Por Lorena López
Aunque la palabra biodiversidad hoy suena mucho más familiar que hace algunos años y dado que el 2010 se proclamó como el año de la biodiversidad, ¿será que si tenemos un concepto claro de lo que significa esta palabra, de su importancia para el hombre y de los proyectos mundiales para conservarla y evaluarla?.
Importancia de la Biodiversidad en el desarrollo de la sociedad
La riqueza actual de especies y ecosistemas ha sido el fruto de cientos de millones de años de evolución e historia en la que el hombre ha jugado un papel muy importante afectando el balance natural de la tierra. Múltiples acciones humanas, como la producción masiva de artículos provenientes de materias primas de origen vegetal o animal, la pesca y la caza masiva, la destrucción de bosques, el uso indiscriminado del agua, el mal manejo de desechos, la contaminación, y fenómenos como el calentamiento global amenazan diariamente la biodiversidad. Pero solo hasta hace menos de 40 años se reconoció que la biodiversidad es vital para el desarrollo social y económico del mundo, y fue en 1972 en la Conferencia de Estocolmo, cuando por primera vez se habló de proteger el ambiente, idea que surge cuando la agenda política internacional se da cuenta, por un lado del deterioro ambiental que está causando el crecimiento económico y social del hombre, y por el otro lado de la dependencia del ser humano por los recursos invaluables de la tierra [1]. Luego en 1987 aparece una nueva denominación que resalta la importancia de proteger la biodiversidad, en el informe de Brundtland en 1987 se piensa en “desarrollo sostenible” el cual se define como el proceso evaluable a nivel económico, social y ambiental para mejorar la calidad de vida preservando el medio ambiente y los recursos naturales [2].
Todos los esfuerzos anteriores por generar herramientas legales para obligar a los países a preservar el medio ambiente llegan a resumirse en 1992, cuando 168 países firman el Convenio en Diversidad Biológica, CBD (por sus siglas en ingles), el cual se planteó como un acuerdo internacional para el uso y conservación de la biodiversidad y adicionalmente para la repartición justa y equitativa de los beneficios del uso de los recursos genéticos ,[3]. Uno de los objetivos de la convención para el 2010 era desacelerar la pérdida de biodiversidad a escala global, regional y nacional para contribuir con la disminución de la pobreza y así beneficiar la vida de los seres en la tierra [4]. Sin embargo el panorama de hoy no está muy cerca de los objetivos planteados por el CBD, según Ahmed Djoghlaf, secretario ejecutivo del CBD seguimos destruyendo una gran cantidad de recursos que son necesarios para el bienestar de los seres humanos; hay 300 millones de personas, en su mayoría pobres, que dependen substancialmente de la biodiversidad forestal, y 13 millones de hectáreas de bosques son deforestados anualmente; mil millones de personas dependen del pescado como su única fuente proteica, sin embargo, en 2005 la mitad de los recursos marinos fueron explotados a totalidad, y un cuarto fue sobreexplotado o está recuperándose al haber sido agotado; en países en desarrollo, 30 millones de pescadores pequeños viven de las especies que habitan en los arrecifes de coral, pero se estima que el 60% de estos ecosistemas de vida desaparecerán para 2030 [5]. Esto nos muestra que es indispensable preservar la base de la diversidad biológica si queremos tener un desarrollo sostenible y aliviar la pobreza y hambruna mundial.
