enmarca además en la tesis doctoral de Daly Noll en el Programa de Doctorado en Ciencias, mención Ecología y Biología Evolutiva, de la Universidad de Chile, bajo la cotutoría de la Dra. Juliana Vianna y del Dr. Elie Poulin y el proyecto Fondecyt de Postdoctorado ANID.

Comunicado: Instituto Milenio CRG y BASE
Fotografías: Claudia Ulloa

Aves adorables, navegantes del hielo, o carismáticas especies ícono del continente antártico. Como cada año, el Día Mundial del Pingüino se conmemora un 25 de abril como una fecha que busca concienciar sobre la importancia de la conservación de estas aves marinas. Estudios científicos que se encuentran analizando los datos obtenidos en las recientes expediciones antárticas que desde Chile promueven el trabajo colaborativo y la investigación polar para comprender y mitigar los riesgos asociados a las enfermedades aviares en la región. Grupos de investigación del Instituto Milenio BASE, la Pontificia Universidad Católica de Chile, Universidad de Chile, Universidad Austral de Chile y el Instituto Antártico Chileno (INACH) regresan luego de prolongadas expediciones en terreno y analizan datos sobre las aves más emblemáticas del continente blanco. Vigilancia epidemiológica y protocolos de bioseguridad reforzados buscan seguir estudiando Influenza Aviar Altamente Patógena en el territorio.

Desde el Laboratorio Biodiversidad Molecular UC, perteneciente a la Facultad de Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica de Chile (UC), liderado por la Dra. Juliana Vianna (UC/CRG/BASE/Lili), destacan a los pingüinos como modelos de estudio únicos debido a su papel crucial papel comprender sus adaptaciones al entorno en un contexto de cambio climático: “Al igual que otras aves marinas, los pingüinos son bioindicadores clave de la salud de los océanos”, señala la Dra. Fabiola León (UC/CRG/BASE), especialista en conservación biológica y bioinformática. “Los pingüinos desempeñan un rol fundamental como ingenieros ecosistémicos, influyendo en la dinámica de su entorno y contribuyendo a la estabilidad de los hábitats marinos”, advierte.

Fabiola León, doctora en Ciencias con mención en Zoología, se enfoque en estudiar las características genómicas de los pingüinos, analizando cómo sus genes responden a diversas presiones ambientales. Esto, con el objetivo de comprender cómo estas aves se adaptan a diferentes condiciones de temperatura, hielo y alimento, que varían según la especie y la región en la que habitan: “Esta foco es particularmente relevante tanto para los pingüinos antárticos como para las especies más temperadas, como los pingüinos del género Spheniscus, incluidos los pingüinos de Humboldt, que viven en regiones donde las presiones antropogénicas, como la sobrepesca, la contaminación, y la pérdida de hábitats, están afectando gravemente su supervivencia”, señala.

Resistencia o susceptibilidad de los pingüinos ante Influenza Aviar, que es estudiada desde un enfoque genómico por la científica Claudia Ulloa Contreras (UC/CRG/BASE), especialista en manejo e investigación de fauna silvestre. Como parte de sus estudios de doctorado, la investigadora destaca el rol del “forrajeo” de pingüinos en la Antártica. Es decir, al comportamiento de búsqueda y obtención de alimento que realizan las distintas especies para sobrevivir en un entorno extremadamente frío y con recursos limitados y estacionales: “El estudio, en el cual estamos trabajando, contempla dos años de medición en puntos como isla Kopaitic -en cercanías a la base O´Higgins del Ejército de Chile- y en punta Armonía -en isla Nelson”, destaca.

Trabajo que también contempla una la segunda línea de investigación, vinculada a la detección de influenza H5N1 en la Antártica. Cepa del virus de la influenza aviar altamente patógena (IAAP), específicamente del subtipo H5N1 de la rama 2.3.4.4b, que ha estado circulando globalmente en aves desde 2020-2021, aclara: “Primero identificamos el virus y después identificamos qué genes -de esas poblaciones- están participando, o influyendo, en que estas aves sean más o menos resistentes a la infección por influenza. Por ejemplo, ahora tenemos estos nuevos registros de skuas y queremos saber por qué estas aves están siendo tan afectadas. La temporada anterior vimos pingüinos, pero no con tanta afectación como estas aves… ¿Los pingüinos se han adaptado al virus? Ese tipo de preguntas estoy haciendo a través de la genética de poblaciones”, puntualiza Ulloa. Colaboración que también se realiza con los científicos Dr. Luis Vargas Chacoff (UACh/IDEAL/BASE) y Daniela Nualart (UACh/BASE).

