Contaminación genética

La contaminación genética es un término controvertido para referirse al flujo descontrolado de genes hacia las poblaciones silvestres. Se define como "la dispersión de genes alterados contaminados de organismos modificados genéticamente a organismos naturales, especialmente por polinización cruzada", pero se ha llegado a utilizar de formas más amplias. Está relacionado con el concepto de genética de poblaciones de flujo de genes y rescate genético, que es material genético introducido intencionalmente para aumentar la aptitud de una población. Se denomina contaminación genética cuando impacta negativamente en la aptitud de una población, como por ejemplo a través de la depresión por exogamia y la introducción de fenotipos no deseados que pueden llevar a la extinción.

Los biólogos de la conservación y los conservacionistas han utilizado el término para describir el flujo de genes de especies domésticas, salvajes y no nativas a especies indígenas silvestres, que consideran indeseables. Promueven la conciencia de los efectos de las especies invasoras introducidas que pueden " hibridarse con especies nativas, causando contaminación genética ". En los campos de la agricultura, la agrosilvicultura y la cría de animales, la contaminación genética se utiliza para describir los flujos de genes entre especies modificadas genéticamente y parientes silvestres. El uso de la palabra "contaminación" pretende transmitir la idea de que mezclar información genética es malo para el medio ambiente, pero debido a que la mezcla de información genética puede generar una variedad de resultados, es posible que "contaminación" no siempre sea la descripción más precisa..

Flujo de genes a la población salvaje

Algunos biólogos conservacionistas y conservacionistas han utilizado la contaminación genética durante varios años como un término para describir el flujo de genes de una subespecie invasora no nativa, una población doméstica o modificada genéticamente a una población indígena salvaje.

Importancia

La introducción de material genético en el acervo genético de una población por intervención humana puede tener efectos tanto positivos como negativos en las poblaciones. Cuando se introduce intencionalmente material genético para aumentar la aptitud de una población, esto se denomina rescate genético. Cuando el material genético se introduce involuntariamente en una población, esto se denomina contaminación genética y puede afectar negativamente la aptitud de una población (principalmente a través de la depresión por exogamia), introducir otros fenotipos no deseados o teóricamente conducir a la extinción.

Especies introducidas

Una especie introducida es aquella que no es nativa de una población determinada y que se introduce de forma intencionada o accidental en un ecosistema determinado. Los efectos de la introducción son muy variables, pero si una especie introducida tiene un gran impacto negativo en su nuevo entorno, puede considerarse una especie invasora. Un ejemplo de ello es la introducción del escarabajo asiático de cuernos largos en América del Norte, que se detectó por primera vez en 1996 en Brooklyn, Nueva York. Se cree que estos escarabajos se introdujeron a través de la carga en los puertos comerciales. Los escarabajos son altamente dañinos para el medio ambiente y se estima que causan riesgo al 35% de los árboles urbanos, excluyendo los bosques naturales.Estos escarabajos causan graves daños a la madera de los árboles por canalización larvaria. Su presencia en el ecosistema desestabiliza la estructura de la comunidad, teniendo una influencia negativa en muchas especies del sistema.

Sin embargo, las especies introducidas no siempre alteran el medio ambiente. Tomás Carlo y Jason Gleditch de la Universidad Estatal de Pensilvania descubrieron que la cantidad de plantas de madreselva "invasoras" en el área se correlacionaba con la cantidad y diversidad de aves en la región de Happy Valley de Pensilvania, lo que sugiere que las plantas de madreselva y las aves introducidas formaron una relación mutuamente beneficiosa.. La presencia de madreselva introducida se asoció con una mayor diversidad de poblaciones de aves en esa área, lo que demuestra que las especies introducidas no siempre son perjudiciales para un entorno determinado y que depende completamente del contexto.

