La contaminación genética es un término que designa el flujo genético no controlado [1] [2] hacia poblaciones silvestres. Se define como "la dispersión de genes alterados contaminados de organismos genéticamente modificados hacia organismos naturales, especialmente por polinización cruzada", [3] pero se ha llegado a utilizar de formas más amplias. Está relacionada con el concepto de flujo genético de la genética de poblaciones y el rescate genético , que es material genético introducido intencionalmente para aumentar la aptitud de una población. [4] Se denomina contaminación genética cuando afecta negativamente la aptitud de una población, como por ejemplo a través de la depresión por endogamia 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 genético de especies domésticas, salvajes y no nativas hacia especies autóctonas silvestres , que consideran indeseables. Promueven la concienciación de los efectos de las especies invasoras introducidas que pueden " hibridarse con especies nativas, causando contaminación genética ". En los campos de la agricultura , la agroforestería y la ganadería , la contaminación genética se utiliza para describir los flujos genéticos entre especies modificadas genéticamente y sus 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 conducir a una variedad de resultados, "contaminación" puede no ser siempre la descripción más precisa.
Algunos biólogos conservacionistas y conservacionistas han utilizado la contaminación genética durante varios años como término para describir el flujo genético desde una subespecie no nativa , invasora , doméstica o genéticamente modificada hacia una población indígena salvaje . [1] [5] [6]
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 el material genético se introduce intencionalmente para aumentar la aptitud de una población, esto se llama rescate genético . Cuando el material genético se introduce involuntariamente en una población, esto se llama contaminación genética y puede afectar negativamente la aptitud de una población (principalmente a través de la depresión exogámica ), introducir otros fenotipos no deseados o, teóricamente, conducir a la extinción.
Una especie introducida es aquella que no es nativa de una población dada y que es introducida intencional o accidentalmente 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 cargamentos en los puertos comerciales. Los escarabajos son muy dañinos para el medio ambiente y se estima que suponen un riesgo para el 35% de los árboles urbanos, excluidos los bosques naturales. [7] Estos escarabajos causan graves daños a la madera de los árboles mediante 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 la Universidad Estatal de Pensilvania descubrieron que la cantidad de plantas madreselva "invasoras" en el área se correlacionaba con la cantidad y diversidad de aves en la región de Happy Valley en Pensilvania, lo que sugiere que las plantas madreselva introducidas y las aves formaban una relación mutuamente beneficiosa. [8] 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 que depende completamente del contexto.
Los biólogos conservacionistas y conservacionistas han utilizado durante varios años el término para describir el flujo genético de especies domésticas, salvajes y no nativas a especies autóctonas silvestres , que consideran indeseables. [1] [5] [6] 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 ". [9] Además, el Comité Conjunto de Conservación de la Naturaleza , el asesor estatutario 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". [10]
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 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 alteradas 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 . [11]
El aumento del contacto entre poblaciones de organismos silvestres y domesticados puede dar lugar 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 los seres humanos. Esto contrasta con las poblaciones domesticadas que viven en áreas controladas por los seres humanos y están en contacto con ellos de manera regular e histórica. Los genes de las poblaciones domesticadas se añaden a las poblaciones silvestres como resultado de la reproducción. En muchas poblaciones de cultivos, esto puede ser el resultado del polen que viaja desde los cultivos cultivados a las plantas silvestres vecinas de la misma especie. En el caso de los animales de granja, esta reproducción puede ocurrir como resultado de animales escapados o liberados.
