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La conservación ex situ (literalmente " conservación fuera del sitio ") es el proceso de proteger una especie, variedad o raza , de planta o animal en peligro de extinción fuera de su hábitat natural. Por ejemplo, sacando a parte de la población de un hábitat amenazado y colocándola en una nueva ubicación, un entorno artificial similar al hábitat natural del animal respectivo y bajo el cuidado de los humanos, como un parque zoológico o un santuario de vida silvestre. . [1] [2] El grado en que los humanos controlan o modifican la dinámica natural de la población administrada varía ampliamente, y esto puede incluir la alteración de los entornos de vida, los patrones reproductivos, el acceso a los recursos y la protección contra la depredación y la mortalidad.
La gestión ex situ puede ocurrir dentro o fuera del área de distribución geográfica natural de una especie. Los individuos mantenidos ex situ existen fuera de un nicho ecológico . Esto significa que no están bajo las mismas presiones de selección que las poblaciones silvestres y pueden sufrir selección artificial si se mantienen ex situ durante varias generaciones. [3]
La biodiversidad agrícola también se conserva en colecciones ex situ . Esto se hace principalmente en forma de bancos de genes donde se almacenan muestras para conservar los recursos genéticos de las principales plantas cultivadas y sus parientes silvestres .
Los jardines botánicos , zoológicos y acuarios son los métodos más convencionales de conservación ex situ . También en conservación ex situ , todos los cuales albergan especímenes completos y protegidos para su reproducción y reintroducción en la naturaleza cuando sea necesario y posible. Estas instalaciones no sólo brindan alojamiento y cuidado a especímenes de especies en peligro de extinción, sino que también tienen un valor educativo. Informan al público sobre el estado de amenaza de las especies en peligro de extinción y sobre los factores que causan la amenaza, con la esperanza de crear interés público en detener y revertir aquellos factores que ponen en peligro la supervivencia de una especie en primer lugar. Son los sitios de conservación ex situ más visitados públicamente , y la WZCS (Estrategia Mundial de Conservación de Zoológicos) estima que los 1.100 zoológicos organizados en el mundo reciben más de 600 millones de visitantes anualmente. A nivel mundial hay un total estimado de 2.107 acuarios y zoológicos en 125 países. Además, muchos coleccionistas privados u otros grupos sin fines de lucro poseen animales y participan en esfuerzos de conservación o reintroducción. [4] De manera similar, hay aproximadamente 2.000 jardines botánicos en 148 condados que cultivan o almacenan aproximadamente 80.000 taxones de plantas. [5]
La criopreservación de plantas consiste en el almacenamiento de semillas, polen, tejidos o embriones en nitrógeno líquido. Este método se puede utilizar para el almacenamiento prácticamente indefinido de material sin deterioro durante un período de tiempo mucho mayor en comparación con todos los demás métodos de conservación ex situ . La criopreservación también se utiliza para la conservación de la genética ganadera mediante la crioconservación de recursos genéticos animales . Las limitaciones técnicas impiden la criopreservación de muchas especies, pero la criobiología es un campo de investigación activa y se están llevando a cabo muchos estudios sobre plantas.
El almacenamiento de semillas en un ambiente de temperatura y humedad controlada. Esta técnica se utiliza para taxones con semillas ortodoxas que toleran la desecación . Las instalaciones de los bancos de semillas varían desde cajas selladas hasta cámaras frigoríficas o cámaras acorazadas con clima controlado. Los taxones con semillas recalcitrantes que no toleran la desecación normalmente no se mantienen en bancos de semillas durante períodos prolongados.
Se utiliza una plantación extensiva al aire libre para mantener la diversidad genética de especies silvestres, agrícolas o forestales. Normalmente, las especies que son difíciles o imposibles de conservar en bancos de semillas se conservan en bancos de genes de campo. También se pueden utilizar bancos de genes de campo para cultivar y seleccionar progenie de especies almacenadas mediante otras técnicas ex situ .
Plantas bajo cuidado hortícola en un paisaje construido, típicamente un jardín botánico o arboreto. Esta técnica es similar a un banco de genes de campo en el sentido de que las plantas se mantienen en el ambiente, pero las colecciones generalmente no son tan diversas ni tan extensas genéticamente. Estas colecciones son susceptibles a la hibridación, la selección artificial, la deriva genética y la transmisión de enfermedades. Las especies que no pueden conservarse mediante otras técnicas ex situ suelen incluirse en colecciones cultivadas.
Las plantas están bajo cuidado hortícola, pero el medio ambiente se gestiona en condiciones casi naturales. Esto ocurre con ambientes restaurados o seminaturales. Esta técnica se utiliza principalmente para taxones que son raros o en áreas donde el hábitat ha sido severamente degradado.
El tejido somático se puede almacenar in vitro durante cortos periodos de tiempo. Esto se hace en un ambiente de luz y temperatura controlada que regula el crecimiento de las células. Como técnica de conservación ex situ, el cultivo de tejidos se utiliza principalmente para la propagación clonal de tejido vegetativo o semillas inmaduras. Esto permite la proliferación de plantas clonales a partir de una cantidad relativamente pequeña de tejido original.