Especies invasivas

Los biólogos de la conservación y los conservacionistas han usado el término durante varios años para describir el flujo de genes de especies domésticas, salvajes y no nativas a especies indígenas silvestres, que consideran indeseables. Por ejemplo, TRAFFIC es la red internacional de monitoreo del comercio de vida silvestre que trabaja para limitar el comercio de plantas y animales silvestres para que no sea una amenaza para los objetivos conservacionistas. Promueven la conciencia de los efectos de las especies invasoras introducidas que pueden " hibridarse con especies nativas, causando contaminación genética ". Además, el Comité Conjunto de Conservación de la Naturaleza, el asesor legal del gobierno del Reino Unido, ha declarado que las especies invasoras "alterarán el acervo genético (un proceso llamado contaminación genética), que es un cambio irreversible".

Las especies invasoras pueden invadir poblaciones nativas grandes y pequeñas y tener un efecto profundo. Tras la invasión, las especies invasoras se cruzan con especies nativas para formar híbridos estériles o más aptos evolutivamente que pueden superar a las poblaciones nativas. Las especies invasoras pueden provocar la extinción de pequeñas poblaciones en islas que son particularmente vulnerables debido a su menor cantidad de diversidad genética. En estas poblaciones, las adaptaciones locales pueden verse interrumpidas por la introducción de nuevos genes que pueden no ser tan adecuados para los entornos de las islas pequeñas. Por ejemplo, el Cercocarpus traskiae de la isla Catalina frente a la costa de California se ha enfrentado al borde de la extinción y solo queda una población debido a la hibridación de su descendencia con Cercocarpus betuloides.

Poblaciones domésticas

El mayor contacto entre las poblaciones de organismos salvajes y domesticados puede conducir a interacciones reproductivas que son perjudiciales para la capacidad de supervivencia de la población salvaje. Una población silvestre es aquella que vive en áreas naturales y no es atendida regularmente por humanos. Esto contrasta con las poblaciones domesticadas que viven en áreas controladas por humanos y están regular e históricamente en contacto con humanos. Los genes de las poblaciones domesticadas se agregan a las poblaciones silvestres como resultado de la reproducción. En muchas poblaciones de cultivos, esto puede ser el resultado del viaje del polen desde los cultivos hasta las plantas silvestres vecinas de la misma especie. Para los animales de granja, esta reproducción puede ocurrir como resultado de animales liberados o escapados.

Acuicultura

La acuicultura es la práctica de criar animales o plantas acuáticas con fines de consumo. Esta práctica es cada vez más común para la producción de salmón. Esto se denomina específicamente acuicultura de salmónidos. Uno de los peligros de esta práctica es la posibilidad de que los salmones domesticados se liberen de su confinamiento. La ocurrencia de incidentes de escape se está volviendo cada vez más común a medida que la acuicultura gana popularidad. Las estructuras de cría pueden ser ineficaces para mantener la gran cantidad de animales de rápido crecimiento que albergan. Los desastres naturales, las mareas altas y otros sucesos ambientales también pueden desencadenar escapes de animales acuáticos.La razón por la que estos escapes se consideran peligrosos es el impacto que representan para la población salvaje con la que se reproducen después de escapar. En muchos casos, la población salvaje experimenta una menor probabilidad de supervivencia después de reproducirse con poblaciones domesticadas de salmón.

El Departamento de Pesca y Vida Silvestre de Washington cita que "las preocupaciones comúnmente expresadas en torno al salmón del Atlántico escapado incluyen la competencia con el salmón nativo, la depredación, la transferencia de enfermedades, la hibridación y la colonización". Un informe realizado por esa organización en 1999 no encontró que el salmón escapado representara un riesgo significativo para las poblaciones silvestres.

