FOR IMMEDIATE RELEASE
CONTACT
Denver Museum of Nature & Science
Julio Poletti
917.783.6760
“Researchers use Genetics of Winter Camouflage to Understand How Jackrabbits Might Survive Climate Change”
A groundbreaking study published in Science by a team of international researchers from BIOPOLIS-CIBIO, University of Porto, University of Montana, and Denver Museum of Nature & Science, focused on the evolution of winter camouflage in white-tailed jackrabbits, uncovering the genes that control winter color variation from white to brown. By understanding how this color variation evolved, the researchers were able to predict that white-tailed jackrabbits have the potential to adapt to future declines in snow cover. This study highlights the importance of preserving variation at the genes that allow species to adapt to their natural habitats, which may be crucial for their survival in the face of rapid environmental changes.
Media Press Kit: https://brandfolder.com/s/8vjtgcf6f7j4n4cnp37c997t
The beauty of snow-covered winter landscapes provides a formidable challenge to many animals. “A dark-colored animal will stand out in the white snowy landscape and be immediately noticed by predators. For prey species like hares and jackrabbits, the ability to remain camouflaged can make the difference between life and death” says Dr. Mafalda Sousa Ferreira of BIOPOLIS-CIBIO, the lead author of the study. Because of this, around 20 species of mammals and birds have evolved the ability to periodically molt from brown in the summer to white in the winter, which enables them to blend in in the winter landscape covered with snow. This delicate balance that evolved over millions of years is now under threat by rapidly-advancing climate change. More specifically, “The decline in winter snow cover, which is predicted to occur within the next century, will result in many species that have evolved winter-white coats or plumage becoming mismatched in snow-less habitats – they will stick out like lightbulbs in a brown background,” adds Dr. Ferreira, who conducted this work as part of her PhD thesis at the Faculty of Sciences of University of Porto.
In the article, the research team focused on a North-American hare species: the white-tailed jackrabbit. Different individuals of this species can display brown, white or intermediate-colored coats in the winter to camouflage in the habitat they live in. The jackrabbit habitat itself can be quite variable, spanning regions with high to low snow cover in winter. “By using mostly specimens stored in museum collections, we were able to sample individuals representing the remarkable variation in winter-coloration observed in white-tailed jackrabbits and both quantify their winter color and sequence their genomes”, says Dr. John Demboski, researcher and curator of the mammal collections at the Denver Museum of Nature & Science, who provided access to a large set of museum samples that were crucial for this study.
By sequencing the genomes of these jackrabbits, the researchers determined that the color variation in winter is mostly determined by three genes that control the production and localization of melanin pigments – the very same pigments that determine if the skin is darker or lighter in humans. “What’s more, when we looked at other hare and jackrabbit species, we found that the genetic variants that code for white and brown coats have existed for millions of years. This shows that the adaptation we see today results from a long history of evolution, and that variation at these genes has long been crucial for the survival of the species in seasonal environments,” mentions Dr. José Melo-Ferreira, a researcher in evolutionary biology at BIOPOLIS-CIBIO and co-coordinator of the study.
Once they established the relationships between winter color variation, its genetics and the environment, the researchers went one step further. “We combined our genetic results with climate projections to reveal that populations which maintain higher variability in these genes are better prepared to face the changes in snow cover that are very likely to occur in the next century,” says Dr. Mafalda Sousa Ferreira. These projections towards the end of the century indicate that the winter-brown jackrabbits will expand their range, a phenomenon that may help rescue the whole species from climate-driven declines. This shows how even a small portion of the genetic information of a species can determine its survival.
