Contaminación xenética

A contaminación xenética ou polución xenética é un temo usado para referirse ao fluxo xénico incontrolado cara a poboacións silvestres. Defínese como "o espallamento de xenes alterados contaminados procedentes de organismos modificados xeneticamente por enxeñaría a organismos naturais, especialmente por polinización cruzada", pero acabou por ser usado en sentido máis amplo. Está relacionado co concepto de fluxo xénico da xenética de poboacións, e o rescate xenético, o cal é o material xenético introducido intencionalmente para incrementar a fitness ou aptitude dunha poboación. Denomínase contaminación xenética cando afecta negativamente a fitness dunha poboación, como por medio da depresión híbrida e a introdución de fenotipos non desexados que poden levar á extinción da poboación.
Os biólogos conservacionistas e os activistas conservacionistas utilizaron o termo para describir o fluxo xénico que vai desde as especies domésticas, as que se volveron de novo silvestres, e as especies non nativas cara ás especies autóctonas silvestres, que eles consideran como non desexable. Promoven aumentar a consciencia dos efectos de especies invasoras introducidas que poden "hibridarse coas especies nativas, causando contaminación xenética". No campo da agricultura, o agroforestal e a gandaría, o termo polución xenética úsase para describir os fluxos xénicos entre especies modificadas por enxeñaría xenética e os seus parentes silvestres. O uso da palabra "polución" ou "contaminación" pretende transmitir a idea de que mesturar as informacións xenéticas é malo para o medio ambiente, pero dado que a mestura de información xenética pode causar diversos resultados, "polución" ou "contaminación" poden non ser sempre os descritores máis axeitados. Fluxo xénico cara a poboacións silvestres
Algúns biólogos conservacionistas e activistas do ecoloxismo levan utilizando o termo contaminación xenética desde hai varios anos para describir o fluxo xénico desde unha especie introducida (non nativa), unha subespecie invasora, poboacións domésticas ou transformadas por enxeñaría xenética cara a unha poboación autóctona silvestre.
Importancia
A introdución de material xenético na poza xénica ou acervo xénico dunha poboación pola intervención humana pode ter efectos positivos ou negativos sobre as poboacións. Cando o material xenético é introducido intencionadamente para incrementar a fitness dunha poboación, isto chámase rescate xenético. Cando o material xenético se introduce de forma non intencionada nunha poboación, isto chámase contaminación xenética e pode afectar negativamente a fitness dunha poboación (primariamente pola depresión híbrida), introduce outros fenotipos non desexados ou teoricamente leva á súa extinción.
Especies introducidas
Unha especie introducida é aquela que non é nativa dunha determinada poboación que se trae á mantenta ou accidentalmente a un novo ecosistema. Os efectos da súa introdución son moi variables, pero se unha especie introducida ten un impacto negativo importante no seu novo ambiente, pode considerarse unha especie invasora. Un exemplo é a introdución de escaravellos cerambícidos de longos "cornos" asiáticos en América do Norte, que se detectou por primeira vez en 1996 en Brooklyn, Nova York. Crese que estes escaraellos foron introducidos en cargamentos descargados por barcos nos portos. Os escaravellos son moi daniños para o medio ambiente, e estímase que causan danos no 35 % das árbores urbanas, sen incluír os bosques naturais. Eses escaravellos poden causar graves danos á madeira das árbores polos túneles que crean nos troncos as larvas. A súa presenza no ecosistema desestabiliza a estrutura da comunidade, tendo unha influencia negativa en moitas especies do sistema.
Con todo, as especies introducidas non son sempre disruptivas para o medio ambiente. Tomás Carlo e Jason Gleditch da Universidade do Estado Penn atoparon que o número de plantas "invasivas" Lonicera (madresilvas, chuchameles) na área correlacionábase co número e diversidade de paxaros na rexión de Happy Valley de Pensilvania, o que suxire que as plantas Lonicera introducidas e as aves establecían unha relación mutuamente beneficiosa. A presenza deste tipo de plantas introducidas estaba asociada cunha maior diversidade da poboación de aves na área, o que demostraba que as especies introducidas non son sempre daniñas para un determinado medio ambiente e isto depende completamente do contexo.
