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9.3: Diversidad Genética

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    En contraste con la diversidad de ecosistemas y especies, la diversidad genética es una medida de la variabilidad entre individuos dentro de una sola especie. La diversidad genética está representada por la variedad de alelos presentes dentro de una población. Un gen representa la unidad física fundamental de la herencia, y los alelos son versiones específicas de estos genes. Por ejemplo, hay un gen para los colores de las flores en los guisantes, un alelo para ese gen porta información para las flores blancas mientras que otro alelo lleva información para las flores moradas. Los alelos se pasan de padres a hijos. Las mutaciones, cambios en las secuencias de ADN que suelen resultar de errores durante la replicación del ADN, son la fuente original de nuevos alelos.

    Como resultado de la reproducción sexual, los individuos pueden tener diferentes combinaciones de alelos para cada gen. La diversidad genética proporciona la materia prima para la adaptación evolutiva, proceso por el cual la composición genética de las poblaciones cambia con el tiempo de una manera que la hace más adecuada al medio ambiente.

    La pérdida de diversidad genética hace que una especie sea menos capaz de reproducirse con éxito y sea menos adaptable a un entorno cambiante o a una nueva enfermedad. Las poblaciones pequeñas de especies son especialmente susceptibles a la pérdida de diversidad genética. Cuando una especie pierde demasiados individuos, se vuelve genéticamente uniforme. Algunas de las causas de la pérdida de diversidad genética incluyen: la endogamia entre individuos estrechamente relacionados y la deriva genética, proceso por el cual la composición genética de una población fluctúa aleatoriamente a lo largo del tiempo.

    La baja diversidad genética hace que el diablo de Tasmania (figura\(\PageIndex{a}\)) sea especialmente vulnerable a la Enfermedad Tumoral Facial del Diablo (DFTD), un cáncer que lo amenaza de extinción. Los cánceres contagiosos se propagan típicamente por virus, que pueden transmitir genes causantes de cáncer; sin embargo, en el caso del DFTD, las propias células cancerosas se propagan entre los individuos. Por lo general, el sistema inmunitario puede reconocer células cancerosas, células infectadas y células extrañas, pero las células DFTD evaden al sistema inmunitario. Si los demonios de Tasmania tuvieran una alta diversidad genética, es probable que algunos individuos tuvieran alelos que los hicieran resistentes al DFTD. Estos individuos sobrevivirían y se reproducirían con más frecuencia que otros, y los alelos resistentes se volverían más comunes en la población (se produciría una adaptación evolutiva). Debido a que los demonios de Tasmania tienen baja diversidad genética, hay menos oportunidades para tal adaptación evolutiva.

    Un diablo tasmaniano negro y peludo con una franja blanca en el pecho abre la boca, mostrando sus dientes y lengua.
    Figura\(\PageIndex{a}\): El diablo de Tasmania en postura defensiva, en Tasmania Devil Conservation Park, Península de Tasmania. Imagen de Wayne McLean (CC-BY-SA).

    La diversidad genética es importante para la agricultura. Desde el inicio de la agricultura humana hace más de 10 mil años, los grupos humanos han estado criando y seleccionando variedades de cultivos. Esta diversidad de cultivos coincidió con la diversidad cultural de poblaciones altamente subdivididas de humanos. Por ejemplo, las papas fueron domesticadas a partir de hace unos 7 mil años en los Andes centrales de Perú y Bolivia. La gente de esta región tradicionalmente vivía en asentamientos relativamente aislados separados por montañas. Las papas cultivadas en esa región pertenecen a siete especies y el número de variedades probable es de miles. Cada variedad ha sido criada para prosperar en elevaciones particulares y condiciones del suelo y clima. La diversidad es impulsada por las diversas demandas de los dramáticos cambios de elevación, el limitado movimiento de personas y las demandas creadas por la rotación de cultivos para diferentes variedades que funcionarán bien en diferentes campos.