Todos los esfuerzos anteriores por generar herramientas legales para obligar a los países a preservar el medio ambiente llegan a resumirse en 1992, cuando 168 países firman el Convenio en Diversidad Biológica, CBD (por sus siglas en ingles), el cual se planteó como un acuerdo internacional para el uso y conservación de la biodiversidad y adicionalmente para la repartición justa y equitativa de los beneficios del uso de los recursos genéticos ,[3]. Uno de los objetivos de la convención para el 2010 era desacelerar la pérdida de biodiversidad a escala global, regional y nacional para contribuir con la disminución de la pobreza y así beneficiar la vida de los seres en la tierra [4]. Sin embargo el panorama de hoy no está muy cerca de los objetivos planteados por el CBD, según Ahmed Djoghlaf, secretario ejecutivo del CBD seguimos destruyendo una gran cantidad de recursos que son necesarios para el bienestar de los seres humanos; hay 300 millones de personas, en su mayoría pobres, que dependen substancialmente de la biodiversidad forestal, y 13 millones de hectáreas de bosques son deforestados anualmente; mil millones de personas dependen del pescado como su única fuente proteica, sin embargo, en 2005 la mitad de los recursos marinos fueron explotados a totalidad, y un cuarto fue sobreexplotado o está recuperándose al haber sido agotado; en países en desarrollo, 30 millones de pescadores pequeños viven de las especies que habitan en los arrecifes de coral, pero se estima que el 60% de estos ecosistemas de vida desaparecerán para 2030 [5]. Esto nos muestra que es indispensable preservar la base de la diversidad biológica si queremos tener un desarrollo sostenible y aliviar la pobreza y hambruna mundial.
Preservación de la biodiversidad e identificación de especies
La biodiversidad se presenta en tres niveles: el primero es la biodiversidad de ecosistemas, teniendo en cuenta la gran variedad de ambientes naturales y organismos que ocupan e interactúan en sus espacios; el segundo es la biodiversidad de especies (dos organismos pertenecen a la misma especie cuando su progenie es capaz de generar descendientes reproductivamente viables), para la cual se estima que hay entre 5 y 30 millones de especies en el mundo, de las cuales hay descritas (clasificadas científicamente) 1,8 millones; y el tercero es la biodiversidad genética, entendiéndose como las diferencias en el material genético (ADN) de las diferentes especies, y de los miembros la misma especie.
Biodiversidad entre especies: las semillas para alimentar el mundo
La diversidad genética entre especies vegetales tiene un gran impacto en la vida del hombre, medicinas, fibras para vestidos, y lo más importante, los alimentos provienen de fuentes vegetales. De las 7000 especies de plantas usadas hoy para agricultura, solo 30 cultivos hacen parte de nuestra dieta, el trigo, el maíz y el arroz constituyen la mitad de los alimentos que consumimos. Esta selección de cultivos como consecuencia del desarrollo de una agricultura basada en el mercado y la cultura alimentaria), ha generado el aumento de los monocultivos (grandes extensiones de tierra sembradas con la misma especie vegetal) y ha presionando la desaparición de la biodiversidad vegetal.
Como medida de conservación de dicha diversidad vegetal se establecieron los bancos de semillas que se encargan de buscar, identificar, clasificar, conservar y propagar las semillas de diferentes especies de plantas. Igualmente, los bancos de germoplasma son otra herramienta que se han desarrollado con el fin de preservar especies que no se propagan fácilmente por semilla, mediante la preservación de partes de la planta que tienen capacidades regenerativas. El principal objetivo de estos bancos es mantener la viabilidad de las semillas o de los explantes tanto tiempo como se pueda; como ejemplo están los once centros internacionales que forman el CGIAR (Grupo Consultivo Internacional para la Investigación en la Agricultura) que por más de tres décadas han colectado, coleccionado y preservado semillas de cultivos, forrajes y otras fuentes genéticas, llegando a preservar casi el 60% de materiales únicos de los mayores cultivos del mundo [7]. Pero CGIAR no es el único, se estima que hay 1300 bancos de semillas en el mundo conservando más de 5 millones de accesiones (muestra biológica de semillas de una misma planta que ha sido adecuadamente identificada).
