La contaminación genética es un término controvertido [1] [2] para designar el flujo genético incontrolado [3] [4] hacia las poblaciones silvestres. Se define como "la dispersión de genes alterados contaminados de organismos modificados genéticamente a organismos naturales, especialmente por polinización cruzada", [5] pero ha llegado a utilizarse 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. [6] Se llama contaminación genética cuando tiene un impacto negativo en la aptitud de una población, como a través de la depresión exógena y la introducción de fenotipos no deseados que pueden conducir a la extinción.
Los biólogos conservacionistas y conservacionistas han utilizado el término para describir el flujo de genes de especies domésticas, salvajes y no autóctonas hacia especies autóctonas silvestres , que consideran indeseables. Promueven la conciencia de los efectos de las especies invasoras introducidas que pueden " hibridar 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 perjudicial para el medio ambiente, pero debido a que la mezcla de información genética puede conducir a una variedad de resultados, es posible que "contaminación" no siempre sea el descriptor más preciso .
Flujo de genes a la población silvestre
Algunos biólogos de la conservación y los conservacionistas han utilizado la contaminación genética por un número de años como un término para describir el flujo de genes a partir de un no nativos , subespecies invasivos , doméstica o de ingeniería genética- población a un salvaje indígena población. [3] [7] [8]
Importancia
La introducción de material genético en el acervo genético de una población mediante la intervención humana puede tener efectos tanto positivos como negativos en las poblaciones. Cuando se introduce material genético intencionalmente 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 de la 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 impacto negativo importante 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, excluidos los bosques naturales. [9] Estos escarabajos causan graves daños a la madera de los árboles por el embudo de larvas. Su presencia en el ecosistema desestabiliza la estructura de la comunidad, lo que tiene una influencia negativa en muchas especies del sistema.
Sin embargo, las especies introducidas no siempre son perjudiciales para el medio ambiente. Tomás Carlo y Jason Gleditch de Penn State University encontraron que la cantidad de plantas de madreselva "invasivas" 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 introducidas y las aves formaron una relación mutuamente beneficiosa . [10] La presencia de madreselva introducida se asoció con una mayor diversidad de las poblaciones de aves en esa área, lo que demuestra que las especies introducidas no siempre son perjudiciales para un entorno determinado y dependen completamente del contexto.
Especies invasivas
Los biólogos y conservacionistas de la conservación han utilizado, durante varios años, el término para describir el flujo de genes de especies domésticas, salvajes y no autóctonas hacia especies autóctonas silvestres , que consideran indeseables. [3] [7] [8] 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 " hibridar con especies nativas, causando contaminación genética ". [11] Además, el Joint Nature Conservation Committee , 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". [12]
Las especies invasoras pueden invadir poblaciones nativas tanto grandes como pequeñas y tener un efecto profundo. Tras la invasión, las especies invasoras se cruzan con especies nativas para formar híbridos estériles o más adaptados evolutivamente que pueden competir con las poblaciones nativas. Las especies invasoras pueden causar 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 casi a la extinción con solo una población restante debido a la hibridación de su descendencia con Cercocarpus betuloides . [13]
Poblaciones domésticas
Un mayor contacto entre las poblaciones de organismos silvestres y domesticados puede conducir a interacciones reproductivas que son perjudiciales para la capacidad de supervivencia de la población silvestre. Una población silvestre es aquella que vive en áreas naturales y no es cuidada regularmente por humanos. Esto contrasta con las poblaciones domesticadas que viven en áreas controladas por humanos y que están regular e históricamente en contacto con los 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 polen que viaja de los cultivos a las plantas silvestres vecinas de la misma especie. Para los animales de granja, esta reproducción puede ocurrir como resultado de animales escapados o liberados.
Acuicultura
La acuicultura es la práctica de criar animales o plantas acuáticos 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 el salmón domesticado se libere de su contención. La ocurrencia de incidentes de fuga se está volviendo cada vez más común a medida que la acuicultura gana popularidad. [14] [15] [16] Las estructuras agrícolas pueden ser ineficaces para albergar la gran cantidad de animales de rápido crecimiento que albergan. [17] Los desastres naturales, las mareas altas y otros sucesos ambientales también pueden desencadenar la fuga de animales acuáticos. [18] [19] La razón por la que estas fugas se consideran peligros es el impacto que suponen para la población salvaje con la que se reproducen después de escapar. En muchos casos, la población silvestre experimenta una menor probabilidad de supervivencia después de reproducirse con poblaciones domesticadas de salmón. [20] [21]
El Departamento de Pesca y Vida Silvestre de Washington cita que "las preocupaciones comúnmente expresadas en torno al salmón del Atlántico que escapó incluyen la competencia con el salmón nativo, la depredación, la transferencia de enfermedades, la hibridación y la colonización". [22] Un informe realizado por esa organización en 1999 no encontró que el salmón escapado representara un riesgo significativo para las poblaciones silvestres. [23]
Cultivos
Los cultivos se refieren a grupos de plantas que se cultivan 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 donde se originaron y el flujo de genes entre cultivos y parientes silvestres impacta la evolución de las poblaciones silvestres. [24] Los agricultores pueden evitar la reproducción entre las diferentes poblaciones programando la siembra de cultivos para que los cultivos no florezcan cuando lo harían los parientes silvestres. Los cultivos domesticados se han modificado mediante selección artificial e ingeniería genética. La composición genética de muchos cultivos es diferente a la de sus parientes silvestres, [25] pero cuanto más se acercan entre sí, es más probable que compartan genes a través del polen. El flujo de genes persiste entre los cultivos y las contrapartes silvestres.
