BIOGENIC Biólogos Genetistas Colombianos

Por Leonardo Galindo

¿Que es biodiversidad?

Si hay algo de lo que podemos hablar los Colombianos es de Biodiversidad. Colombia es el cuarto país mas biodiverso en el mundo por número de especies [1]. Poseemos el mayor número de especies de aves y anfibios, somos segundos en plantas luego de Brasil y terceros en especies de reptiles luego de Australia y México.

¿Pero que significa el termino Biodiversidad? En una discusión donde se compilaron múltiples definiciones sobre el término, la biodiversidad se define como la variedad dentro y entre organismos, comunidades y procesos biológicos en un lugar especifico [2]. Sin embargo, las definiciones de diversidad biológica abarcan desde los la variedad de ecosistemas hasta la diversidad de genes [2].

Como se estudia diversidad genética

En las últimas décadas los estudios en diversidad genética han tomado mas fuerza debido en gran parte a los avances tecnológicos para el estudio de las unidades básicas de información genética: los genes. Estas unidades de información que se transmiten de padres a hijos se pueden definir desde el punto de vista molecular como secciones de ADN (Acido Deoxiribonucleico) conformados por una serie de caracteres (nucleótidos), con información para formar proteínas [3], que a su vez, determinan las características expresadas en cada organismo (similar a como las frases de un libro se unen para formar una historia). Sin embargo, dicha definición sigue bajo modificación debido a la complejidad y nuevos descubrimientos acerca de estas moléculas [3]. Luego de la publicación de la estructura del ADN [4], los genetistas empezaron a estudiar mas a fondo las unidades genéticas que ya habían sido inferidas anteriormente en los estudios de Gregorio Mendel, y en 1972 se determinó la primera secuencia de caracteres que definían un gen [5]. Por la misma época, en 1970, se descubrieron las primeras enzimas de restricción, proteínas capaces de cortar ADN en distintas secciones.

Estos avances en conjunto permitieron empezar a identificar las diferencias que existían a nivel genético entre los organismos. Debido a que las diferencias fenotípicas (físicas) entre organismos están determinadas en parte por las diferencias en la secuencia de caracteres del ADN, y en consecuencia por las diferencias en las secuencias de los genes, al utilizar tecnología genética es posible determinar las diferencias que generan la diversidad genética. Por ejemplo si se compara la secuencia de caracteres del genoma humano (3000 millones de caracteres) con la del chimpancé, las substituciones en los caracteres son tan solo de un 1.23% [6], lo cual sumado a otras pocas diferencias entre las secuencias de ADN demuestra que los chimpancés pueden tener similaridades genéticas con los humanos de entre 96 a 98%. De la misma forma, si hiciéramos comparaciones con especies más disímiles como los ratones veríamos que el porcentaje de similaridad disminuiría. Y si pasamos a grupos más distantes como los insectos las diferencias son aun más grandes.

Diversidad genética y evolución

La diversidad genética es en si una consecuencia de la evolución; desde el origen de la vida hace 3500 millones de años [7] los organismos se han diversificado, en gran parte, gracias a variaciones en sus genomas creando la variedad de formas y estructuras que vemos hoy en día. Factores como barreras geográficas o presiones ambientales hacen que variaciones genéticas aleatorias se fijen en una población de organismos y no en otra, dando origen a distintas especies y en consecuencia al aumento de la diversidad genética. La biodiversidad de los organismos esta sustentada en gran parte por dicha diversidad genética. Incluso a un nivel mucho mas fino la presencia de diversidad genética es factor determinante de la persistencia de una especie. Mientras existe un factor común que une a todos los individuos de una especie (su capacidad de reproducirse y crear descendencia que así mismo se reproduzca), existe también una variación genética entre los miembros de una misma especie. Aunque en organismos como las bacterias se puede hablar de clones (dos organismos con exactamente el mismo genoma), debido a que no hay reproducción sexual sino división celular, es poco probable encontrar dos miembros de una misma especie con genomas idénticos. Si no creen que esto sea cierto al salir mañana a la calle traten de encontrar a alguien que sea exactamente igual a ustedes; incluso entre gemelos idénticos se han encontrado variaciones en sus secuencias de ADN [8].