Más recientemente, grandes proyectos de conservación de especies vegetales han empezado a gestionarse, en el 2000 el Proyecto de Banco de Semillas del Milenio (MSBP, siglas en inglés) dio sus primeros pasos bajo la coordinación del jardín Kew MSBP en el Reino Unido, el cual proyectó para el 2010 tener guardadas 30 mil especies de plantas principalmente de zonas áridas del mundo (lo que corresponde a un 10% del reino vegetal). Aunque para el 2010 no hay un reporte oficial de los logros del Kew MSBP, en el 2007 se reportó el almacenaje de la semilla numero de un billón, que corresponde a la semilla de un bambú africano [8]; de esta manera el jardín Kew MSBP se ha mostrado como el banco de semillas más grande del mundo. Otro caso es la bóveda global de semillas de Svalbard en Noruega, conocida popularmente como la bóveda del fin del mundo, ya que esta ubicada a 620 millas del Polo Norte y enterrada a 130 metros de profundidad. Estas condiciones garantizan un ambiente a -18°C importante para la conservación de las semillas a largo plazo y segundo, le permiten ser menos vulnerable a catástrofes que la puedan destruir. Svalbard busca ser el Arca de Noé de las semillas de cultivos que sirven como alimento, con capacidad para 2000 millones de semillas de las cuales 100 millones fueron ingresadas en su inauguración en mayo de 2008 [9]. Colombia hace parte de los donantes habiendo enviado colecciones de semillas de frijol y forrajes desde el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT, centro que hace parte del CGIAR), algunas de estas semillas son de especies que están extintas en su ambiente natural [10], [11].
Biodiversidad genética: un código de barras para identificar especiesComo medida de conservación de dicha diversidad vegetal se establecieron los bancos de semillas que se encargan de buscar, identificar, clasificar, conservar y propagar las semillas de diferentes especies de plantas. Igualmente, los bancos de germoplasma son otra herramienta que se han desarrollado con el fin de preservar especies que no se propagan fácilmente por semilla, mediante la preservación de partes de la planta que tienen capacidades regenerativas. El principal objetivo de estos bancos es mantener la viabilidad de las semillas o de los explantes tanto tiempo como se pueda; como ejemplo están los once centros internacionales que forman el CGIAR (Grupo Consultivo Internacional para la Investigación en la Agricultura) que por más de tres décadas han colectado, coleccionado y preservado semillas de cultivos, forrajes y otras fuentes genéticas, llegando a preservar casi el 60% de materiales únicos de los mayores cultivos del mundo [7]. Pero CGIAR no es el único, se estima que hay 1300 bancos de semillas en el mundo conservando más de 5 millones de accesiones (muestra biológica de semillas de una misma planta que ha sido adecuadamente identificada).
Más recientemente, grandes proyectos de conservación de especies vegetales han empezado a gestionarse, en el 2000 el Proyecto de Banco de Semillas del Milenio (MSBP, siglas en inglés) dio sus primeros pasos bajo la coordinación del jardín Kew MSBP en el Reino Unido, el cual proyectó para el 2010 tener guardadas 30 mil especies de plantas principalmente de zonas áridas del mundo (lo que corresponde a un 10% del reino vegetal). Aunque para el 2010 no hay un reporte oficial de los logros del Kew MSBP, en el 2007 se reportó el almacenaje de la semilla numero de un billón, que corresponde a la semilla de un bambú africano [8]; de esta manera el jardín Kew MSBP se ha mostrado como el banco de semillas más grande del mundo. Otro caso es la bóveda global de semillas de Svalbard en Noruega, conocida popularmente como la bóveda del fin del mundo, ya que esta ubicada a 620 millas del Polo Norte y enterrada a 130 metros de profundidad. Estas condiciones garantizan un ambiente a -18°C importante para la conservación de las semillas a largo plazo y segundo, le permiten ser menos vulnerable a catástrofes que la puedan destruir. Svalbard busca ser el Arca de Noé de las semillas de cultivos que sirven como alimento, con capacidad para 2000 millones de semillas de las cuales 100 millones fueron ingresadas en su inauguración en mayo de 2008 [9]. Colombia hace parte de los donantes habiendo enviado colecciones de semillas de frijol y forrajes desde el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT, centro que hace parte del CGIAR), algunas de estas semillas son de especies que están extintas en su ambiente natural [10], [11].
La biodiversidad genética se entiende como la variación de genes entre especies y dentro de los miembros de la misma especie. Pero sabemos que especies hay en el planeta o en que hábitat se encuentran? Tradicionalmente las especies se identifican por medio de sus características morfológicas, color, tamaño y caracteres especiales típicos de cada especie (p.e. forma de la hoja, tipo de venación), los cuales usan los taxónomos para asignarle un nombre científico a un espécimen que tienen en sus manos. Sin embargo cuando el espécimen no se encuentra en buenas condiciones de conservación o está en estados inmaduros (p.e. la larva de una mariposa) aun los taxónomos más especializados son incapaces de hacer una identificación.