Un ejemplo popular de este fenómeno es el flujo genético entre lobos y perros domésticos. El New York Times cita las palabras del biólogo Luigi Boitani: "Aunque los lobos y los perros siempre han vivido en estrecho contacto en Italia y presumiblemente se han apareado en el pasado, el elemento preocupante, en opinión del Dr. Boitani, es la creciente disparidad en las cifras, lo que sugiere que el mestizaje se volverá bastante común. Como resultado, 'la contaminación genética del acervo genético del lobo podría alcanzar niveles irreversibles', advirtió. 'Mediante la hibridación, los perros pueden absorber fácilmente los genes del lobo y destruir al lobo tal como es', dijo. El lobo podría sobrevivir como un animal más parecido al perro, mejor adaptado a vivir cerca de las personas, dijo, pero no sería 'lo que hoy llamamos un lobo'". [1]
La acuicultura es la práctica de criar animales o plantas acuáticas con el propósito de consumirlas. 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 confinamiento. La ocurrencia de incidentes de escape se está volviendo cada vez más común a medida que la acuicultura gana popularidad. [12] [13] [14] Las estructuras de cultivo pueden ser ineficaces para albergar la gran cantidad de animales de rápido crecimiento que albergan. [15] Los desastres naturales, las mareas altas y otros fenómenos ambientales también pueden provocar escapes de animales acuáticos. [16] [17] La razón por la que estos escapes se consideran peligrosos es el impacto que representan para la población silvestre 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. [18] [19]
El Departamento de Pesca y Vida Silvestre de Washington señala que "entre las preocupaciones expresadas comúnmente en torno al salmón del Atlántico escapado se encuentran la competencia con el salmón nativo, la depredación, la transferencia de enfermedades, la hibridación y la colonización". [20] Un informe realizado por esa organización en 1999 no concluyó que el salmón escapado representara un riesgo significativo para las poblaciones silvestres. [21]
Los cultivos son 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 que no puedan reproducirse si se juntan. Muchos cultivos todavía se cultivan en las áreas en las que se originaron y el flujo genético entre cultivos y parientes silvestres afecta la evolución de las poblaciones silvestres. [22] Los agricultores pueden evitar la reproducción entre las diferentes poblaciones programando la siembra de cultivos de modo que estos 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 a la de sus parientes silvestres, [23] pero cuanto más cerca crecen unos de otros, más probabilidades hay de que compartan genes a través del polen. El flujo genético persiste entre los cultivos y sus contrapartes silvestres.
Los organismos genéticamente modificados 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 modificadas genéticamente y sus parientes silvestres. [24] Un uso temprano del término " contaminación genética" en este sentido posterior aparece en una revisión de amplio alcance 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 Biotech Century . [25] 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 destacado en el debate ético durante más de una década antes, utilizó la contaminación genética para describir lo que él consideraba problemas que podrían ocurrir debido al proceso no intencional de organismos genéticamente modificados (OGM) (modernos) que dispersan sus genes en el entorno natural al cruzarse con plantas o animales silvestres. [24] [26] [27]
Las preocupaciones sobre las consecuencias negativas del flujo genético entre organismos genéticamente modificados y 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 soja que son resistentes a herbicidas como el glifosato [28] y maíz que produce pesticidas neonicotinoides en todos sus tejidos [29] . Estas modificaciones genéticas tienen como objetivo aumentar los rendimientos de los cultivos, pero hay poca evidencia de que los rendimientos realmente aumenten [29] . Si bien a los científicos les preocupa que los organismos genéticamente modificados puedan tener efectos negativos en las comunidades vegetales y animales circundantes, el riesgo de flujo genético entre organismos genéticamente modificados y poblaciones silvestres es otra preocupación. Muchos cultivos agrícolas pueden ser resistentes a las malezas y reproducirse con parientes silvestres [30] . Se necesita más investigación para comprender cuánto flujo genético ocurre entre cultivos genéticamente modificados y poblaciones silvestres, y los impactos de la mezcla genética.
Las mutaciones en los organismos se pueden llevar a cabo mediante el proceso de exposición del organismo a sustancias químicas o a radiaciones 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 hayan sufrido mutaciones para mantener el rasgo mutante. Sin embargo, de manera similar a los riesgos asociados con la introducción de individuos en un determinado entorno, la variación creada por los individuos mutados también podría tener un impacto negativo en las poblaciones nativas.
