Els ximpanzés habiten la sabana i selva de l'Àfrica tropical. A diferència dels jaciments d'homínids conservats fins avui - principalment en coves i climes temperats -, les zones on han habitat els ximpanzés han resultat en pocs espècimens conservats o detectats al registre arqueològic. Atesa l'absència de fòssils de ximpanzés, la informació genètica de les poblacions actuals esdevé crucial per descriure la seva història evolutiva, la seva diversitat genètica i contribuir a la seva preservació.

Un equip de recerca internacional liderat per l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE), un centre mixt del CSIC i la Universitat Pompeu Fabra (UPF) a Barcelona, l'Institut Max Planck d'Antropologia Evolutiva (MPI-EVA) i el Centre Alemany per a la Recerca Integrativa de la Biodiversitat (iDiv) a Leipzig, ha construït el catàleg més extens de diversitat genòmica en poblacions de ximpanzés salvatges fins ara. La informació genètica s'ha recuperat de forma no invasiva amb noves tecnologies, a partir de centenars de mostres fecals de ximpanzés. Per primera vegada, s'han utilitzat els mètodes aplicats per analitzar l'ADN antic a poblacions humanes per recuperar informació genètica de mostres fecals de grans simis. A més, la base de dades genòmiques que han desenvolupat té aplicacions directes per a la conservació de ximpanzés, com ara la identificació de rutes de tràfic il·legal d'individus salvatges i d'orfes.

El primer atles genòmic de ximpanzés amb mostres no invasives

L'equip de recerca va recuperar informació parcial del genoma a partir de més de 800 mostres fecals de ximpanzés per crear l'atles de diversitat genòmica més gran i detallat d'aquest gran simi africà.

“Utilitzant mètodes dissenyats per estudiar l'ADN antic, com en el cas dels neandertals, hem pogut recuperar informació genòmica de mostres fecals, amb les que és molt difícil treballar. A més a més, hem aplicat aquesta aproximació a un nombre de mostres de ximpanzés sense precedents”, apunta Tomàs Marquès-Bonet, investigador principal de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE) i codirector de l'estudi.

La recol·lecció de mostres no invasives georeferenciades de la natura és una forma efectiva d'obtenir informació genòmica de ximpanzés salvatges quan molts factors limiten la recollida de mostres d'alta qualitat, com ara sang o teixits.

"Hem vist que les mostres fecals, si bé imposen dificultats tècniques, proporcionen informació genòmica molt valuosa per a l'estudi de les poblacions de ximpanzés salvatges, i també ens permeten la possibilitat de georeferenciar-los i rastrejar contactes entre poblacions sense afectar el seu benestar", afegeix Clàudia Fontserè, investigadora del Grup de Genòmica Comparativa de l'IBE i primera autora de l'estudi.

Reconstruir la història evolutiva dels ximpanzés per promoure'n la seva conservació

Amb aquest extens conjunt de dades, els autors aclareixen el passat demogràfic dels ximpanzés i proporcionen noves evidències de la diferenciació genètica i els intercanvis entre les quatre subespècies reconegudes.

L'equip de recerca va identificar que les característiques geogràfiques, com els rius, constitueixen barreres permeables al flux de gens entre subespècies de ximpanzés, però també entre comunitats. A més, els investigadors van proposar patrons de migració, connectivitat i aïllament entre grups de ximpanzés que han donat forma a la variació del paisatge genòmic d'aquestes poblacions durant els darrers 100.000 anys.

"Hem observat que de vegades, tot i que dues comunitats estiguin geogràficament molt a prop, potser viuen a banda i banda d'un riu i només han tingut contactes molt limitats i esporàdics. La nostra aproximació és molt útil per identificar barreres i corredors naturals entre poblacions i pot tenir implicacions per a la seva conservació", comenta Fontserè.

"Els ximpanzés, igual que els humans, han tingut una història evolutiva complexa. La seva dinàmica i àrees de contacte poblacional passada i actual s'han d'identificar clarament per contribuir a la protecció d'aquesta espècie en perill d'extinció", assenyala Mimi Arandjelovic, codirectora de l´estudi i investigadora de l'Institut Max Planck d'Antropologia Evolutiva, de l'iDiv i la Universitat de Leipzig. Arandjelovic és codirectora del Pan African Programme: The Cultured Chimpanzee (PanAf), un consorci d'investigadors i conservacionistes d'Àfrica, Europa i Amèrica del Nord que va passar vuit anys recopilant dades de comportament, ecològiques i orgàniques de tot el rang de ximpanzés.

Genòmica per lluitar contra el tràfic il·legal de ximpanzés

La nova eina genòmica ha permès que l'equip identifiqui fiablement l'origen dels individus, una tasca que fins ara no era possible. La capacitat de determinar amb precisió l'origen dels ximpanzés té aplicacions directes per a la seva conservació, com ara detectar els llocs on podria concentrar-se la caça furtiva i identificar les rutes i els orígens del tràfic il·legal de ximpanzés. "L'eina desenvolupada pot inferir l'origen dels ximpanzés confiscats, normalment a uns centenars de quilòmetres de l'origen real, i així proporcionar informació fiable sobre les regions prioritàries a protegir", afegeix Marquès-Bonet. La metodologia desenvolupada ja s'està aplicant en projectes globals de conservació dels altres grans simis, bonobos, orangutans i goril·les, com a part de la col·laboració amb el programa d'Illumina iConserve i actualment ja en procés de seqüenciació al CNAG-CRG a Barcelona.

Aquest estudi és part del projecte PanAf, amb seu a l'Institut Max Planck d'Antropologia Evolutiva i el Centre Alemany per a la Recerca Integrativa de la Biodiversitat (iDiv) a Leipzig, així com també del projecte europeu ERC Consolidator ApeGenomeDiversity, concedit a Tomàs Marquès -Bonet.

Article de referència: Fontsere et al., Population dynamics and genetic connectivity in recent chimpanzee history, Cell Genomics (2022); DOI: https://www.cell.com/cell-genomics/fulltext/S2666-979X(22)00062-3; https://doi.org/10.1016/j.xgen.2022.100133