Organismos modificados genéticamente
Los organismos genéticamente modificados se modifican genéticamente en un laboratorio y, por lo tanto, son distintos de los que se obtuvieron mediante selección artificial. En los campos de la agricultura , la agrosilvicultura y la cría de animales , la contaminación genética se está utilizando para describir los flujos de genes entre las especies transgénicas y sus parientes silvestres. [26] Un uso temprano del término " contaminación genética" en este sentido posterior aparece en una amplia revisión de los efectos ecológicos potenciales 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 Biotech Century . [27] Si bien el cruce intencional entre dos variedades genéticamente distintas se describe como hibridación con la posterior introgresión de genes, Rifkin, que había desempeñado un papel de liderazgo en el debate ético durante más de una década antes, utilizó la contaminación genética para describir lo que él consideraba problemas que pueden ocurrir debido al proceso involuntario de organismos modificados genéticamente (OGM) (modernamente) que dispersan sus genes en el entorno natural mediante la reproducción con plantas o animales silvestres. [26] [28] [29]
Las preocupaciones sobre las consecuencias negativas del flujo de genes entre organismos modificados genéticamente y poblaciones silvestres son válidas. La mayoría de los cultivos de maíz y soja que se cultivan en el medio oeste de Estados Unidos están modificados genéticamente. Hay variedades de maíz y soja que son resistentes a herbicidas como el glifosato [30] y el maíz que produce pesticidas neonicotinoides en todos sus tejidos. [31] Estas modificaciones genéticas están destinadas a aumentar los rendimientos de los cultivos, pero hay poca evidencia de que los rendimientos realmente aumenten. [31] Si bien a los científicos les preocupa que los organismos modificados genéticamente puedan tener efectos negativos en las comunidades de plantas y animales circundantes, el riesgo del flujo de genes entre los organismos modificados genéticamente y las poblaciones silvestres es otra preocupación. Muchos cultivos cultivados pueden ser resistentes a las malas hierbas y reproducirse con parientes silvestres. [32] Se necesita más investigación para comprender cuánto se produce el flujo de genes 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 mediante el proceso de exposición del organismo a sustancias químicas o radiación para generar mutaciones. Esto se ha hecho en plantas para crear mutantes que tengan un rasgo deseado. Estos mutantes pueden luego cruzarse con otros mutantes o individuos que no están mutados para mantener el rasgo mutante. Sin embargo, de manera similar a 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 transgénica , creado para GeneWatch UK y Greenpeace International, que registra todos los incidentes de liberación intencional o accidental [33] [34] de organismos genéticamente modificados utilizando técnicas modernas. [35]
Las tecnologías de restricción de uso genético (TRUG) 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 hacia poblaciones silvestres ya que la hibridación no sería posible. [36] Sin embargo, esta tecnología nunca se ha implementado, ya que afecta desproporcionadamente a los agricultores de los países en desarrollo, que guardan semillas para usar cada año (mientras que en los países desarrollados, los agricultores generalmente compran semillas de las empresas productoras de semillas). [36]
También se ha utilizado la contención física para prevenir 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 el pasto bentgrass Agrostis stolonifera resistente a herbicidas . [37]
Otro método sugerido que se aplica específicamente a las características de protección (por ejemplo, resistencia a patógenos) es la mitigación. La mitigación implica vincular el rasgo positivo (beneficioso para la aptitud) con un rasgo que es negativo (perjudicial para la aptitud) para los individuos salvajes pero no domesticados. [37] En este caso, si el rasgo de protección se introdujo en una maleza, el rasgo negativo también se introduciría para disminuir la aptitud general de la maleza y disminuir la posibilidad de reproducción del individuo y por lo tanto la 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:
- Genético 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. [38] Un ejemplo de contaminación genética que se cita a menudo es el conocido descubrimiento de transgenes de maíz transgénico en variedades locales de maíz en Oaxaca, México. Desde entonces, el informe de Quist y Chapela [39] ha sido desacreditado por motivos metodológicos. [40] La revista científica que publicó originalmente el estudio concluyó que "la evidencia disponible no es suficiente para justificar la publicación del artículo original". [41] Intentos más recientes de replicar los estudios originales han concluido que el maíz modificado genéticamente no se encontraba en el sur de México en 2003 y 2004. [42]
- 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 retracta del estudio de 2001 y un segundo estudio no respalda los hallazgos de la investigación inicial. estudio. 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. [43]