Nevertheless, the authors offer a cautionary note to these optimistic predictions. A final and striking result is that this adaptive capacity is found in the populations that have historically suffered more from other human-caused threats, such as habitat loss, diseases and targeted extermination. For the team, this highlights how maintaining connectivity between populations will be essential to ensure the conservation of this and other species in the long run. Dr. Jeffrey M. Good, professor at the University of Montana and co-coordinator of the study, concludes: “Although these might be good news for jackrabbits, our results also serve as a cautionary tale for other species facing the impact of climate change. When people think about wildlife conservation, what normally comes to their mind is the protection of populations and habitats. The jackrabbits and their coat colors are living proof of how the genetic diversity of a species is just as important, particularly in this rapidly changing natural world.”
More information, including a copy of the paper, can be found online at the Science press package at https://www.eurekalert.org/press/scipak/
###
About the Denver Museum of Nature & Science
The Denver Museum of Nature & Science is the Rocky Mountain Region’s leading resource for informal science education. Our mission is to be a catalyst and ignite the community’s passion for nature and science. The Museum offers a wide variety of engaging exhibitions, programs, activities, and scientific research to inspire public appreciation and understanding of the wonders of Colorado, Earth, and the universe. The Museum is located at 2001 Colorado Blvd., Denver, CO, 80205. Information: dmns.org or 303.370.6000. Many of the Museum’s educational programs and exhibits are made possible in part by the citizens of the seven-county metro area through the Scientific & Cultural Facilities District. The Museum is accredited by the American Alliance of Museums. Connect with the Museum on Facebook, Twitter, Instagram and TikTok.
[SPANISH]
PARA PUBLICACIÓN INMEDIATA
CONTACTO
Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver
Julio Poletti
917.783.6760
"Los investigadores utilizan la genética del camuflaje invernal para entender cómo las liebres podrían sobrevivir al cambio climático"
Kit de prensa: https://brandfolder.com/s/8vjtgcf6f7j4n4cnp37c997t
Un innovador estudio publicado en Science por un equipo internacional de investigadores de BIOPOLIS-CIBIO, la Universidad de Oporto, la Universidad de Montana y el Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver, se centra en la evolución del camuflaje invernal de las liebres de cola blanca, descubriendo los genes que controlan la variación del color invernal del blanco al marrón. Al entender cómo evolucionó esta variación de color, los investigadores pudieron predecir que los conejos de cola blanca tienen potencial para adaptarse a futuros descensos de la capa de nieve. Este estudio destaca la importancia de preservar la variación en los genes que permite a las especies adaptarse a sus hábitats naturales, lo que puede ser crucial para su supervivencia ante los rápidos cambios ambientales.
La belleza de los paisajes invernales cubiertos de nieve supone un reto formidable para muchos animales. "Un animal de color oscuro destacará en el blanco paisaje nevado y será inmediatamente advertido por los depredadores. Para especies presa como liebres y conejos, la capacidad de permanecer camuflado puede marcar la diferencia entre la vida y la muerte", afirma la Dra. Mafalda Sousa Ferreira, de BIOPOLIS-CIBIO, autora principal del estudio. Por ello, unas 20 especies de mamíferos y aves han desarrollado la capacidad de mudar periódicamente de color marrón en verano a blanco en invierno, lo que les permite camuflarse en el paisaje invernal cubierto de nieve. Este delicado equilibrio, que ha evolucionado durante millones de años, está amenazado por el rápido avance del cambio climático. En concreto, "la disminución de la capa de nieve invernal, prevista para el próximo siglo, hará que muchas especies que han desarrollado un pelaje o plumaje blanco invernal no encajen en hábitats sin nieve: destacarán como bombillas en un fondo marrón", añade la Dra. Ferreira, que realizó este trabajo como parte de su tesis doctoral en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Oporto.
En el artículo, el equipo de investigación se centró en una especie de liebre norteamericana: la liebre de cola blanca. Los distintos individuos de esta especie pueden lucir pelaje marrón, blanco o de color intermedio en invierno para camuflarse en el hábitat en que viven. El hábitat de la liebre puede ser muy variable, ya que abarca regiones con mucha o poca nieve en invierno. "Utilizando principalmente especímenes almacenados en colecciones de museos, pudimos tomar muestras de individuos que representaban la notable variación en la coloración invernal observada en las liebres de cola blanca y cuantificar su color invernal y secuenciar sus genomas", afirma el Dr. John Demboski, investigador y conservador de las colecciones de mamíferos del Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver, que facilitó el acceso a un amplio conjunto de muestras de museo que fueron cruciales para este estudio.