En el 2003 el genetista Paul Hebert y sus colegas [12] sugirieron un nuevo sistema de identificación de especies mediante la caracterización de una parte muy corta del ADN (identificación de una secuencia de nucleótidos) de la especie, esta corta secuencia genética es tan diversa entre especies y dentro de especies que podría ser como la huella digital o lo que ellos denominaron el “código de barras de ADN” de la especie. La parte del ADN con la cual se genera el código de barras corresponde al gen >i>CO1 (citocromo C oxidasa 1 de la mitocondria) el cual ayuda a formar la molécula de energía ATP. Este gen es tan esencial que está presente en todos los animales, pero es lo suficientemente variable en su secuencia para poder ser usado como identificador dentro y entre especies animales [13]. Para especies vegetales se usan las secuencias de dos genes, rbcL y matK [14], ambos genes desempeñan funciones específicas en el cloroplasto, el principal órgano fotosintético de la planta, cuya función es la de captar la luz solar y convertirla en energía útil para la planta. Debido a que las plantas son los únicos organismos en el planeta, capaces de captar la energía lumínica y transformarla en sustancias útiles para su metabolismo, éstos dos genes son característicos del reino vegetal y por lo tanto serían útiles para la caracterización de cada una de las especies que se presentan en este reino.
La idea de un código de barras de ADN para cada especie dio paso al Proyecto Internacional del Código de Barras de la Vida (iBOL, por sus siglas en inglés), cuyo objetivo es formar una librería de referencia de secuencias de ADN que sirva como base para identificar fácil y rápidamente los animales y plantas [15]. Se espera que el Convenio para el Código de Barras de la Vida (CBOL), que inicio en 2007 con un grupo de científicos de 50 países, llegue a generar para 2015 el código de barras de 5 millones de especímenes correspondientes a 500 mil especies. Los códigos de barras se registraran en una librería de referencia [16] que incluirá también información acerca del lugar de origen de la muestra y de su hábitat. Colombia está caracterizando ejemplares de la familia lauraceae (en donde se incluyen los aguacates y el azafrán), mediante la identificación de 225 especímenes, para los cuales se caracterizará además su hábitat natural, y se conservaran muestras para herbarios [17].
No es nueva la idea de que el hombre debe enfocar su desarrollo social y económico de manera sostenible, en armonía con el ambiente, pero pese a que pasan los años son más las noticias alertadoras sobre el número de especies en extinción o sobre las catástrofes naturales o propiciadas por el hombre que le han quitado un pedazo de biodiversidad a la tierra, ¿entonces que está haciendo el hombre para cuidar de la diversidad? Acciones legales a nivel mundial como el CBD han fomentado el uso de herramientas conservacionistas de ecosistemas en ciertos países, que dependen específicamente de las políticas internas del país y de cómo su población las adopta. Por otro lado proyectos mundiales como los bancos de semillas y germoplasma, y los códigos de barras de la vida, han sido los responsables de los grandes avances en la clasificación y conservación de la biodiversidad. Es innegable el potencial de estos grandes proyectos en garantizar el mantenimiento de las especies para futuras generaciones.
ReferenciasEn el 2003 el genetista Paul Hebert y sus colegas [12] sugirieron un nuevo sistema de identificación de especies mediante la caracterización de una parte muy corta del ADN (identificación de una secuencia de nucleótidos) de la especie, esta corta secuencia genética es tan diversa entre especies y dentro de especies que podría ser como la huella digital o lo que ellos denominaron el “código de barras de ADN” de la especie. La parte del ADN con la cual se genera el código de barras corresponde al gen >i>CO1 (citocromo C oxidasa 1 de la mitocondria) el cual ayuda a formar la molécula de energía ATP. Este gen es tan esencial que está presente en todos los animales, pero es lo suficientemente variable en su secuencia para poder ser usado como identificador dentro y entre especies animales [13]. Para especies vegetales se usan las secuencias de dos genes, rbcL y matK [14], ambos genes desempeñan funciones específicas en el cloroplasto, el principal órgano fotosintético de la planta, cuya función es la de captar la luz solar y convertirla en energía útil para la planta. Debido a que las plantas son los únicos organismos en el planeta, capaces de captar la energía lumínica y transformarla en sustancias útiles para su metabolismo, éstos dos genes son característicos del reino vegetal y por lo tanto serían útiles para la caracterización de cada una de las especies que se presentan en este reino.