- Un estudio de 2004 realizado cerca de un ensayo de campo en Oregón para una variedad genéticamente modificada de bentgrass rastrero ( Agrostis stolonifera ) reveló que el transgén y su rasgo asociado (resistencia al herbicida glifosato) podrían transmitirse por polinización del viento a plantas residentes de diferentes especies de Agrostis . hasta 14 km del campo de prueba. [44] En 2007, Scotts Company , productor de bentgrass genéticamente modificado, acordó pagar una multa civil de 500.000 dólares al Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). El USDA alegó que Scotts "no realizó una prueba de campo en Oregon en 2003 de una manera que aseguró que ni el bentgrass rastrero tolerante al glifosato ni su descendencia persistirían en el medio ambiente". [45]
No solo existen riesgos en términos de ingeniería genética, sino que también existen riesgos que surgen de la hibridación de especies. En Checoslovaquia, la cabra montés se introdujo desde Turquía y el Sinaí para ayudar a promover la población de cabra montesa allí, lo que provocó que los híbridos produjeran descendencia demasiado pronto, lo que provocó que la población general desapareciera por completo. [46] Los genes de cada población de la cabra montés en Turquía y el Sinaí se adaptaron localmente a sus entornos, por lo que cuando se colocó en un nuevo contexto ambiental no floreció. Además, el costo ambiental que puede surgir de la introducción de una nueva especie puede ser tan perjudicial que el ecosistema ya no puede sostener ciertas poblaciones.
Controversia
Perspectivas ambientalistas
El uso de la palabra "contaminación" en el término contaminación genética tiene una connotación negativa deliberada y está destinado a transmitir la idea de que mezclar información genética es perjudicial para el medio ambiente. Sin embargo, debido a que la mezcla de información genética puede conducir a una variedad de resultados, es posible que "contaminación" no sea el descriptor más preciso. El flujo de genes es indeseable según algunos ambientalistas y conservacionistas , incluidos grupos como Greenpeace , TRAFFIC y GeneWatch UK . [47] [33] [35] [48] [7] [11] [49]
" Las especies invasoras han sido una de las principales causas de extinción en todo el mundo en los últimos cientos de años. Algunas de ellas se alimentan de la vida silvestre nativa, compiten con ella por los recursos o propagan enfermedades, mientras que otras pueden hibridar 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 " . [1]
También puede considerarse indeseable si conduce a una pérdida de aptitud en las poblaciones silvestres. [50] El término puede asociarse con el flujo de genes de un organismo criado por mutaciones , un organismo sintético o un organismo modificado genéticamente a un organismo no transgénico, [26] por aquellos que consideran que dicho flujo de genes es perjudicial. [47] Estos grupos ambientalistas están en completa oposición al desarrollo y producción de organismos genéticamente modificados.
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 (con frecuencia refiriéndose a transgenes) en los genomas de organismos en los que tales genes no están presentes en la naturaleza". [51]
Perspectivas científicas
El uso del término 'contaminación genética' y frases similares, tales como deterioro genético , encharcamiento genética , toma de control genético , y la agresión genética , están siendo objeto de debate por los científicos como muchos no les resulta científicamente apropiado. Rhymer y Simberloff argumentan que este tipo de términos:
"... implican que los híbridos son menos aptos que los padres, lo que no tiene por qué ser el caso, o que hay un valor inherente en los acervos genéticos" puros ". [1]
Recomiendan que el flujo de genes de especies invasoras se denomine mezcla genética ya que:
"La" mezcla "no tiene por qué estar cargada de valor, y la usamos aquí para denotar la mezcla de acervos genéticos, esté o no asociada con una disminución de la aptitud". [1]
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. [9] En una entrevista comenta:
"Si se toma un término que se usa con bastante frecuencia en estos días, el término" contaminación genética ", también conocido como contaminación genética, es un término de propaganda, no un término técnico o científico. La contaminación y la contaminación son juicios de valor . La palabra "genética" da al público la impresión de que están hablando de algo científico o técnico, como si existieran los genes que equivalen a contaminación ". [2]
Por lo tanto, el uso del término "contaminación genética" es inherentemente político. Un enfoque científico para discutir el flujo de genes entre especies introducidas y nativas sería utilizar términos como mezcla genética o flujo de genes. Esta mezcla definitivamente puede tener consecuencias negativas en la aptitud 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 la simple mezcla de genes introducidos en poblaciones nativas puede conducir a resultados variables para la aptitud de las poblaciones nativas.
Ver también
- Crianza
- La biodiversidad
- Bioética
- Biología de la Conservación
- Disgénicos
- Reserva genética
- Erosión genética
- Monitoreo genético
- Introgresión
- Semillas de destrucción: agenda oculta de manipulación genética
- Retirada de maíz de Starlink
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