Desde 2005 existe un Registro de Contaminación OGM, lanzado por GeneWatch UK y Greenpeace International, que registra todos los incidentes de liberación intencional o accidental [31] [32] de organismos modificados genéticamente utilizando técnicas modernas. [33]
Las tecnologías de restricción del 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. [34] Sin embargo, esta tecnología nunca se ha implementado porque afecta de manera desproporcionadamente negativa a los agricultores de los países en desarrollo, que guardan semillas para usarlas cada año (mientras que en los países desarrollados, los agricultores generalmente compran semillas a empresas productoras de semillas). [34]
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 sido exitosas, como en el caso del escape de transgenes de un campo aislado a la naturaleza en el caso de la agrostis stolonifera resistente a herbicidas . [35]
Otro método sugerido que se aplica específicamente a los rasgos de protección (por ejemplo, la resistencia a los 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 silvestres pero no para los domesticados. [35] En este caso, si el rasgo de protección se introdujera 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.
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 como respuesta a la introducción de una especie que no es nativa de un entorno particular, y los organismos modificados genéticamente son ejemplos de individuos que podrían causar contaminación genética luego de su introducción. Debido a estos riesgos, se han realizado estudios para evaluar los riesgos de contaminación genética asociados con los organismos que han sido modificados genéticamente:
No sólo existen riesgos en términos de ingeniería genética, sino que también hay riesgos que surgen de la hibridación de especies. En Checoslovaquia, se introdujeron cabras montesas de 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. [4] Los genes de cada población de cabras montesas en Turquía y el Sinaí se adaptaron localmente a sus entornos, por lo que cuando se colocaron en un nuevo contexto ambiental no prosperaron. Además, el costo ambiental que puede surgir de la introducción de una nueva especie puede ser tan perturbador que el ecosistema ya no sea capaz de sostener ciertas poblaciones.
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 mezcla de información genética puede conducir a una variedad de resultados, "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. [44] [31] [33] [45] [5] [9] [46]
" Las especies invasoras han sido una de las principales causas de extinción en todo el mundo en los últimos siglos. Algunas de ellas se aprovechan de la fauna autóctona, compiten con ella por los recursos o propagan enfermedades, mientras que otras pueden hibridarse con especies autóctonas, causando " contaminación genética ". De esta manera, las especies invasoras son una amenaza tan grande para el equilibrio de la naturaleza como la sobreexplotación directa de algunas especies por parte de los seres humanos " . [47]
También puede considerarse indeseable si conduce a una pérdida de aptitud en las poblaciones silvestres. [48] El término puede asociarse con el flujo genético desde un organismo sintético , modificado genéticamente o creado por mutación a un organismo no modificado genéticamente, [24] por aquellos que consideran que dicho flujo genético es perjudicial. [44] Estos grupos ambientalistas se oponen completamente al desarrollo y producción de organismos modificados genéticamente.
Desde una perspectiva gubernamental, la contaminación genética se define de la siguiente manera según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura :
"Difusión incontrolada de información genética (con frecuencia denominada transgenes) en los genomas de organismos en los que dichos genes no están presentes en la naturaleza". [49]
El uso del término "contaminación genética" y frases similares como deterioro genético , invasión genética , toma de control genético y agresión genética están siendo debatidos por los científicos, ya que muchos no lo consideran científicamente apropiado. Rhymer y Simberloff sostienen que este tipo de términos:
...implican que los híbridos son menos aptos que sus progenitores, lo que no tiene por qué ser necesariamente el caso, o que existe un valor inherente en los acervos genéticos "puros". [47]
Recomiendan que el flujo genético de especies invasoras se denomine mezcla genética porque:
El término "mezcla" no tiene por qué estar cargado de valores, y lo utilizamos aquí para denotar la mezcla de acervos genéticos, ya sea que esté asociada o no con una disminución de la aptitud. [47]
Aunque los lobos y los perros siempre han vivido en estrecho contacto en Italia y presumiblemente se han apareado en el pasado, el elemento recientemente preocupante, en opinión del Dr. Boitani, es la creciente disparidad en los números, lo que sugiere que el mestizaje se volverá bastante común. Como resultado, la contaminación genética del acervo genético del lobo podría alcanzar niveles irreversibles, advirtió. Mediante la hibridación, los perros pueden absorber fácilmente los genes del lobo y destruir al lobo, tal como es, dijo. El lobo podría sobrevivir como un animal más parecido al perro, mejor adaptado a vivir cerca de las personas, dijo, pero no sería lo que hoy llamamos un lobo.