La referencia de la experta en manejo y muestreo biológico de fauna silvestre, es en alusión a los primeros registros de mortalidad de skuas por gripe aviar altamente patógena en la Antártica. A principios de 2025. Equipos de investigación de la Pontificia Universidad Católica de Chile, Instituto Milenio BASE, Instituto Milenio CRG e Instituto Antártico Chileno, revelaron niveles inusuales de mortalidad de las aves antárticas en su distribución más meridional – más allá del círculo polar antártico- producto del virus de Influenza Aviar de Alta Patogenicidad (H5N1) en la Antártica. El Registro más austral de la enfermedad registrado hasta la fecha, y pudiendo tener implicancias críticas para la conservación de la fauna marina en la región.

Drones para mapear pingüinos

Más al sur del país, desde Punta Arenas y Valdivia investigadores utilizan drones y rastreadores GPS para mapear colonias de pingüinos y monitorear el movimiento de las aves cuando se sumergen en el océano Austral. Es el caso del Dr. Lucas Krüger (INACH/BASE) y Albert Palomino (UACh/BASE) que además de tomar muestras de sangre y realizar registro de medidas morfológicas, trabajan en el monitoreo de nidos utilizando drones.

Con más de diez campañas instalándose con campamentos en la Antártica, el Dr. Lucas Krüger se especializa en el estudio de ecología de aves marinas durante su período de reproducción: “En Antártica estos períodos oscilan entre noviembre y marzo, momento en los cuales es posible estudiarlos con mayor detalle. Nos situamos donde ellos se están reproduciendo, y por lo general son zonas lejanas a las bases antárticas, por lo que tenemos que acampar por largos períodos de tiempo”, puntualiza. Expedición que en su última realización superó los 30 días acampando en punta Armonía, ubicada en el lado oeste de isla Nelson en las islas Shetland del Sur.

Así, poder evaluar el efecto del cambio climático sobre los pingüinos, con énfasis en el pingüino barbijo (Pygoscelis antarcticus) ha sido parte de los objetivos del equipo, realizando estudios de parámetros como el éxito reproductivo, y el efecto de la topografía o los relieves sobre las colonias: “Las colonias más resguardadas están respondiendo de una manera, mientras que colonias más expuestas, de otra forma distinta”, dice Albert Palomino (UACh/BASE) investigador de doctorado de la Universidad Austral de Chile.

“A su vez, estamos realizando trabajos para la actualización de los tamaños poblacionales de distintas colonias de pygoscelidos, utilizando las fotos de drones para estimar los tamaños poblacionales”, señala el investigador Eduardo Pizarro (UC/CRG/BASE), también integrante del Laboratorio Biodiversidad Molecular UC y e integrante del último campamento antártico en la zona. Al señalar las colonias de pygoscélidos en la Antártica, Pizarro apunta a las agrupaciones de pingüinos del género Pygoscelis que se reproducen y viven en conjunto en áreas específicas del continente antártico y sus islas cercanas: “Estamos construyendo modelos de detección de objetos para realizar esta estimación con mayor precisión”, destaca.

“Los pingüinos barbijo son muy especializados en alimentarse con kril antártico (Euphausia superba)”, señala Lucas Krüger, doctor en Biología con especialización en ecología marina. Ecología espacial, movimiento, cómo buscan alimento y cómo los factores ambientales afectan a las aves marinas, son parte de los objetivos en cada expedición: “Hemos empleado un conjunto de métodos que incluyen conteo local, conteo por imágenes por drones, rastreo de animales -para conocer cómo se mueven y cómo utilizan los distintos hábitats de la zona- y también el monitoreo de las condiciones locales para estudiar la topografía, vegetación y morfología del ambiente”, afirma.

“Entendiendo cada vez más cómo estas increíbles aves marinas son capaces de responder ante nuevas condiciones, podemos anticipar las amenazas derivadas del cambio climático, como el aumento de las temperaturas, la alteración de los patrones de hielo y la disminución de los recursos alimentarios”, reflexiona la Dra. Fabiola León. “Su bienestar refleja el estado general del ecosistema marino, lo que hace que su estudio nos proporcione información valiosa sobre los efectos del cambio climático y las actividades humanas en los océanos”, señala.

El Instituto Milenio Biodiversidad de Ecosistemas Antárticos y Subantárticos, busca generar conocimiento científico de frontera y formar jóvenes investigadores en torno a la biodiversidad de los ecosistemas antárticos y subantárticos, con el fin de comprender, evaluar y predecir los efectos del cambio climático sobre la biota. A su vez, busca proponer políticas de conservación y gobernanza para la Antártica, el océano Austral y las regiones subantárticas, así como sensibilizar y comunicar a un público amplio sobre las amenazas que enfrentan estos ecosistemas. El Instituto Milenio BASE pertenece a la Iniciativa Científica Milenio, un programa de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), perteneciente al Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación de Chile. Más información en https://www.institutobase.cl 

Por: Nadia Politis

Fotografías: Constanza Barrientos