Contaminación genética

La expresión " contaminación genética  " (o contaminación taxonómica ), designa el fenómeno de introducción (voluntaria o accidental) de genes modificados o extraños a una especie o variedad en otra variedad o en una población silvestre por transmisión vertical o transferencia horizontal . Puede afectar a todas las especies ( fauna , flora , hongos , microbios, etc.).

En este contexto, también hablamos de "presencia accidental" y "flujo de genes" de los cultivares al medio ambiente u otras especies cultivadas.

Las nuevas herramientas de biología molecular permiten detectar y medir mejor la contaminación genética mediante el seguimiento de marcadores genéticos . Los modelos deberían comprender mejor los riesgos.

Repercusiones

La contaminación genética puede afectar a una especie a nivel de su metapoblación o subpoblaciones, posiblemente hasta el punto de hacerla desaparecer o reducir sus capacidades adaptativas.

Sus efectos (incluido el riesgo de inadaptación o invasividad , a veces muy difícil de predecir) pueden aparecer solo de manera muy lenta e insidiosa cuando el gen introducido se propaga lentamente en una población y después de que un factor contextual lo haya favorecido al menos temporalmente, en detrimento de la población. gen que reemplaza. O el gen introducido puede convertirse rápidamente en dominante en el caso de animales que reemplazan a otros ( cochonglier ), o en el caso de la introducción de plantas o árboles que se hibridan fácilmente con especies locales introducidas masivamente en campos y bosques (a modo de esta comparación vemos cuánto la langosta o el cerezo tardío ( Prunus serotina Ehrh) ocuparon fácilmente un lugar cada vez mayor en el ecosistema forestal después de su introducción, o cómo los pinos carrascos introducidos en Francia finalmente murieron debido a la helada de 1985 contra la cual no estaban genéticamente armados, mientras que este récord frío fue sólo del tipo de "diez años" ). Los híbridos son generalmente mucho menos fáciles de distinguir, lo que hace que el estudio de los efectos ecológicos de la contaminación genética sea difícil de evaluar, especialmente porque también puede dificultar o imposibilitar posteriormente el estudio de la historia ( filogeografía ), las adaptaciones y la evolución de las poblaciones receptoras . Para los biólogos evolutivos, equivalen a la destrucción de su objeto de estudio ”, señaló A. Dubois en 2008.

Algunas campañas introductorias envían un mensaje optimista pero poco realista al público (que es que la destrucción del medio ambiente causada por las actividades humanas sería reversible a bajo costo). Así, en particular, especies raras de árboles u otras plantas se han introducido comúnmente en muchos países a través de jardines públicos, jardines botánicos, jardines privados o plantaciones forestales. Luego, a menudo se demostró que se cruzaban con otras especies estrechamente relacionadas, convirtiéndose así en una fuente de contaminación genética.

Historia

Esta noción es relativamente reciente.

En la segunda parte del XIX °  siglo, las leyes de Mendel describen las principales reglas de la herencia . Hacen que los naturalistas, pero también los criadores y criadores entiendan que los cruces e hibridaciones dirigidos permiten que se seleccionen ciertas características de los individuos dentro de una especie. Luego, los criadores crean miles de nuevas líneas y variedades, sin preocuparse por los posibles efectos adversos de la difusión de los caracteres que han seleccionado.
Aproximadamente un siglo después (principios de la década de 1950 ), el descubrimiento del ADN y luego del ADN mitocondrial aclaró los mecanismos biomoleculares involucrados.
Luego, genetistas, médicos y ecólogos confirmaron la importancia de la diversidad genética, especialmente para la 'adaptación de individuos y especies a los cambios en su entorno y para la resiliencia ecológica . Los genetistas y ecologistas están confirmando gradualmente la vulnerabilidad de ciertas herencias genéticas de un linaje, de una especie, de especies simbiontes y de comunidades vivas y de los Vivos en su conjunto.

Al mismo tiempo, las formas dominantes de agricultura, silvicultura y cría de animales se estaban volviendo cada vez más intensivas, causando pérdidas significativas de diversidad genética silvestre. Las hibridaciones artificiales y las introducciones humanas de especies y genes de una región a otra, de un país a otro (incluso de una especie a otra con la invención de la transgénesis ) fueron siempre más numerosas y rápidas.

