El proyecto del Biogenoma de la Tierra secuenciará el genoma de cerca de 40.000 especies de plantas, animales y hongos de los Países Catalanes

La pérdida de la biodiversidad es una de las amenazas más alarmantes a las que se enfrenta el planeta. Hábitats degradados, recursos sobreexplotados, crisis climática y especies invasoras son algunos factores que ponen en riesgo la riqueza y la variedad de especies de seres vivos. La desaparición rápida y progresiva de organismos —algunos expertos hablan de una sexta extinción masiva— creará grandes desequilibrios en los ecosistemas, alterará los ciclos y las relaciones ecológicas entre especies, y afectará profundamente todas las formas de vida, incluida la especie humana.

Secuenciar el genoma de todas las plantas, los animales y los hongos en la Tierra —cerca de dos millones de especies conocidas— para proteger la biodiversidad tal como la conocemos. Este es el objetivo del Proyecto del Biogenoma de la Tierra (Earth BioGenome Project, EBP), que quiere caracterizar la biodiversidad genómica de las especies en diferentes regiones del planeta. En este ambicioso proyecto internacional, también participa la Iniciativa Catalana para el Proyecto del Biogenoma de la Tierra (CBP), que secuenciará los genomas de las especies eucariotas —es decir, con células que tienen el núcleo definido— que se encuentran en los territorios de habla y cultura catalanas (Andorra, Cataluña Norte, Islas Baleares, Comunidad Valenciana y Principado de Cataluña).

Un artículo de la revista Nucleic Acids Research Genomics and Bioinformatics (NARGAB) publica sobre el proyecto CBP. El texto tiene como autores a los catedráticos Montserrat Corominas, de la Facultad de Biología, el Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB) y el Institut d’Estudis Catalans (IEC), y Roderic Guigó, del Centro de Regulación Genómica (CRG), la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y el IEC. Cabe destacar que el artículo de NARGAB cita explícitamente la traducción catalana, que se puede consultar mediante la base de datos ZENODO.

Secuenciar los genomas para proteger a las especies

Conocer el genoma de los seres vivos es decisivo para poder diseñar herramientas y estrategias que ayuden a minimizar —incluso hasta revertir— la pérdida de biodiversidad y la extinción de especies. Una cuarta parte de todas las especies conocidas en el continente europeo se encuentran en los mismos territorios de los Países Catalanes, donde hay una alta biodiversidad y abundan los endemismos, de los cuales muchos están gravemente amenazados por el cambio climático global, que probablemente tendrá un gran impacto ecológico en la cuenca mediterránea; en especial, en ecosistemas de agua dulce y zonas de montaña.

«Unos de los grandes éxitos de la Iniciativa Catalana para el Proyecto del Biogenoma de la Tierra es que ha sido capaz de animar a científicos de disciplinas muy diversas en la biología, unas áreas en las que tradicionalmente se había trabajado de forma aislada entre sí. Esto favorece la investigación interdisciplinaria, que es esencial para el progreso de la ciencia», detalla Montserrat Corominas, catedrática del Departamento de Genética, Microbiología y Estadística de la UB y jefa del Grupo de Investigación REGnetREG en la UB.

Obtener el genoma de todas las especies de la Tierra «puede ser el proyecto más importante en la historia de la ciencia, y uno de los más importantes en la historia de la humanidad. Conocer estos genomas permitirá disponer de un conocimiento de los procesos biológicos con una resolución sin precedentes. Todo este saber tendrá un impacto que todavía no podemos ni imaginar en áreas como la medicina, la agricultura, la biotecnología, etc., y también en muchos procesos industriales, cada vez más dependientes de los biológicos. Este hito científico será, en consecuencia, esencial para el desarrollo de la bioeconomía, es decir, una economía que se desarrolla con la naturaleza y no contra la naturaleza», subraya el experto Roderic Guigó, jefe de grupo del programa de investigación de Biología Computacional y Genómica de la Salud del Centro de Regulación Genómica (CRG).

La pardela balear: un genoma de referencia en conservación

Biólogos, botánicos, zoólogos, genetistas, bioinformáticos, microbiólogos, ecólogos y otros expertos han contribuido con su esfuerzo investigador a una investigación que, de momento, tiene en el punto de mira la secuenciación del genoma de setenta y seis especies.