La idea de un código de barras de ADN para cada especie dio paso al Proyecto Internacional del Código de Barras de la Vida (iBOL, por sus siglas en inglés), cuyo objetivo es formar una librería de referencia de secuencias de ADN que sirva como base para identificar fácil y rápidamente los animales y plantas [15]. Se espera que el Convenio para el Código de Barras de la Vida (CBOL), que inicio en 2007 con un grupo de científicos de 50 países, llegue a generar para 2015 el código de barras de 5 millones de especímenes correspondientes a 500 mil especies. Los códigos de barras se registraran en una librería de referencia [16] que incluirá también información acerca del lugar de origen de la muestra y de su hábitat. Colombia está caracterizando ejemplares de la familia lauraceae (en donde se incluyen los aguacates y el azafrán), mediante la identificación de 225 especímenes, para los cuales se caracterizará además su hábitat natural, y se conservaran muestras para herbarios [17].
No es nueva la idea de que el hombre debe enfocar su desarrollo social y económico de manera sostenible, en armonía con el ambiente, pero pese a que pasan los años son más las noticias alertadoras sobre el número de especies en extinción o sobre las catástrofes naturales o propiciadas por el hombre que le han quitado un pedazo de biodiversidad a la tierra, ¿entonces que está haciendo el hombre para cuidar de la diversidad? Acciones legales a nivel mundial como el CBD han fomentado el uso de herramientas conservacionistas de ecosistemas en ciertos países, que dependen específicamente de las políticas internas del país y de cómo su población las adopta. Por otro lado proyectos mundiales como los bancos de semillas y germoplasma, y los códigos de barras de la vida, han sido los responsables de los grandes avances en la clasificación y conservación de la biodiversidad. Es innegable el potencial de estos grandes proyectos en garantizar el mantenimiento de las especies para futuras generaciones.
[1] http://www.oarsoaldea.net/agenda21/es/node/6
[2] http://www.worldinbalance.net/intagreements/1987-brundtland.php
[3] http://www.cbd.int/history/
[4] http://www.cbd.int/2010-target/
[5] Ahmed Djohlaf. 2010. Statement on the occasion of the International Day of Biodiversity. http://www.cbd.int/doc/speech/2010/sp-2010-05-22-idb-nairobi-en.pdf
[6] Myers, N., Mittermeier, R., Mittermeier, C., da Fonseca, G. and J. Kent. 1999. Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature 403, 853-85.
http://www.nature.com/nature/journal/v403/n6772/abs/403853a0.html
[7] http://www.bioversityinternational.org/scientific_information/themes/genebanks/overview.html
[8] Richard Black. 2003. Plant vault passes million mark. BBC news website: Science and Environment. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6593333.stm
[9] Jeff Haskins. 2003. Svalbard Global Seed Vault. Global Crop Diversity Trust website. http://www.croptrust.org/main/arcticseedvault.php?itemid=211
[10] Daniel Debouck. 2008. Desde Colombia también salen semillas de cultivos básicos para protegerlos en una bóveda en el Polo Norte. CIAT website: Boletín de Prensa. http://webapp.ciat.cgiar.org/es/sala_not/boletin_59.htm
[11] http://www.portafolio.com.co/negocios/agronegocios/ARTICULO-WEB-NOTA_INTERIOR_PORTA-7656589.html
[12] Hebert, P.D.N., A. Cywinska, S.L. Ball and J.R. deWaard. 2003. Biological identifications through DNA barcodes. Proc. Roy. Soc. Lond. Ser. B: 270: 313-321.
