9 diciembre, 2022

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Genética de la conservación. ¿Qué es y por qué importa?

La genética y la ecología se encuentran a charlar un rato de las especies amenazadas.

La genética de poblaciones es una subdisciplina de la genética y le ecología cuyo foco e interés se encuentra en estudiar la variabilidad genética dentro y entre poblaciones de una especie (Entre muuchas otras cosas de las cuales se ocupa). Dentro de esta disciplina (Y como sucede en muchas otras, que se convierten en una mamushka de campos de estudios, donde cada uno incluye otro más pequeño) se encuentra la genética de la conservación. En este caso, este campo de investigación toma las herramientas que nos ofrece la genética de poblaciones (con su propia integración de la genética y la ecología) para analizar los fenómenos genéticos que subyacen a la conservación de distintas especies. Hasta ahora todo parece un poco técnico, ¿No?. Hablando de una forma más simpática, la genética de la conservación es aquella disciplina que se encarga de ver «qué anda pasando con la variabilidad genética en una población de algún bicho/planta en peligro de extinción». Si bien suena sencillo, el grado de complejidad que conlleva es alto.

El guepardo o chita, un ejemplo de aplicación de la genética de la conservación.

Básicamente, la genética de la conservación se basa en la idea central que poblaciones pequeñas y muy alejadas entre sí poseen más chances de ser amenazadas por distintos procesos genéticos subyacentes(1). Poblaciones con pocos individuos tienen más chances de sufrir los efectos negativos de dos procesos muy populares en la genética de la conservación: la deriva génica y la endogamia. Pasemos a explicar qué son:

La deriva génica es la fluctuación aleatoria de las frecuencias génicas a lo largo del tiempo. ¿Qué significa esto? Un ejemplo clásico: Imaginate un frasco lleno de pelotitas de distintos colores (rojas, verdes, azules, amarillas). Todas las pelotitas del frasco representan la población de la especie que te interesa, mientras que los distintos colores representan distintas variantes genéticas presentes en los individuos de esa población. Supongamos que en ese frasco hay 100 pelotitas, de las cuales 50 son rojas, 30 verdes, 18 azules y 2 amarillas. Ahora de ese frasco sacamos 10 pelotitas al azar (sin espiar): las probabilidades marcan que seguramente alguna pelotita roja aparezca entre las 10, ¿No es así? y también que es muy difícil que justo saquemos alguna de las dos pelotitas amarillas. Supongamos que en esas pelotitas tenemos 5 rojas, 3 azules y 2 verdes. ¿Qué pasó? Bueno, las rojas siguen siendo las más abundantes. Ahora la proporción de azules es mayor a la de verdes (¡Como funciona el azar eh!) y no tenemos más amarillas. “¿Por qué este pibe nos habla de pelotitas en un frasco?” dirán…

Habíamos pensado al frasco con pelotitas como una población de una especie, que tiene su determinada variabilidad genética representada por colores. Luego sacamos 10 al azar, lo cual podría ser análogo a algún evento de reducción poblacional o migración: esas 10 pelotitas que sacamos del frasco aleatoriamente podrían representar 10 individuos que abandonaron su población original para ir a otro lado. También podría suceder que por algún motivo (Un patógeno, un accidente) murieron 90 de los 100 individuos de la población, y solo nos quedaron 10. Verás (con esta analogía un poco más feliz que los términos técnicos que usamos en biología) que, por puro azar, la variabilidad genética de una población puede cambiar rotundamente de lo que era inicialmente, tras algún evento de migración, o tras la pérdida de muchos individuos.

A veces las series de televisión aportan ejemplos bastante gráficos.

Por otro lado, juega su papel la endogamia: es decir, la reproducción entre individuos emparentados (Si, como los Targaryen). Esto favorece la aparición de variantes recesivas que a veces pueden ser perjudiciales para la supervivencia de muchos organismos. Y, a esta altura, resulta un poco obvio que, si la población se reduce mucho, es más probable que algún individuo se aparee con otro emparentado, incrementando los riesgos para esta población. También tengan en cuenta que a veces, distintas variantes genéticas aportan (des)ventajas frente a cambios en el ambiente. Por ejemplo, si un patógeno solo afecta a los ejemplares «amarillos», en nuestra nueva población de 10 ejemplares este patógeno desaparecería, ya que no hay más individuos amarillos. ¿Y pero si por azar nos quedábamos con 4 individuos, siendo 2 amarillos? la historia sería otra.

En este juego de genes, variabilidad genética, pelotitas de colores y demás, entran los/as genetistas de la conservación, que implementan una versión muchísimo más compleja que la analogía de las pelotitas de colores para analizar qué le está pasando a una población amenazada. Un ejemplo muy gráfico lo representan los chitas o guepardos (Acinonyx jubatus) una especie que hoy en día cuenta con alrededor de 7000 ejemplares(2) en libertad, y que se ha enfrentado a décadas de pérdida de hábitat, caza y tráfico ilegal, que resultaron en el declive de sus números a los que vemos en la actualidad.

El guepardo mira preocupado cómo su población se vuelve cada vez más chica y menos diversa y nadie hace nada…

En su estudio de 2020, Prost et al.(2) nos cuentan que, tras hacer un exhaustivo análisis genético de distintos ejemplares de guepardo, encontraron importantes signos de endogamia (en una de las subespecies) y menores niveles de variabilidad genética (heterocigosidad) comparados con otros felinos amenazados, como los tigres y los leones. ¿Qué nos dice todo esto? Que no solamente quedan pocos guepardos, si no que son muy parecidos unos con otros, y a nivel general su variabilidad genética (y por ende, su capacidad de responder a cambios en el medio ambiente) es menor que la de otros animales similares.

¿De qué nos sirve saber esto? Bueno, por ejemplo, si nos planteamos introducir un individuo en una población para que se cruce con los que allí están y que la población crezca, es bastante útil considerar cuán similar a esa población es el ejemplar que estamos introduciendo (y si tenemos chances, elegir uno distinto). Aquí, en las recomendaciones referidas a programas de conservación, es claro que los/las científicos/as tienen su límite. Quienes llevan a cabo este tipo de programas por lo general deben contar con una importante financiación y planes sólidos, por lo cual es interesante que todas las partes se articulen para que el resultado sea óptimo. Pero… ¿Qué interesantes todas las aplicaciones que tiene la genética no?.

Fuentes:

(1) Conservation genetics in transition to conservation genomics. Ouborg, N. J., Pertoldi, C., Loeschcke, V., Bijlsma, R. (Kuke), & Hedrick, P. W. (2010). Trends in Genetics, 26(4), 177–187. doi:10.1016/j.tig.2010.01.001

(2) Conservation Genomic Analyses of African and Asiatic Cheetahs (Acinonyx jubatus) Across Their Current and Historical Species Range. Stefan Prost, Ana Paula Machado, Julia Zumbroich, Lisa Preier, Sarita Mahtani-Williams, Rene Meissner, Katerina Guschanski, Jaelle C. Brealey, Carlos Fernandes, Paul Vercammen, Luke T. B. Hunter, Alexei V. Abramov, Lena Godsall-Bottriell, Paul Bottriell, Desire Lee Dalton, Antoinette Kotze, Pamela Anna Burger. bioRxiv 2020.02.14.949081; doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.14.949081