    La papa demuestra un ejemplo bien conocido de los riesgos de la baja diversidad de cultivos: durante la trágica hambruna irlandesa de papa (1845—1852 d.C.), la variedad de papa individual cultivada en Irlanda se volvió susceptible a una plaga de papa, acabando con el cultivo (figura\(\PageIndex{b}\)). La pérdida de la cosecha provocó hambruna, muerte y emigración masiva. La resistencia a las enfermedades es un beneficio principal para mantener la biodiversidad de los cultivos y la falta de diversidad en las especies de cultivos contemporáneos conlleva riesgos similares. Las empresas de semillas, que son la fuente de la mayoría de las variedades de cultivos en los países desarrollados, deben criar continuamente nuevas variedades para mantenerse al día con los organismos de plagas en evolución. Estas mismas empresas semilleras, sin embargo, han participado en la disminución del número de variedades disponibles ya que se enfocan en vender menos variedades en más zonas del mundo reemplazando a las variedades locales tradicionales.

    Una papa infectada con tizón de papa cortada por la mitad sobre una mesa de madera. La papa tiene decoloración marrón oscuro en el interior.
    Figura\(\PageIndex{b}\): Los efectos del tizón de la papa, el cual es causado por el moho de agua Phytophthora infestans. Imagen por USDA (dominio público).

    Las papas son sólo un ejemplo de diversidad agrícola. Cada planta, animal y hongo que ha sido cultivado por humanos ha sido criado a partir de especies ancestrales silvestres originales en diversas variedades derivadas de la demanda de valor alimentario, adaptación a las condiciones de crecimiento y resistencia a plagas. La capacidad de crear nuevas variedades de cultivos se basa en la diversidad de variedades disponibles y la disponibilidad de formas silvestres relacionadas con la planta de cultivo. Estas formas silvestres suelen ser la fuente de nuevas variantes genéticas que pueden criarse con variedades existentes para crear variedades con nuevos atributos. La pérdida de especies silvestres relacionadas con un cultivo significará la pérdida de potencial en el mejoramiento del cultivo. Mantener la diversidad genética de especies silvestres relacionadas con especies domesticadas asegura nuestro suministro continuo de alimentos.

    Desde la década de 1920, los departamentos gubernamentales de agricultura han mantenido bancos de semillas de variedades de cultivos como una forma de mantener la diversidad de cultivos. Este sistema tiene fallas porque con el tiempo las variedades de semillas se pierden por accidentes y no hay forma de reemplazarlas. En 2008, la bóveda de semillas Svalbard Global, ubicada en la isla de Spitsbergen, Noruega, (figura\(\PageIndex{c}\)) comenzó a almacenar semillas de todo el mundo como un sistema de respaldo a los bancos regionales de semillas. Si un banco regional de semillas almacena variedades en Svalbard, las pérdidas pueden ser reemplazadas por Svalbard en caso de que algo le sucediera a las semillas regionales. La bóveda de semillas de Svalbard se encuentra profundamente en la roca de la isla ártica. Las condiciones dentro de la bóveda se mantienen a temperatura y humedad ideales para la supervivencia de las semillas, pero la ubicación subterránea profunda de la bóveda en el Ártico significa que la falla de los sistemas de la bóveda no comprometerá las condiciones climáticas dentro de la bóveda.

    Una estructura alta con una puerta parecida a un búnker que desaparece en un banco de nieve
    Figura\(\PageIndex{c}\): La bóveda global de semillas de Svalbard es una instalación de almacenamiento de semillas de diversos cultivos de la Tierra. (crédito: Mari Tefre, Svalbard Global Seed Bóveda)

    Lectura suplementaria

    Dunlap, Garrett. 2018. Hechos de frente: Por qué un cáncer facial transmisible está diezmando a las poblaciones de demonios de Tasmania. Blog del SITN. La Escuela de Posgrado de Artes y Ciencias. Universidad de Harvard.

    Atribuciones

    Modificado por Melissa Ha de las siguientes fuentes:


    This page titled 9.3: Diversidad Genética is shared under a CC BY-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by Melissa Ha and Rachel Schleiger (ASCCC Open Educational Resources Initiative) .