Las cuestiones de homogeneización genética y contaminación genética se convierten entonces en temas de estudio o incluso en una preocupación en campos como la biología de poblaciones y la genética de poblaciones , y para quienes estudian las cuestiones de la autóctona o la naturalidad . La contaminación genética es uno de los factores de pérdida de naturalidad y deriva de los sistemas agrícolas, forestales, ganaderos, cinegéticos y pesqueros (en relación con los objetivos de buen estado ecológico de restauración, protección y gestión de la biodiversidad promovidos por directivas europeas y cumbres internacionales) .
Si bien los antibióticos y plaguicidas pierden su eficacia y aparecen enfermedades emergentes o reemergentes, la contaminación genética también interesa a los epidemiólogos y ecoepidemiólogos .
En otro campo, es de interés para quienes se dedican a la ingeniería ecológica y / o quienes trabajan en programas de protección o reintroducción de especies amenazadas;

La contaminación genética es principalmente inducida por “cruces” ( introgresiones , hibridaciones, etc.) de poblaciones silvestres con líneas exóticas o domesticadas. Pueden ser causados ​​por el hombre o facilitados involuntariamente por él. Aunque los códigos de buenas prácticas para la introducción de organismos marinos o especies terrestres con controles fronterizos se han vuelto más estrictos (donde es relativamente fácil, es decir, en islas, y a menudo por razones de salud más que por herencia genética (en el Reino Unido o Australia, por ejemplo). ), las especies cultivadas (árboles incluidos) son objeto de selecciones y manipulaciones cada vez más extensas. La economía y el comercio mundial contribuye a acelerar el proceso de contaminación genética.

Si bien los OGM y la introducción de especies exóticas (en el bosque, por ejemplo, para adaptarlo al cambio climático o para cultivar especies de interés para la industria) plantean serias preocupaciones sobre los riesgos de contaminación genética, aparece la idea de un control controlado. riesgo ( gen terminador de OMG , repoblación razonada (en peces) o incluso el concepto de “Transferencia Razonada en Especies Introducidas” (TREC) en el bosque.

Tipos de contaminación genética

La naturaleza y el alcance de los fenómenos de contaminación genética varían según la especie en cuestión y las condiciones ambientales, por ejemplo:

