Friday, June 10, 2011

Diversidad Genética: Definición, importancia, cómo se pierde y cómo preservarla

Diversidad genética


La diversidad genética es la variedad de alelos y genotipos presentes en un grupo bajo estudio (población, especie o grupo de especies) (Frankham et al., 2002). La diversidad genética es lo que hace que algunas especies de plantas y animales presenten diferentes propiedades  fisiológicas (sean más resistentes al estrés abiótico que otras como a temperaturas extremas, eventos de sequía, cambios en la disponibilidad de alimentos o a factores bióticos como enfermedades, plagas y otros (Ramanata y Hodgking, 2002 y Bird y Molinelli, 2001). Estos autores consideran que mientras mayor diversidad genética posea una especie, mayor será su capacidad de adaptación a distintas condiciones, por lo que, una especie que exhibe poca diversidad genética es más vulnerable a la extinción.

De acuerdo a Ramanatha y Hodgking (2002), existen cuatro componentes de la diversidad genética que pueden ser distinguidos: (1) el número de diferentes formas alélicas encontradas en diferentes poblaciones, (2) su distribución, (3) el efecto que las diferentes formas alélicas tienen sobre la función o el desempeño  del individuo y (4) la distinción total entre diferentes poblaciones. La variación que sustenta la diversidad genética se origina principalmente de la mutación y la recombinación, luego la deriva genética, el flujo de genes y la selección que actúan sobre los alelos. En general, se considera que la variación genética en poblaciones de plantas está estructurada en el espacio y en el tiempo. La descripción de la extensión  y distribución de la diversidad genética en una especie y de la forma en la cual está estructurada, es un prerrequisito esencial para determinar, qué conservar, dónde y cómo conservar (Ramanatha y Hodgking, 2002.

Frankham et al. (2002) afirman con respecto a la importancia de la diversidad genética, que es uno de los objetivos  principales en la biología de la conservación, en primer lugar, se considera que el cambio ambiental es un proceso continuo y la diversidad genética es requerida para que las poblaciones evolucionen y se adapten a tales cambios. En segundo lugar, que la pérdida de la diversidad genética está a menudo asociada con endogamia y reducción en el fitness reproductivo. De la cantidad de diversidad depende el éxito evolutivo de las especies  y por extensión la sobrevivencia humana.

González y Soza (2002) establecen que en general, el nivel de diversidad genética de una especie vegetal depende de varios factores tales como su biología reproductiva, tipo de cruzamiento (autofecundación o reproducción cruzada), o dispersión de polen y semillas (por el viento, por animales, por insectos, por gravedad). También influye si la planta es perenne o anual, el porte de la misma, si es arbórea o arbustiva, y la distribución de la especie, es decir, si está ampliamente distribuida o si presenta una distribución restringida (endémica). Así, las especies alógamas (con reproducción cruzada), generalmente, presentan una mayor diversidad genética que las especies autógamas (con autofecundación), ya que la reproducción cruzada genera variabilidad genética, produciendo una mayor diversidad genética intrapoblacional.

Razones por las que se pierde la diversidad biológica y la variabilidad genética


Aun cuando las especies están adaptadas a sus condiciones locales,  están expuestas a la extinción debido a estrés biótico o abiótico, causados por factores tales como competición, depredación, parasitismo y enfermedades o a alteración y aislamientos de sus hábitats debido a lentos cambios geológicos y climáticos, a catástrofes naturales o a actividades humanas.  Disturbios masivos causados por los humanos han alterado, degradado, y destruido el paisaje natural a gran escala. Las mayores amenazas para la diversidad biológica que resulta de la actividad humana son: destrucción, fragmentación y degradación del hábitat (incluyendo contaminación), sobreexplotación de especies, introducción de especies exóticas, y extensión de enfermedades. La mayoría de estas especies se enfrentan simultáneamente al menos a dos o más de estas amenazas, acelerando su camino a la extinción e impidiendo esfuerzos para protegerlas. Típicamente, estas amenazas se desarrollan tan rápidamente y en tal escala que las especies no son capaces de adaptarse genéticamente a los cambios o de dispersarse a una localización más hospitalaria (Primack, 1998; Ramanatha y Hodgking, 2002).

Las personas usan los recursos naturales, tales como combustible, carne silvestre y plantas silvestres; y convierte vastas cantidades de hábitat natural para propósitos residenciales y agriculturales. Debido a que hasta cierto punto el uso de los recursos es inevitable, el crecimiento poblacional es parcialmente responsable por la pérdida de la diversidad biológica. Sin embargo, el crecimiento poblacional no es la única causa de la extinción de las especies y la destrucción del hábitat: el sobre consumo de los recursos es también responsable (Primack, 1998).

La extinción de las especies y la destrucción de los ecosistemas no son necesariamente causadas por las necesidades básicas de los ciudadanos. El levantamiento del capitalismo industrial y sociedades modernas materialistas ha acelerado grandemente las demandas de los recursos naturales, particularmente en los países desarrollados. El uso ineficiente y derrochador y el sobre consumo de los recursos naturales son las mayores causas del declive en la diversidad biológica (Primack, 1998).