En la fase piloto de la CBP, iniciada en verano de 2020, se ha creado un catálogo digitalizado de las especies eucariotas que sitúan a Cataluña, con especies de taxones poco explorados, como el flagelado de agua dulce (Singekia montserratensis); especies raras, endémicas o difíciles de localizar, como el escorpión ciego catalán (Belisarius xambeui), o las consideradas emergentes como modelos biológicos, como el lagarto de pared (Podarcis muralis). También se quieren aportar los genomas de especies en peligro de extinción, como el tritón del Montseny (Calotriton arnoldi), el anfibio más amenazado de Europa, o el coral rojo (Coralium rubrum); especies usadas en medicina, como el botón de plata (Achillea ptarmica subsp. Pirenaica), o de interés económico, como el galán (Xyrichtys novacula).

Uno de los primeros genomas secuenciados es el de la pardela balear (Puffinus mauretanicus), un pájaro marino endémico de las islas Baleares, amenazado críticamente —especialmente por las capturas accidentales en palangreros—, según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN). El trabajo para descifrar este genoma de referencia en conservación lo han coordinado los catedráticos Marta Riutort y Julio Rozas, de la Facultad de Biología y el Instituto de Investigación de la Biodiversidad de la UB (IRBio). «Disponer del genoma completo nos ha permitido evaluar mucho mejor la situación real de las poblaciones de pardela balear», comenta Riutort. «Además, nos ha abierto el camino para desarrollar una herramienta que debe ayudar en su conservación y que ya ha despertado el interés de los grupos implicados», añade Rozas.

Abordar el desafío de la genómica de la biodiversidad

En este proyecto, han participado cerca de ciento cincuenta expertos de instituciones como la UB, el CRG, el Instituto de Biología Evolutiva-UPF-Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados (ICREA), el Centro Nacional de Análisis Genómicos (CNAG), el Instituto de Ciencia y Tecnología Ambientales de la Universidad Autónoma de Barcelona (ICTA-UAB), el Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), el Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva (ICBIBE), el CSIC-UIB y el Instituto Botánico de Barcelona (IBB), entre otros. La mayoría de los genomas están secuenciados en el CNAG, con sede en el Parque Científico de Barcelona (PCB), y los resultados se pueden consultar en el portal de la CBP.

«Gracias a los avances en las tecnologías de secuenciación del ADN y en los procesos de análisis, podemos obtener genomas de referencia de alta calidad de especies de animales y plantas a un ritmo impensable hace solo unos pocos años», comenta el experto Tyler Alioto, jefe del grupo de ensamblaje y anotación de genomas del CNAG. «Ensamblar los datos de secuenciación para formar un genoma —continúa el experto— es equivalente a descifrar un rompecabezas con millones de piezas. Ha sido necesario desarrollar herramientas informáticas muy potentes». 

El artículo sigue el precedente de otras publicaciones científicas sobre proyectos regionales dentro del EBP, como el Darwin Tree of Life (PNAS, 2022), la Coalición Portuguesa para la Genómica de la Biodiversidad (EcoEvoArXiv, 2023), el proyecto BioGenome de África (Nature, 2022) o el Proyecto Genómica de Conservación de California (Journal of Heredity, 2022).

Compartir recursos para proteger la biodiversidad en todo el mudo

El artículo publicado recientemente pone en valor la rica biodiversidad de los territorios que han compartido históricamente una fuerte tradición cultural, principalmente reflejada en el uso de la lengua catalana. Así, la CBP fue impulsada en 2019 por la Sociedad Catalana de Biología (SCB), gracias al legado de Leandre Cervera (1891-1964), presidente de la entidad en la clandestinidad durante el franquismo, con el apoyo inicial de la Institución Catalana de Historia Natural (ICHN) y el IEC. Ahora, el proyecto también recibe financiación del Departamento de Investigación y Universidades de la Generalitat de Cataluña a través del IEC.

Para los autores, este trabajo es también una forma de acercar la nueva investigación a todos los ciudadanos que, al fin y al cabo, son los que financian la actividad investigadora. Esto es especialmente relevante en el marco de una iniciativa abierta a toda la sociedad que apela a un legado cultural y lingüístico compartido. Desde junio de 2024, el grupo de coordinación que gestiona las actividades del proyecto, que se renueva cada cuatro años, lo lideran Marta Riutort (UB-IRBio) y Javier del Campo (IBE).

Más allá de las fronteras de los territorios de habla catalana, la CBP quiere formar parte de un movimiento transformador global para aumentar la conciencia social sobre la amenaza que genera la pérdida de biodiversidad para el bienestar humano, y potenciar una relación diferente y más equilibrada con la naturaleza en todo el mundo. «Nuestro deseo es que, en el momento en el que el proyecto internacional se dé por acabado, se pueda decir que desde nuestros países se ha contribuido de forma significativa», concluyen Corominas y Guigó.