• En el sector pesquero ; Surgen problemas de homogeneización genética y de introducción de genomas o de elementos de genomas más o menos exóticos y / o inadecuados para la vida silvestre. Las dos principales fuentes de diseminación de estos genes en el medio ambiente son la repoblación , así como las piscifactorías fugitivas y, en particular, las granjas de salmón en jaulas desde las que los peces de piscifactoría que escapan a la naturaleza pueden cruzarse con las cepas salvajes.
• En el sector de la apicultura , el mismo problema surge con la introducción crónica (y quizás ya a veces muy antigua) de cepas de abejas no locales o incluso francamente exóticas y los frecuentes traslados de reinas de un país a otro. De la cría, para mejorar la productividad de las abejas. colmenas de miel, en detrimento de la diversidad genética natural y la adaptación por selección natural de la abeja a su medio.
• Los productores de moluscos bivalvos se preocupan por la selección y la introducción. Los problemas graves se identifican por sus ostras silvestres (ostras cuyas poblaciones relicto seguir evolucionando y se diferencian a lo largo de la costa europea, pero con introgresión en relación con muchas de las transferencias realizadas a lo largo del XX °  siglo y competir por el 'espacio colonizado por los criadores de ostras que hace que la población silvestre a disminuir, con un número de reproductores efectivos disponibles tan bajo que probablemente contribuya a empeorar la endogamia y / o la posibilidad de nuevas introgresiones de genes exóticos en poblaciones silvestres, en detrimento de las probables necesidades de genes silvestres y diversificados que serán inducidos por el cambios globales que parecen acelerarse ( aumento de los mares , acidificación de los océanos , calentamiento , enfermedades emergentes , etc.) que afectarán tanto a las poblaciones silvestres de O. edulis como a muchos criadores que han cultivado y difundido líneas exóticas introduciendo i Nuevos microbios y parásitos que se propagan mucho mejor ya que encuentran menos resistencia debido a la pérdida de variabilidad y diversidad genética tanto en las poblaciones silvestres como en las cultivadas.
  En mejillones, se observaron algunas introgresiones de alelos de edulis en poblaciones de M. galloprovincialis en el Mediterráneo, que no son consistentes con las áreas de población actuales, lo que sugiere que ha habido movimientos poblacionales antiguos (¿migraciones a través de cascos de barcos? ¿O vinculadas a eventos glaciales previos?). En este tipo de casos, la introgresión es a priori adaptativa, explicada por un gen que juega un papel importante en la inmunidad (que codifica un péptido antimicrobiano, Mytilin B).
• En el campo de la caza , en Francia y en Europa, problemas similares surgen por la introducción (cada año durante varias décadas) de millones de aves ( patos , faisanes , perdices principalmente de granjas) en el medio silvestre para la caza recreativa . Se ha demostrado que esta población de "  repoblación " o destinada a "  apoyar " poblaciones de caza debilitadas es "una ruta importante de homogeneización genética" . Sin embargo, la pérdida de diversidad genética contribuye a la erosión de la biodiversidad y a la reducción de la capacidad de adaptación de las especies a enfermedades y cambios en su entorno. La “caza de repoblación” se produce a menudo a partir de huevos incubados en incubadoras. Estos huevos provienen de las propias líneas de un pequeño número de padres. Además, el animal introducido en el medio natural se benefició durante su crecimiento de una dieta artificial y fue criado con tratamientos veterinarios. Alejado de sus depredadores, no ha sido objeto de selección natural y, por tanto, se introduce en la naturaleza con posibles defectos genéticos.
  - Así, la perdiz roja Alectoris rufa ( Phasianidae ) originaria del suroeste de Europa es de caza y clasificada como caza sedentaria en Francia. Es muy "solicitado" por los cazadores franceses (y otros países). A pesar de las cuotas y las temporadas de caza más cortos y, desde 1986 "planes de gestión de la caza" aprobados por iniciativa de los CIV, esto sigue siendo de aves en declive (o ya ha desaparecido localmente) a partir de una gran parte de su área de distribución natural.  ; En Francia, la ONCFS “desde la década de 1900 (…) ha observado un declive geográfico de la especie al mismo tiempo que una disminución constante en el número en los departamentos donde era más abundante. La perdiz roja está en peligro (menos de 1 par / 100 hectáreas ) en 99 regiones agrícolas en más de un tercio de su superficie; en todos los demás lugares, las poblaciones están disminuyendo. La producción media fue de 11,5 perdices / km² en 1974 - 1980 , apenas un tercio de la cosecha en la década 1960 - 1970 . Hoy, la población de perdices rojas en Francia se estima en 300.000 parejas nidificantes en primavera ” contra varios millones anteriormente. Aunque considerada como una "especie vulnerable" por la ONCFS, esta perdiz sigue siendo objeto de caza extensiva (1.166.000 perdices muertas en Francia durante la temporada de caza 1983-84) y 1.732.000 cuatro años después (temporada 1998-1999). Por lo tanto, para satisfacer la demanda de los cazadores, sus poblaciones naturales se han " complementado  " constantemente durante varias décadas  con "existencias comerciales de especímenes criados en cautividad" . En Francia y en muchos países su reproducción y liberación en el medio silvestre están autorizadas (reproducción sujeta a autorización administrativa). Las liberaciones son siempre más frecuentes y afectan a un territorio cada vez más extenso, "incluso en las zonas donde no existe de forma natural" . Así, en 1984 se soltaron perdices en 37 departamentos (todos en el área de distribución natural de la especie), pero 12 años después (en 1998) se realizaron estas introducciones en 73 departamentos (el doble). En 1975 se soltaron 400.000 perdices rojas, frente al doble (800.000 / año) una década después y 2,5 millones en 1996 .
  Además, durante varias décadas, los criadores han realizado hibridaciones (voluntariamente) con la perdiz chukar ( Alectoris chukar originaria de Grecia , Chipre , Oriente Medio y Asia Oriental . Parte de estas operaciones está bien documentada y fechada por caza, ciencia o literatura administrativa, cuyo estudio sugirió que estos híbridos se habían distribuido ampliamente en Europa.
  Según la ONCFS, "parece obvio que las muestras reflejan más la abundancia de liberaciones que el 'estado de las poblaciones silvestres' , lo que dificulta la Estudiar su verdadera dinámica poblacional Para detectar una posible contaminación genética a escala europea, biólogos y gestores de la caza han utilizado la biología molecular para aislar y describir varios haplotipos del genoma actual de la perdiz roja en perdices desde Bretaña hasta Creta pasando por España e Italia . preparado para haplotipos de perdices rojas sacrificadas entre 1856 y 1934 y conservadas ( disecadas ) en museos (un haplotipo es un grupo de genes unidos entre sí y ubicados en el mismo cromosoma; cada haplotipo normalmente se transmite a la descendencia sin modificación durante la reproducción sexual ). La comparación mostró que en unas pocas décadas, la herencia genética de la perdiz roja salvaje estaba significativamente "contaminada" (en el espacio y el tiempo). El ADN del haplotipo mitocondrial de esta especie ha sufrido una introgresión generalizada de genes de la perdiz chukar (solo para el período moderno correspondiente a operaciones de "repoblación" , pero en todo el área de distribución de la especie donde ocurre. Es solo en Córcega donde el ADN mitocondrial de la perdiz roja parecía poco introgresada por la de la perdiz prima, pero una "  amplificación aleatoria del ADN polimórfico  " (a diferencia de los marcadores de microsatélites ) mostró que el ADN de la especie ya albergaba genes de híbridos chukar.
  Los autores de este estudio sugieren que todos los criadores deberían utilizar "  códigos de barras moleculares  " (rápidos y económicos) para caracterizar genéticamente a sus aves reproductoras. con el fin de reducir su contribución a la contaminación genética de la especie. También recomiendan una prohibición (que debe ser eficaz) de todas las importaciones de especies exóticas de "caza" y / o h ybrides.
  - El mismo fenómeno se observó en 2007 para otra especie de perdiz ( Alectoris graeca ), también víctima de contaminación genética por hibridación con la perdiz chukar.
• En el mundo de la bacteriología , esta noción se utiliza en particular para el estudio de los riesgos de transferencias (horizontales o verticales en bacterias o vía bacterias) de nuevos genes de una cepa transgénica (OMG) , en el contexto de 'estudios y evaluaciones científicas y la controversia y el debate sobre los organismos modificados genéticamente .
• En el campo de las agrobiotecnologías , la modificación de genotipos de especies domésticas (animales o vegetales) por cruzamiento es antigua, así como la introducción de genes modificados o de subespecies exóticas en la población silvestre de una región. La transgénesis introduce la posibilidad de transmitir un gen de una especie a otra, o incluso de un reino a otro, abriendo la puerta a nuevas formas de contaminación genética.

