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Viabilidad genética

La viabilidad genética es la capacidad de los genes presentes para permitir que una célula, organismo o población sobreviva y se reproduzca. [1] [2] El término se utiliza generalmente para referirse a la posibilidad o capacidad de una población de evitar los problemas de endogamia . [1] Con menos frecuencia, la viabilidad genética también se puede utilizar con respecto a una sola célula o a nivel individual. [1]

La endogamia agota la heterocigosidad del genoma, lo que significa que hay una mayor probabilidad de alelos idénticos en un locus. [1] Cuando estos alelos no son beneficiosos, la homocigosidad podría causar problemas para la viabilidad genética. [1] Estos problemas podrían incluir efectos sobre la aptitud individual (mayor mortalidad, crecimiento más lento, defectos de desarrollo más frecuentes, capacidad de apareamiento reducida, menor fecundidad, mayor susceptibilidad a las enfermedades, menor capacidad para soportar el estrés, capacidad competitiva intra e interespecífica reducida) o efectos sobre la aptitud de toda la población (tasa de crecimiento poblacional deprimida, capacidad de rebrote reducida, capacidad reducida para adaptarse al cambio ambiental). [3] Ver depresión endogámica . Cuando una población de plantas o animales pierde su viabilidad genética, aumenta su probabilidad de extinguirse. [4]

Condiciones necesarias

Para ser genéticamente viable, una población de plantas o animales requiere una cierta cantidad de diversidad genética y un cierto tamaño de población . [5] Para la viabilidad genética a largo plazo, el tamaño de la población debe constar de suficientes parejas reproductoras para mantener la diversidad genética. [6] El tamaño efectivo preciso de la población se puede calcular utilizando un análisis de población mínima viable . [7]   Una mayor diversidad genética y un mayor tamaño de población disminuirán los efectos negativos de la deriva genética y la endogamia en una población. [3] Cuando se han cumplido las medidas adecuadas, la viabilidad genética de una población aumentará. [8]

Causas de la disminución

El cuello de botella poblacional puede disminuir la viabilidad genética y conducir a una posible extinción [3]

La principal causa de una disminución en la viabilidad genética es la pérdida de hábitat . [4] [9] [10] Esta pérdida puede ocurrir debido, por ejemplo, a la urbanización o deforestación que causan fragmentación del hábitat . [4] Los eventos naturales como terremotos, inundaciones o incendios también pueden causar pérdida de hábitat. [4] Eventualmente, la pérdida de hábitat podría conducir a un cuello de botella poblacional . [3] En una población pequeña, el riesgo de endogamia aumentará drásticamente, lo que podría conducir a una disminución en la viabilidad genética. [3] [4] [11] Si son específicos en sus dietas, esto también puede conducir al aislamiento del hábitat y restricciones reproductivas, lo que lleva a un mayor cuello de botella poblacional y disminución en la viabilidad genética. [8] La propagación artificial tradicional también puede conducir a disminuciones en la viabilidad genética en algunas especies. [12] [13]

Viabilidad genética de determinadas poblaciones de lobos

Una pequeña población altamente endogámica de lobos grises ( Canis lupus ) que reside en el Parque Nacional Isle Royale , Michigan, EE. UU., ha estado experimentando un declive poblacional y está cerca de la extinción. [14] Estos lobos grises han estado experimentando una depresión endogámica grave determinada principalmente por la expresión homocigótica de mutaciones recesivas fuertemente deletéreas que conducen a una disminución de la viabilidad genética. [14] [15] La viabilidad genética reducida debido a la endogamia severa se expresó como reproducción y supervivencia reducidas, así como defectos específicos como vértebras malformadas, probables cataratas, sindactilia, una "cola de cuerda" inusual y fenotipos de pelaje anómalos. Una población escandinava endogámica separada de lobos grises ( Canis lupus ), que también sufre pérdida de viabilidad genética, está experimentando una depresión endogámica probablemente debido a la expresión homocigótica de mutaciones recesivas deletéreas. [14]

Conservación de la población

La protección del hábitat se asocia con una mayor riqueza alélica y heterocigosidad que en los hábitats no protegidos. [16] La menor fragmentación del hábitat y el aumento de la permeabilidad del paisaje pueden promover la riqueza alélica al facilitar el flujo genético entre poblaciones aisladas o más pequeñas. [16]

La población mínima viable necesaria para mantener la viabilidad genética es aquella en la que la pérdida de variación genética debido al pequeño tamaño de la población ( deriva genética ) es igual a la variación genética obtenida a través de la mutación . [17] Cuando el número de individuos de un sexo es demasiado bajo, puede ser necesario realizar cruces para mantener la viabilidad. [18]

Analizando

Cuando la viabilidad genética parece estar disminuyendo dentro de una población, se puede realizar un análisis de viabilidad poblacional (PVA) para evaluar el riesgo de extinción de esta especie. [19] [20] [21] El resultado de un PVA podría determinar si se necesitan más acciones con respecto a la preservación de una especie. [19]

Aplicaciones

El personal de gestión de la vida silvestre aplica la viabilidad genética en zoológicos, acuarios u otros hábitats ex situ similares. [22] Utilizan el conocimiento de la genética de los animales, generalmente a través de sus pedigríes, para calcular el PVA y gestionar la viabilidad de la población. [22]

Referencias

  1. ^ abcde Hartl DL (2020). Introducción a la genética y genómica de poblaciones (4.ª ed.). Oxford University Press. doi :10.1093/oso/9780198862291.001.0001. ISBN 978-0-19-886229-1.
  2. ^ Luo L, Zhang YM, Xu S (marzo de 2005). "Un modelo genético cuantitativo para la selección de viabilidad". Heredity . 94 (3): 347–355. doi : 10.1038/sj.hdy.6800615 . PMID  15536483.
  3. ^ abcde Lacy RC (21 de mayo de 1997). "Importancia de la variación genética para la viabilidad de las poblaciones de mamíferos". Journal of Mammalogy . 78 (2): 320–335. doi : 10.2307/1382885 . JSTOR  1382885.
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  6. ^ Cegelski CC, Waits LP, Anderson NJ, Flagstad O, Strobeck C, Kyle CJ (1 de abril de 2006). "Diversidad genética y estructura poblacional de las poblaciones de glotón (Gulo gulo) en el extremo sur de su distribución actual en América del Norte con implicaciones para la viabilidad genética". Genética de la conservación . 7 (2): 197–211. Bibcode :2006ConG....7..197C. doi :10.1007/s10592-006-9126-9. S2CID  44217068.
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