Cultivos

Los cultivos se refieren a grupos de plantas cultivadas para el consumo. A pesar de la domesticación durante muchos años, estas plantas no están tan alejadas de sus parientes silvestres como para poder reproducirse si se juntan. Muchos cultivos todavía se cultivan en las áreas en las que se originaron y el flujo de genes entre cultivos y parientes silvestres afecta la evolución de las poblaciones silvestres. Los agricultores pueden evitar la reproducción entre las diferentes poblaciones cronometrando la siembra de cultivos de manera que los cultivos no florezcan cuando lo harían los parientes silvestres. Los cultivos domesticados han sido modificados mediante selección artificial e ingeniería genética. La composición genética de muchos cultivos es diferente de la de sus parientes silvestres,pero cuanto más se acercan entre sí, más probable es que compartan genes a través del polen. El flujo de genes persiste entre cultivos y contrapartes silvestres.

Organismos modificados genéticamente

Los organismos modificados genéticamente se modifican genéticamente en un laboratorio y, por lo tanto, son distintos de los que se criaron mediante selección artificial. En los campos de la agricultura, la agrosilvicultura y la cría de animales, la contaminación genética se utiliza para describir los flujos de genes entre especies transgénicas y parientes silvestres. Un uso temprano del término " contaminación genética" en este último sentido aparece en una amplia revisión de los posibles efectos ecológicos de la ingeniería genética en la revista The Ecologist en julio de 1989. También fue popularizado por el ambientalista Jeremy Rifkin en su libro de 1998 The Siglo Biotecnológico. Si bien el cruzamiento intencional entre dos variedades genéticamente distintas se describe como hibridación con la subsiguiente introgresión de genes, Rifkin, quien había desempeñado un papel destacado en el debate ético durante más de una década antes, utilizó la contaminación genética para describir lo que consideraba problemas que podrían Ocurren debido al proceso involuntario de (modernamente) organismos genéticamente modificados (OGM) que dispersan sus genes en el entorno natural al reproducirse con plantas o animales silvestres.

Las preocupaciones sobre las consecuencias negativas del flujo de genes entre los organismos modificados genéticamente y las poblaciones silvestres son válidas. La mayoría de los cultivos de maíz y soja que se cultivan en el medio oeste de los EE. UU. están modificados genéticamente. Hay variedades de maíz y soya que son resistentes a los herbicidas como el glifosato y el maíz que produce pesticidas neonicotinoides en todos sus tejidos. Estas modificaciones genéticas están destinadas a aumentar los rendimientos de los cultivos, pero hay poca evidencia de que los rendimientos realmente aumenten.Si bien a los científicos les preocupa que los organismos genéticamente modificados puedan tener efectos negativos en las comunidades de plantas y animales circundantes, el riesgo de flujo de genes entre los organismos genéticamente modificados y las poblaciones silvestres es otra preocupación. Muchos cultivos cultivados pueden ser resistentes a las malas hierbas y reproducirse con parientes silvestres. Se necesita más investigación para comprender cuánto flujo de genes ocurre entre los cultivos modificados genéticamente y las poblaciones silvestres, y los impactos de la mezcla genética.

Organismos mutados

Las mutaciones dentro de los organismos se pueden ejecutar a través del proceso de exposición del organismo a productos químicos o radiación para generar mutaciones. Esto se ha hecho en plantas para crear mutantes que tengan un rasgo deseado. Estos mutantes luego pueden ser cruzados con otros mutantes o individuos que no están mutados para mantener el rasgo mutante. Sin embargo, al igual que los riesgos asociados con la introducción de individuos en un entorno determinado, la variación creada por los individuos mutados también podría tener un impacto negativo en las poblaciones nativas.

Medidas preventivas

Desde 2005 existe un Registro de Contaminación GM, lanzado por GeneWatch UK y Greenpeace International que registra todos los incidentes de liberación intencional o accidental de organismos genéticamente modificados utilizando técnicas modernas.

Las tecnologías de restricción de uso genético (GURT, por sus siglas en inglés) se desarrollaron con el propósito de proteger la propiedad, pero podrían ser beneficiosas para prevenir la dispersión de transgenes. Las tecnologías GeneSafe introdujeron un método que se conoció como "Terminator". Este método se basa en semillas que producen plantas estériles. Esto evitaría el movimiento de transgenes a poblaciones silvestres ya que la hibridación no sería posible. Sin embargo, esta tecnología nunca se ha implementado ya que afecta negativamente de manera desproporcionada a los agricultores de los países en desarrollo, quienes guardan semillas para usarlas cada año (mientras que en los países desarrollados, los agricultores generalmente compran semillas de las empresas productoras de semillas).