Apuestas

Son de diferente naturaleza:

• Bioseguridad  : cuanto más especies domesticadas se clonan, seleccionan, manipulan genéticamente y se crían en condiciones intensivas, más graves pueden ser los impactos (en la salud y en términos de dinámica poblacional ) de los individuos que se escapan accidentalmente de la agricultura o se liberan deliberadamente para la biodiversidad en el por un lado, y posiblemente para la seguridad alimentaria cuando las consecuencias son, por ejemplo, la proliferación de parásitos que se han vuelto resistentes a la mayoría de los plaguicidas utilizados contra ellos tanto en especies domesticadas como salvajes. Este ha sido el caso, por ejemplo, desde finales de la década de 1990 con los piojos del salmón para los salmónidos anfifalinos ( salmón , trucha de mar ).
• Existe el riesgo de un empeoramiento incluso acelerado de la erosión general de la biodiversidad, debido a una menor adaptación de la especie a su entorno y una menor resiliencia ecológica inducida por la contribución de alelos extraños, por ejemplo en las abejas. O en la silvicultura de árboles. plantados a gran escala y en forma de clones e híbridos como el álamo o el eucalipto por ejemplo. En Europa, observamos frecuentemente en especies silvestres de ánade real , jabalí , paloma bravía y codorniz ( Coturnix coturnix ), hibridaciones con los congéneres domésticos de estas especies, que son respectivamente el pato doméstico , el cerdo , la paloma doméstica y la codorniz japonesa. . Estos animales de origen doméstico que se introducen en las poblaciones silvestres son el resultado de la matanza o de la liberación conocida como “de repoblación”, “de caza” y “de primavera” para las necesidades de la caza. En los peces, la carpa común y, más recientemente, el salmón del Atlántico también pueden verse influenciados por el cruce con líneas modificadas de reproducción.
  En Asia, el gallo salvaje ( Gallus gallus ) puede reproducirse con gallinas domésticas y ver así modificados sus caracteres.
• Por el contrario, se teme otro riesgo; es la posibilidad de que los parientes especies o cerca de especies transgénicas cultivadas o criados en campos abiertos o en posible contacto con especies salvajes, a los productos por el cruce o la transferencia de genes, nuevo y exceso adaptado organismos , por ejemplo "super- hierba» resistente a un herbicida total y productor de insecticida Bt del que es más difícil deshacerse y que eventualmente podría volverse invasivo , o simplemente que las especies que han integrado un transgén colonizan ambientes naturales con impactos anormales en términos de presión selectiva (debido a la producción de Bt por ejemplo), y / o posiblemente hibridando con especies silvestres.
• Las especies introducidas por humanos presentan un mayor riesgo de volverse invasoras y, por lo tanto, de diseminar ampliamente sus genes, mientras que proporcionan solo una baja diversidad genética. Pueden contribuir a la contaminación genética cruzando con primos silvestres (o cultivados) si los hay en los territorios que colonizan;
• Cuestiones legales: los genes patentados plantean problemas de seguridad jurídica en el caso de una “presencia fortuita” en la producción de un agricultor o criador que no haya pagado por el derecho a disponer de ellos. Por tanto, un agricultor ecológico puede perder su etiqueta y ser demandado por el titular de los derechos. Por el contrario, los productores de genes transgénicos podrían ser atacados por no haber podido contener sus transgenes. El problema también surge de la persistencia de semillas viables en los campos después de un cultivo transgénico (por ejemplo, colza);
• Problemas organizativos para cultivos y ganadería. Para las plantas, buscamos realizar modelos predictivos de la dispersión de transgenes vía pólenes , al menos para algunas especies con fertilización anemófila para las que el modelado es más sencillo (ej. Colza y maíz o propágulos. Los primeros resultados invitan a crear y mantener procedimientos de aislamiento destinados a limitar la dispersión de pólenes o propágulos bajo control, incluso en bosques para rodales de semillas certificadas. Estos riesgos aún plantean cuestiones complejas de evaluación y precaución
• La contaminación genética también interfiere con la conservación de la naturaleza , la restauración de la ecología en particular al dificultar la labor de los conservatorios genéticos. Al modificar el transcriptoma (el resultado de la expresión génica) de las especies introgresadas, suele ser una causa de pérdida de las capacidades evolutivas adaptativas de las especies que son víctimas de él. Y en los raros casos en los que los genes introducidos son selectivamente favorables para los individuos que los portan, existe el riesgo de que unas pocas líneas dotadas de estos genes se conviertan rápidamente en dominantes en una población, reduciendo una vez más su diversidad y variabilidad genética.

OMG

La reciente industrialización del proceso, su generalización y el carácter más “comercial” y “patentado” de los genes utilizados ( resistencia a herbicidas por ejemplo) han cambiado la situación y los métodos de evaluación de riesgos; Varios interesados, incluidos los opositores a estas técnicas, hablan de "contaminación genética" para describir la distribución de caracteres cambiados de líneas de laboratorio a líneas silvestres o domesticadas (cultivadas bajo la etiqueta agricultura orgánica en particular etiqueta que prohíbe los organismos transgénicos) .

Sin embargo, la diseminación incontrolada de genes modificados no es el objetivo de los productores de OGM, ya que algunos organismos vegetales, por el contrario, están diseñados para no producir semillas fértiles, con el fin de asegurar un mercado de semillas cautivas.

Por tanto, esta difusión es de naturaleza accidental. El temor de quienes se oponen a los OGM es que pongan en peligro a las especies silvestres, supriman la variabilidad genética o representen un riesgo para la salud.

Medios para combatir la contaminación genética

Primero pasan por herramientas para el conocimiento y la medición de la contaminación genética. Generalmente se derivan de la biología molecular .

Por ello, en España se propuso en 2001 erradicar las perdices híbridas de la repoblación artificial mediante análisis genéticos, que al menos no agravarían la contaminación genética del estanque de supuestas o supuestas perdices "salvajes".

La herencia genética perdida no puede reconstituirse, pero si cesa el flujo de genes introducidos artificialmente, el juego de la selección natural parece, en ciertos casos, permitir la eliminación de genes que hacen que sus portadores no sean adecuados para su entorno. Esto requiere que los propios sistemas depredador-presa sigan existiendo. (Muchos grandes depredadores han desaparecido de las áreas más afectadas por la contaminación genética).

Notas y referencias

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Ver también

Artículos relacionados

• Repoblación
• Repoblación de caza
• Hibridación genética
• Diversidad genetica
• Biología de poblaciones
• Gestión de caza
• erosión genética
• Manejo de peces
• homogeneización genética
• homogeneización biótica
• Futuro

enlaces externos

Bibliografía