En Nicaragua, la causa principal ha sido el avance de la frontera agrícola y la ganadería; pero a través del tiempo nuevos problemas han surgido que han agudizado el problema y contribuido a la degradación y destrucción del recurso forestal, entre los que están: tenencia de la tierra, población en continuo crecimiento, sobreexplotación forestal; incendios forestales naturales y provocados por mal uso en prácticas agrícolas; y desastres naturales (por la posición geográfica Nicaragua es susceptible de ser azotada por huracanes y tormentas tropicales), el más reciente fue el huracán Mitch (FRA, 2000).

La fragmentación de hábitat reduce los tamaños de la población e incrementa el aislamiento de los fragmentos resultantes, los cuales completamente aislados sufren pérdida de la diversidad genética (endogamia), con reducción consecuente de su fitness (sobrevivencia y reproducción) y acumulación de mutaciones deletéreas. Todos estos factores incrementan el riesgo de extinción en comparación a poblaciones únicas (no fragmentadas) pero del mismo tamaño total. La endogamia es una consecuencia inevitable en poblaciones pequeñas. Eventualmente todos los individuos llegan a estar relacionados, de manera que los apareamientos entre parientes no se pueden  evitar (Frankham et al., 2002).

Preservación y promoción de la variabilidad


Los árboles forestales juegan un papel crucial en ecosistemas terrestres, ofreciendo mayores beneficios ecológicos en términos de control climático, fijación de carbono, mantenimiento de la vida silvestre, conservación de agua y prevención de desertificación (Vaxevanidou et al., 2006). A pesar de ello, la creciente presión de las poblaciones humanas que aspiran a mejores niveles de vida, sin la debida consideración sobre la sostenibilidad del uso del recurso que sirve de base para tal desarrollo, es motivo de preocupación a este respecto. Aunque es inevitable que se produzcan en el futuro cambios en el uso del suelo, tales cambios deben programarse para ayudar a conseguir la complementariedad de los fines de conservación y desarrollo. Esto puede lograrse incluyendo los temas de conservación como componente importante en la programación del uso del suelo y las estrategias de conservación de los recursos (FAO, CSFD, IPGRI, 2002).      
       
Sin embargo, a la fecha, muchos esfuerzos de conservación, tanto in situ como ex situ se ha hecho con poca información sobre la diversidad genética que estaba siendo conservada. Para superar esto, no sólo es necesario describir la variación observada, sino también identificar los principales factores que afectan la estructura genética de las poblaciones de plantas, los que incluyen las condiciones climáticas, edáficas y bióticas, así como las específicas de las poblaciones (tamaño de la población, selección) o de las especies (ploidía, sistema de apareamiento, por ejemplo) (Ramanatha  y Hodgking, 2002).

Frecuentemente, para preservar la variabilidad, los manejadores responsables de la conservación y recuperación de especies de plantas amenazadas, necesitan hacer elecciones en materia tales como, el área que necesita ser protegida, las poblaciones que deberían ser preservadas, el número mínimo de individuos requeridos para evitar problemas de endogamia y para sustentar la variación genética cuantitativa, o la forma en que el germoplasma debería ser colectado de una población para capturar la mayoría de la diversidad genética para conservación ex situ (Torres et al., 2003).

La importancia de la documentación sobre los niveles y distribución de la diversidad genética en especies, para designar estrategias de conservación óptimas, es muy reconocida por diferentes autores e instituciones internacionales. Por lo que desde 1992, el Programa de Medio Ambiente de las Naciones Unidas, (PNUMA), considera los recursos genéticos de las especies como prioridad en los programas de conservación de biodiversidad (González y Sosa, 2002) y la IUCN reconoce la necesidad de conservar la diversidad genética como una de las tres prioridades de la conservación (Frankham et al., 2002).


Referencias bibliográficas

BIRD, L., MOLINELLI, J. (2001). La Biodiversidad. Consultado  10 Jun 2011. Disponible en http://www.alianzageografica.org/leccionbiodiversidad.pdf
FAO, CSFD, IPGRI. (2002). Conservación y ordenación de recursos genéticos forestales: en bosques naturales ordenados y áreas protegidas (in situ). Instituto Internacional de Recursos Genéticos.
FOREST RESOURCES ASSESSMENT (FRA). (2000). Bibliografía comentada: Cambios en la cobertura forestal, Nicaragua (en línea). Roma, ITA, FAO. 51 p. Consultado 23 Mar 2007. Disponible en:
www.fao.org/forestry/webview/media?mediaId=4037&langId=1
FRANKHAM, R., BALLOU, J., BRISCOE, D. (2002). Introduction to Conservation Genetics. Cambridge University Press, United Kindom.
GONZÁLEZ, MA; SOSA, P. 2002. La Palmera Canaria (Phoenix canariensis): Diversidad Genética e Hibridación. Medio Ambiente CANARIAS N° 23.
RAMANATHA, R.V., HODGKING, T. (2002). Genetic diversity and conservation and utilization of plant genetic resources. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 68: 1-19.
TORRES, E., IRIONDO, J.M., PÉREZ, C. (2003). Genetic structure of na engangered plant, Antirrhinum microphyllum (Scrophulariaceae): allozyme and RAPD analysis. American Journal of Botany 90: 85-92.
VAXEVANIDOU, Z., GONZÁLEZ-MARTÍNEZ, S.C., CLIMENT, J., GIL, L. (2006). Tree populations bordering on extinction: A case study in the endemic Canary Island pine. Biological Conservation 129: 451-460.


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