También se ha utilizado la contención física para evitar el escape de transgenes. La contención física incluye barreras como filtros en laboratorios, pantallas en invernaderos y distancias de aislamiento en el campo. Las distancias de aislamiento no siempre han tenido éxito, como el escape de transgenes de un campo aislado a la naturaleza en agrostis stolonifera resistente a herbicidas.

Otro método sugerido que se aplica específicamente a los rasgos de protección (p. ej., resistencia a patógenos) es la mitigación. La mitigación implica vincular el rasgo positivo (beneficioso para la aptitud física) con un rasgo negativo (perjudicial para la aptitud física) para los individuos salvajes pero no domesticados. En este caso, si el rasgo de protección se introdujera en una maleza, también se introduciría el rasgo negativo para disminuir la aptitud general de la maleza y disminuir la posibilidad de reproducción del individuo y, por lo tanto, de propagación del transgén.

Riesgos

No todos los organismos modificados genéticamente causan contaminación genética. La ingeniería genética tiene una variedad de usos y se define específicamente como una manipulación directa del genoma de un organismo. La contaminación genética puede ocurrir en respuesta a la introducción de una especie que no es nativa de un ambiente en particular, y los organismos modificados genéticamente son ejemplos de individuos que podrían causar contaminación genética luego de la introducción. Debido a estos riesgos, se han realizado estudios para evaluar los riesgos de contaminación genética asociados con organismos que han sido modificados genéticamente:

1. Genética En un estudio de 10 años de cuatro cultivos diferentes, ninguna de las plantas modificadas genéticamente resultó ser más invasiva o más persistente que sus contrapartes convencionales. Un ejemplo de contaminación genética que se cita con frecuencia es el supuesto descubrimiento de transgenes de maíz transgénico en variedades locales de maíz en Oaxaca, México. Desde entonces, el informe de Quist y Chapela ha sido desacreditado por motivos metodológicos. La revista científica que publicó originalmente el estudio concluyó que "la evidencia disponible no es suficiente para justificar la publicación del artículo original". Intentos más recientes de replicar los estudios originales han concluido que el maíz genéticamente modificado está ausente del sur de México en 2003 y 2004.
2. Un estudio de 2009 verificó los hallazgos originales del controvertido estudio de 2001, al encontrar transgenes en aproximadamente el 1 % de 2000 muestras de maíz silvestre en Oaxaca, México, a pesar de que Nature se retractó del estudio de 2001 y un segundo estudio no pudo respaldar los hallazgos del estudio inicial. estudiar. El estudio encontró que los transgenes son comunes en algunos campos, pero inexistentes en otros, lo que explica por qué un estudio anterior no pudo encontrarlos. Además, no todos los métodos de laboratorio lograron encontrar los transgenes.
3. Un estudio de 2004 realizado cerca de una prueba de campo en Oregón para una variedad genéticamente modificada de agrostis stolonifera reveló que el transgén y su rasgo asociado (resistencia al herbicida glifosato) podrían transmitirse por polinización eólica a plantas residentes de diferentes especies de Agrostis, hasta 14 km del campo de prueba. En 2007, Scotts Company, productora de bentgrass genéticamente modificado, acordó pagar una multa civil de $500,000 al Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). El USDA alegó que Scotts "no realizó una prueba de campo en Oregón en 2003 de una manera que garantizara que ni el rastrillo bentgrass tolerante al glifosato ni su descendencia persistirían en el medio ambiente".