Las especies y razas animales en peligro de extinción se preservan mediante técnicas similares. [6] Las especies animales pueden conservarse en bancos de germoplasma , que consisten en instalaciones criogénicas utilizadas para almacenar esperma , óvulos o embriones vivos . Por ejemplo, la Sociedad Zoológica de San Diego ha establecido un " zoológico congelado " para almacenar dichas muestras utilizando técnicas de criopreservación de más de 355 especies, incluidos mamíferos, reptiles y aves.
Una técnica potencial para ayudar en la reproducción de especies en peligro de extinción es el embarazo interespecífico , que consiste en implantar embriones de una especie en peligro de extinción en el útero de una hembra de una especie relacionada, llevándolo a término. [7] Se ha realizado para la cabra montés española . [8]
Las poblaciones cautivas están sujetas a problemas como la depresión endogámica , la pérdida de diversidad genética y las adaptaciones al cautiverio. Es importante gestionar las poblaciones cautivas de una manera que minimice estos problemas para que los individuos que se introducirán se parezcan lo más posible a los fundadores originales, lo que aumentará las posibilidades de reintroducciones exitosas . [9] Durante la fase de crecimiento inicial, el tamaño de la población se expande rápidamente hasta alcanzar un tamaño de población objetivo. [10] El tamaño de la población objetivo es el número de individuos que se requieren para mantener niveles apropiados de diversidad genética, que generalmente se considera que es el 90% de la diversidad genética actual después de 100 años. [10] El número de individuos necesarios para alcanzar este objetivo varía según la tasa de crecimiento potencial, el tamaño efectivo, la diversidad genética actual y el tiempo de generación. [9] Una vez que se alcanza el tamaño de la población objetivo, el enfoque cambia a mantener la población y evitar problemas genéticos dentro de la población cautiva. [10]
La gestión de poblaciones basada en la minimización de los valores medios de parentesco es a menudo una forma eficaz de aumentar la diversidad genética y evitar la endogamia dentro de las poblaciones cautivas. [10] El parentesco es la probabilidad de que dos alelos sean idénticos por descendencia cuando un alelo se toma al azar de cada individuo que se aparea. El valor medio de parentesco es el valor medio de parentesco entre un individuo determinado y todos los demás miembros de la población. Los valores medios de parentesco pueden ayudar a determinar qué individuos deben aparearse. Al elegir individuos para la reproducción, es importante elegir individuos con los valores medios de parentesco más bajos porque estos individuos están menos relacionados con el resto de la población y tienen los alelos menos comunes. [10] Esto asegura que se transmitan los alelos más raros, lo que ayuda a aumentar la diversidad genética. También es importante evitar el apareamiento de dos individuos con valores medios de parentesco muy diferentes porque dichos emparejamientos propagan tanto los alelos raros que están presentes en el individuo con el valor medio de parentesco bajo como los alelos comunes que están presentes en el individuo con el valor alto de parentesco medio. valor medio de parentesco. [10] Esta técnica de gestión genética requiere que se conozca la ascendencia, por lo que en circunstancias en las que se desconoce la ascendencia, podría ser necesario utilizar genética molecular, como datos de microsatélites , para ayudar a resolver las incógnitas. [9]
La diversidad genética a menudo se pierde dentro de las poblaciones cautivas debido al efecto fundador y al posterior tamaño pequeño de las poblaciones. [10] Minimizar la pérdida de diversidad genética dentro de la población cautiva es un componente importante de la conservación ex situ y es fundamental para las reintroducciones exitosas y el éxito a largo plazo de la especie, ya que las poblaciones más diversas tienen un mayor potencial de adaptación . [9] La pérdida de diversidad genética debido al efecto fundador se puede minimizar asegurando que la población fundadora sea lo suficientemente grande y genéticamente representativa de la población silvestre. [10] Esto suele ser difícil porque eliminar un gran número de individuos de las poblaciones silvestres puede reducir aún más la diversidad genética de una especie que ya es motivo de preocupación para la conservación. Una alternativa a esto es recolectar esperma de individuos salvajes y utilizarlo mediante inseminación artificial para obtener material genético fresco. [11] Maximizar el tamaño de la población cautiva y el tamaño de la población efectiva puede disminuir la pérdida de diversidad genética al minimizar la pérdida aleatoria de alelos debido a la deriva genética . [10] Minimizar el número de generaciones en cautiverio es otro método eficaz para reducir la pérdida de diversidad genética en las poblaciones cautivas. [10]