[13] http://ngm.nationalgeographic.com/big-idea/11/biodiversity
[14] Hollingswortha, P., Forresta, L., Spougeb, J., Hajibabaeic, M., Ratnasinghamc, S., van der Bankd, M., Chasee, M., Cowane, R., Ericksonf, D., Fazekasg, A., Grahamh, S., Jamesi, K., Kimj, K., Kressf, W., Schneideri, H., van AlphenStahle, J., Barrettk, S., van den Bergl, C., Bogarinm, D., Burgessk, K., Camerono, K., Carinei, M., Chacón, J., Clarka, A., Clarksone, J., Conrad, F., Deveye, D., Ford, D., Heddersons, T., Hollingswortha, M., Husbandg, B., Kellya, L., Kesanakurtig, P., Kimj, J., Kimt, Y., Lahayed, R., Leej, H., Longa, D., Madriñán, S., Maurind, O., Meusnierc, O., Newmasterg, S., Parku, C., Percyh, D., Petersenv, G., Richardsona, J., Salazar, G., Savolainene, V., Seberg, O., Wilkinsonr, M., Yij, D. and D. Littley. 2009. A DNA barcode for land plants. PNAS 106: 12794-12797. http://www.pnas.org/content/106/31/12794.full.pdf+html
[2] http://www.worldinbalance.net/intagreements/1987-brundtland.php
[3] http://www.cbd.int/history/
[4] http://www.cbd.int/2010-target/
[5] Ahmed Djohlaf. 2010. Statement on the occasion of the International Day of Biodiversity. http://www.cbd.int/doc/speech/2010/sp-2010-05-22-idb-nairobi-en.pdf
[6] Myers, N., Mittermeier, R., Mittermeier, C., da Fonseca, G. and J. Kent. 1999. Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature 403, 853-85.
http://www.nature.com/nature/journal/v403/n6772/abs/403853a0.html
[7] http://www.bioversityinternational.org/scientific_information/themes/genebanks/overview.html
[8] Richard Black. 2003. Plant vault passes million mark. BBC news website: Science and Environment. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6593333.stm
[9] Jeff Haskins. 2003. Svalbard Global Seed Vault. Global Crop Diversity Trust website. http://www.croptrust.org/main/arcticseedvault.php?itemid=211
[10] Daniel Debouck. 2008. Desde Colombia también salen semillas de cultivos básicos para protegerlos en una bóveda en el Polo Norte. CIAT website: Boletín de Prensa. http://webapp.ciat.cgiar.org/es/sala_not/boletin_59.htm
[11] http://www.portafolio.com.co/negocios/agronegocios/ARTICULO-WEB-NOTA_INTERIOR_PORTA-7656589.html
[12] Hebert, P.D.N., A. Cywinska, S.L. Ball and J.R. deWaard. 2003. Biological identifications through DNA barcodes. Proc. Roy. Soc. Lond. Ser. B: 270: 313-321.
[13] http://ngm.nationalgeographic.com/big-idea/11/biodiversity
[14] Hollingswortha, P., Forresta, L., Spougeb, J., Hajibabaeic, M., Ratnasinghamc, S., van der Bankd, M., Chasee, M., Cowane, R., Ericksonf, D., Fazekasg, A., Grahamh, S., Jamesi, K., Kimj, K., Kressf, W., Schneideri, H., van AlphenStahle, J., Barrettk, S., van den Bergl, C., Bogarinm, D., Burgessk, K., Camerono, K., Carinei, M., Chacón, J., Clarka, A., Clarksone, J., Conrad, F., Deveye, D., Ford, D., Heddersons, T., Hollingswortha, M., Husbandg, B., Kellya, L., Kesanakurtig, P., Kimj, J., Kimt, Y., Lahayed, R., Leej, H., Longa, D., Madriñán, S., Maurind, O., Meusnierc, O., Newmasterg, S., Parku, C., Percyh, D., Petersenv, G., Richardsona, J., Salazar, G., Savolainene, V., Seberg, O., Wilkinsonr, M., Yij, D. and D. Littley. 2009. A DNA barcode for land plants. PNAS 106: 12794-12797. http://www.pnas.org/content/106/31/12794.full.pdf+html
[15] http://www.barcodeoflife.org/what-is-ibol/
[16] http://ibol.org/research-overview/barcode-library/
[17] http://www.bolinfonet.org/casestudy/index.php/display/study/31