No solo existen riesgos en términos de ingeniería genética, sino que existen riesgos que surgen de la hibridación de especies. En Checoslovaquia, se introdujeron cabras montesas desde Turquía y el Sinaí para ayudar a promover la población de cabras montesas allí, lo que provocó híbridos que produjeron descendencia demasiado pronto, lo que provocó que la población general desapareciera por completo. Los genes de cada población de cabra montés en Turquía y el Sinaí se adaptaron localmente a sus entornos, por lo que cuando se colocaron en un nuevo contexto ambiental no florecieron. Además, el costo ambiental que puede surgir de la introducción de una nueva especie puede ser tan perturbador que el ecosistema ya no pueda sustentar a ciertas poblaciones.

Controversia

Perspectivas ambientalistas

El uso de la palabra "contaminación" en el término contaminación genética tiene una connotación negativa deliberada y pretende transmitir la idea de que mezclar información genética es malo para el medio ambiente. Sin embargo, debido a que la combinación de información genética puede conducir a una variedad de resultados, la "contaminación" puede no ser la descripción más precisa. El flujo de genes es indeseable según algunos ambientalistas y conservacionistas, incluidos grupos como Greenpeace, TRAFFIC y GeneWatch UK.

" Las especies invasoras han sido una de las principales causas de extinción en todo el mundo en los últimos cien años. Algunas de ellas se alimentan de la vida silvestre nativa, compiten con ella por los recursos o propagan enfermedades, mientras que otras pueden hibridarse con especies nativas, causando " contaminación genética ". De esta manera, las especies invasoras son una amenaza tan grande para el equilibrio de la naturaleza como la sobreexplotación directa por parte de los humanos de algunas especies ".

También puede considerarse indeseable si conduce a una pérdida de aptitud en las poblaciones silvestres. El término se puede asociar con el flujo de genes de un organismo creado por mutación, sintético u organismo modificado genéticamente a un organismo no transgénico, por aquellos que consideran que dicho flujo de genes es perjudicial. Estos grupos ecologistas se oponen por completo al desarrollo y la producción de organismos modificados genéticamente.

Definición gubernamental

Desde una perspectiva gubernamental, la contaminación genética se define de la siguiente manera por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación:

"Difusión incontrolada de información genética (frecuentemente referida a transgenes) en los genomas de organismos en los que tales genes no están presentes en la naturaleza".

Perspectivas científicas

Los científicos están debatiendo el uso del término 'contaminación genética' y frases similares como deterioro genético, inundación genética, adquisición genética y agresión genética, ya que muchos no lo encuentran científicamente apropiado. Rhymer y Simberloff argumentan que este tipo de términos:

"... implica que los híbridos son menos aptos que los parentales, lo que no tiene por qué ser el caso, o que existe un valor inherente en los acervos genéticos "puros".

Recomiendan que el flujo de genes de especies invasoras se denomine mezcla genética ya que:

""Mezclar" no necesita estar cargado de valor, y lo usamos aquí para denotar la mezcla de grupos de genes, ya sea que esté asociada o no con una disminución en la aptitud".

Patrick Moore ha cuestionado si el término "contaminación genética" es más político que científico. Se considera que el término despierta sentimientos emocionales hacia el tema. En una entrevista comenta:

"Si toma un término que se usa con bastante frecuencia en estos días, el término 'contaminación genética', también conocido como contaminación genética, es un término propagandístico, no un término técnico o científico. La contaminación y la contaminación son juicios de valor. Al usar el palabra "genético" le da al público la impresión de que están hablando de algo científico o técnico, como si existieran los genes que equivalen a contaminación".

Por lo tanto, usar el término "contaminación genética" es inherentemente político. Un enfoque científico para discutir el flujo de genes entre especies introducidas y nativas sería usar términos como mezcla genética o flujo de genes. Esta mezcla definitivamente puede tener consecuencias negativas en el estado físico de las poblaciones nativas, por lo que es importante no minimizar el riesgo. Sin embargo, debido a que la mezcla genética también puede conducir a la recuperación de la aptitud en casos que podrían describirse como "rescate genético", es importante distinguir que simplemente mezclar genes introducidos en poblaciones nativas puede conducir a resultados variables para la aptitud de las poblaciones nativas.