Al secuenciar los genomas de estas liebres, los investigadores determinaron que la variación de color en invierno viene determinada principalmente por tres genes que controlan la producción y localización de los pigmentos de melanina, los mismos que determinan si la piel es más oscura o más clara en los humanos. "Es más, cuando analizamos otras especies de liebres y conejos, descubrimos que las variantes genéticas que codifican los pelajes blanco y marrón existen desde hace millones de años. Esto demuestra que la adaptación que vemos hoy es el resultado de una larga historia de evolución, y que la variación en estos genes ha sido crucial durante mucho tiempo para la supervivencia de la especie en entornos estacionales", menciona el Dr. José Melo-Ferreira, investigador en biología evolutiva en BIOPOLIS-CIBIO y co-coordinador del estudio.
Una vez establecidas las relaciones entre la variación del color invernal, su genética y el medio ambiente, los investigadores dieron un paso más. "Combinamos nuestros resultados genéticos con proyecciones climáticas para revelar que las poblaciones que mantienen una mayor variabilidad en estos genes están mejor preparadas para afrontar los cambios en la cubierta de nieve que muy probablemente se producirán en el próximo siglo", afirma la Dra. Mafalda Sousa Ferreira. Estas proyecciones para finales de siglo indican que los conejos pardos invernales ampliarán su área de distribución, un fenómeno que puede ayudar a rescatar a toda la especie de la disminución provocada por el clima. Esto demuestra cómo incluso una pequeña porción de la información genética de una especie puede determinar su supervivencia.
No obstante, los autores ofrecen una nota de cautela ante estas predicciones optimistas. Un último y sorprendente resultado es que esta capacidad de adaptación se encuentra en las poblaciones que históricamente han sufrido más otras amenazas de origen humano, como la pérdida de hábitat, las enfermedades y el exterminio selectivo. Para el equipo, esto pone de relieve cómo el mantenimiento de la conectividad entre poblaciones será esencial para garantizar la conservación de esta y otras especies a largo plazo. El Dr. Jeffrey M. Good, catedrático de la Universidad de Montana y co-coordinador del estudio, concluye: "Aunque sean buenas noticias para las liebres, nuestros resultados también sirven de advertencia para otras especies que se enfrentan al impacto del cambio climático. Cuando la gente piensa en la conservación de la fauna salvaje, lo que normalmente le viene a la mente es la protección de poblaciones y hábitats. Las liebres y los colores de su pelaje son la prueba viviente de que la diversidad genética de una especie es igual de importante, sobre todo en este mundo natural tan cambiante".
Para más información, incluida una copia del artículo, puede consultarse el dossier de prensa de Science en https://www.eurekalert.org/press/scipak/.
###
Acerca del Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver
El Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver es el principal recurso de educación científica informal de la región de las Montañas Rocosas. Nuestra misión es ser un catalizador y encender la pasión de la comunidad por la naturaleza y la ciencia. El Museo ofrece una amplia variedad de atractivas exposiciones, programas, actividades e investigaciones científicas para inspirar al público a apreciar y comprender las maravillas de Colorado, la Tierra y el universo. El Museo está situado en 2001 Colorado Blvd., Denver, CO, 80205. Información: dmns.org o 303.370.6000. Muchos de los programas educativos y exposiciones del Museo son posibles en parte gracias a los ciudadanos del área metropolitana de siete condados a través del Distrito de Instalaciones Científicas y Culturales. El Museo está acreditado por la Alianza Americana de Museos. Conecta con el Museo en Facebook, Twitter, Instagram y TikTok.