La variación dentro de los miembros de una misma especie, llamada intra-específica, además de ser una consecuencia evolutiva, es de suma importancia a la hora de asegurar la continuidad de la especie. Hace poco se estableció que la banana que todos comemos, llamada banana Cavendish, carece de variabilidad genética y esta muriendo debido al ataque de un hongo [9]. Para entender porque sucede esto, supongamos que todos los alumnos en una clase tienen un examen de física; luego supongamos que todos los alumnos han sido educados exclusivamente en física y tienen exactamente la misma información en sus cabezas. Cuando llega el profesor de física a hacer el examen, todos responden igual y pasan el examen. Sin embargo cuando viene el profesor de biología nadie tiene información distinta a la de física en sus cabezas… ¿que creen que ocurre? Ahora reemplacemos los alumnos por una especie, la información de física por la información genética, y los profesores por clases de hongos.

La diversidad genética influye ampliamente en las diferencias físicas y la predisposición a enfermedades en humanos, la resistencia de ciertas plantas a la sequía y de ciertas bacterias a los antibióticos; la diversidad genética bajo la presión del ambiente marca las características biológicas de todos los organismos en el planeta tierra.

Impacto de los humanos sobre la biodiversidad

La constante modificación del planeta por parte de la especie humana y nuestra continua intervención en el uso de los recursos biológicos han causado cambios fundamentales en hábitats naturales, causando extinción o disminución en el número especies, lo que repercute directamente en la biodiversidad. Aunque el impacto humano en la extinción de especies se ha dado de forma generalizada, la mayoría de extinciones relacionadas con la influencia humana se han dado en islas debido a que las especies endémicas (nativas exclusivamente de un lugar), en este tipo de formación, poseen una diversidad y cobertura geográfica limitada haciéndolas susceptibles a cambios acelerados como los infringidos por el impacto del hombre [10]. Para menguar el impacto del ser humano en la disminución de la diversidad biológica es necesario hacer uso adecuado y responsable de los recursos. Por ejemplo, iniciativas como los bancos genéticos de semillas permiten almacenar semillas de especies distintas e incluso semillas de una misma especie con diferencias genéticas para conservar la biodiversidad en caso de que el número de individuos de las especies plantadas sea reducido dramáticamente debido a efectos bióticos como predadores o patógenos, o abióticos como sequías o inundaciones. Tener una gran variedad de semillas almacenadas incrementa la probabilidad de que alguna de ellas sea resistente al factor biótico o abiótico, de la misma manera como la diversidad genética en los seres humanos hace a algunos más resistentes a enfermedades específicas.

Aunque la diversidad de los ambientes naturales, de especies y de los genes oscila naturalmente, nuestra influencia juega un papel muy importante en mantener el equilibrio biológico de nuestro planeta, y es responsabilidad de todos hacer uso adecuado de los recursos, disminuir los niveles de contaminación y buscar nuevas alternativas tecnológicas para preservar la biodiversidad actual.


Referencias:

[1]Romero MC, E. Ortiz, N. 2008. Informe sobre el estado de la biodiversidad en Colombia 2006-2007.In Humboldt IdIdRBAv. Bogotá D. C.: Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt. 181p.

[2]DeLong DC. 1996. Defining biodiversity. Wildlife Society Bulletin 24(4): 738-749.

[3]Pearson H. 2006. What is a gene? Nature 441(7092): 398-401.

[4]Watson JD, Crick FHC. 1953. Molecular Structure of Nucleic Acids - a Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature 171(4356): 737-738.

[5]Haegeman G, Fiers W, Ysebaert M, Jou WM. 1972. Nucleotide Sequence of Coat Protein Gene of Bacteriophage Ms2 Rna - Derivation of Primary Structure. Archives Internationales De Physiologie Et De Biochimie 80(3): 601-&.

[6]Li WH, Saunders MA. 2005. The chimpanzee and us. Nature 437(7055): 50-51.

[7]Zimmer C. 2009. On the Origin of Life on Earth. Science 323(5911): 198-199.

[8]http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=identical-twins-genes-are-not-identical

[9]Mirsky S. 2008. Attack on the clones. Scientific American 298(4): 46-46.

[10]Fordham DA, Brook BW. 2010. Why tropical island endemics are acutely susceptible to global change. Biodiversity and Conservation 19(2): 329-342.