La selección favorece rasgos diferentes en las poblaciones cautivas que en las poblaciones silvestres, por lo que esto puede resultar en adaptaciones que son beneficiosas en cautiverio pero perjudiciales en la naturaleza. [10] Esto reduce el éxito de las reintroducciones, por lo que es importante gestionar las poblaciones cautivas para reducir las adaptaciones al cautiverio. Las adaptaciones al cautiverio pueden reducirse minimizando el número de generaciones en cautiverio y maximizando el número de migrantes de poblaciones silvestres. [10] Minimizar la selección en poblaciones cautivas mediante la creación de un entorno similar a su entorno natural es otro método para reducir las adaptaciones al cautiverio, pero es importante encontrar un equilibrio entre un entorno que minimice la adaptación al cautiverio y un entorno que permita una adecuada reproducción. [10] Las adaptaciones al cautiverio también pueden reducirse manejando la población cautiva como una serie de fragmentos de población. En esta estrategia de gestión, la población cautiva se divide en varias subpoblaciones o fragmentos que se mantienen por separado. Las poblaciones más pequeñas tienen menores potenciales de adaptación, por lo que es menos probable que los fragmentos de población acumulen adaptaciones asociadas con el cautiverio. Los fragmentos se mantienen separados hasta que la endogamia se convierte en una preocupación. Luego se intercambian inmigrantes entre los fragmentos para reducir la endogamia y luego los fragmentos se manejan nuevamente por separado. [10]
Los trastornos genéticos suelen ser un problema dentro de las poblaciones cautivas debido al hecho de que las poblaciones generalmente se establecen a partir de un pequeño número de fundadores. [10] En poblaciones grandes y endogamias , las frecuencias de la mayoría de los alelos nocivos son relativamente bajas, pero cuando una población sufre un cuello de botella durante la fundación de una población cautiva, alelos que antes eran raros pueden sobrevivir y aumentar en número. [9] Una mayor endogamia dentro de la población cautiva también puede aumentar la probabilidad de que se expresen alelos nocivos debido al aumento de la homocigosidad dentro de la población. [9] La alta incidencia de trastornos genéticos dentro de una población cautiva puede amenazar tanto la supervivencia de la población cautiva como su eventual reintroducción en la naturaleza. [12] Si el trastorno genético es dominante , puede ser posible eliminar la enfermedad por completo en una sola generación evitando la reproducción de los individuos afectados. [10] Sin embargo, si el trastorno genético es recesivo , es posible que no sea posible eliminar completamente el alelo debido a su presencia en heterocigotos no afectados . [10] En este caso, la mejor opción es intentar minimizar la frecuencia del alelo eligiendo selectivamente pares de apareamiento. En el proceso de eliminación de los trastornos genéticos, es importante considerar que cuando se impide que ciertos individuos se reproduzcan, se eliminan los alelos y por lo tanto la diversidad genética de la población; Si estos alelos no están presentes en otros individuos, pueden perderse por completo. [12] Evitar que ciertos individuos se reproduzcan también reduce el tamaño efectivo de la población, lo que se asocia con problemas como la pérdida de diversidad genética y el aumento de la endogamia. [10]
El vistoso trébol indio , Trifolium amoenum , es un ejemplo de una especie que se creía extinta, pero que fue redescubierta en 1993 [13] en forma de una sola planta en un sitio en el oeste del condado de Sonoma . [14] Las semillas se cosecharon y las especies se cultivaron en instalaciones ex situ .
El pino Wollemi es otro ejemplo de planta que se preserva mediante la conservación ex situ , ya que se cultiva en viveros para su venta al público en general.
El loro de vientre naranja , con una población silvestre de 14 aves a principios de febrero de 2017, [15] está siendo criado en un programa de cría en cautiverio. La población cautiva está formada por unas 300 aves. [dieciséis]
La conservación ex situ , si bien es útil en los esfuerzos de la humanidad por sostener y proteger nuestro medio ambiente, rara vez es suficiente para salvar una especie de la extinción. Debe utilizarse como último recurso o como complemento de la conservación in situ porque no puede recrear el hábitat en su totalidad: toda la variación genética de una especie, sus contrapartes simbióticas o aquellos elementos que, con el tiempo, podrían ayudar. una especie se adapta a su entorno cambiante. En cambio, la conservación ex situ elimina a la especie de sus contextos ecológicos naturales, preservándola en condiciones semiaisladas mediante las cuales la evolución natural y los procesos de adaptación se detienen temporalmente o se alteran al introducir el espécimen en un hábitat no natural. En el caso de los métodos de almacenamiento criogénico , los procesos de adaptación del espécimen conservado se congelan (literalmente) por completo. La desventaja de esto es que, cuando se vuelve a liberar, la especie puede carecer de las adaptaciones y mutaciones genéticas que le permitirían prosperar en su hábitat natural en constante cambio.
Además, las técnicas de conservación ex situ suelen ser costosas, y el almacenamiento criogénico es económicamente inviable en la mayoría de los casos, ya que las especies almacenadas de esta manera no pueden generar ganancias sino que, por el contrario, agotan lentamente los recursos financieros del gobierno u organización determinada a operarlas. Los bancos de semillas son ineficaces para ciertos géneros de plantas con semillas recalcitrantes que no permanecen fértiles por largos periodos de tiempo. Las enfermedades y plagas extrañas a la especie, contra las cuales ésta no tiene defensa natural, también pueden dañar los cultivos de plantas protegidas en plantaciones ex situ y en animales que viven en zonas de reproducción ex situ . Estos factores, combinados con las necesidades ambientales específicas de muchas especies, algunas de las cuales son casi imposibles de recrear por el hombre, hacen imposible la conservación ex situ de una gran cantidad de flora y fauna en peligro de extinción en el mundo.