Especies invasoras
As especies invasoras supoñen un perigo de fluxo xénico e contaminación xenética cara ás especies autóctonas, que se considera indesexable. Por exemplo, TRAFFIC é a rede de monitorización do comercio de vida silvestre internacional que traballa para limitar o comercio con plantas e animais silvestres para que non sexan unha ameaza para os obxectivos conservacionistas (nin pola súa extracción dos ecosistemas de procedencia nin pola súa introdución en ecosistemas novos). Promove a concienciación dos efectos das especies invasoras introducidas que poden "hibridarse coas especies nativas, causando contaminación xenética". Ademais, o Joint Nature Conservation Committee, o conselleiro regulamentario do goberno británico, afirmou que as especies invasoras "alterarán o acervo xenético (un proceso chamado polución xenética), que é un cambio irreversible. " As especies invasoras poden invadir tanto poboacións nativas grandes coma pequenas e ter un profundo efecto. Despois da invasión, as especies invasoras hibrídanse coas especies nativas para formaren híbridos estériles ou máis adaptados evolutivamente que poden superar na competencia ás poboacións nativas. As especies invasoras poden causar extincións de pequenas poboacións en illas que son particularmente vulnerables debido á súa menor cantidade de diversidade xenética. Nestas poboacións, as adaptacións locais poden ser alteradas pola introdución de novos xenes que poden non ser axeitados para pequenos ecosistemas insulares. Por exemplo, a planta Cercocarpus traskiae da illa Catalina da costa de California case se extingue e só quedou unha soa poboación dela debido á hibridación da súa descendencia con Cercocarpus betuloides.
Poboacións domésticas
O aumento do contacto entre poboacións silvestres e domesticadas de organismos pode orixinar interaccións reprodutivas que son prexudiciais para a capacidade das poboacións silvestres de sobrevivir. Unha poboación silvestre é a que vive en áreas naturais e non é coidada de forma reguar polos humanos. Isto contrasta coas poboacións domesticadas que viven en áreas controladas polo ser humano e están de forma habitual e historicamente en contacto cos seres humanos. Os xenes de poboacións domesticadas engádense aos das poboacións silvestres como resultado da reprodución. En moitas poboacións de plantas agricolas isto pode ser o resultado de que o pole viaxe desde os cultivos ás plantas silvestres da mesma especie dos arredores. No caso de animais de granxa, esta reprodución pode ocorrer como resultado de animais que escaparon ou foron liberados.
Un exemplo ben coñecido deste fenómeno é o fluxo xénico entre lobos e cans domesticados. The New York Times cita, en palabras do biólogo Luigi Boitani, o seguinte: "Aínda que os lobos e os cans sempre viviron en estreito contacto en Italia e presumiblemente apareáronse no pasado, o novo elemento preocupante, en opinion do Dr. Boitani, é o incremento na disparidade do seu número, o cal suxire que a interhibridación se fará máis común. Como resultado, a 'polución xenética do acervo xénico do lobo podería acadar niveis irevesibles', advertiu. 'Por hibridación, os cans poden absorber doadamente os xenes dos lobos e destruír o lobo, como tal, ' dixo. O lobo podería sobrevivir como un animal similar ao can, mellor adaptado a vivir preto da xente, dixo, mais non sería 'o que hoxe chamamos lobo. '"
Acuicultura
A acuicultura é a práctica de criar animais acuáticos para o seu consumo. Esta práctica é cada vez máis común para a produción de salmón (acuicultura de salmónidos). Un dos perigos desta práctica é a posibilidade de que salmóns domesticados se escapen dos seus recintos. A frecuencia destes casos de escapes está sendo cada vez maior a medida que a acuicultura é cada vez máis común. As estruturas das granxas de peixes poden non ser efectivas para manter no seu interior o enorme número de animais en crecemento que albergan. Os desastres naturais, as mareas altas e outros sucesos ambientais poden tamén causar escapes deste tipo. A razón pola que estas fugas se considerann perigosas é o impacto que supoñen para as poboacións silvestres coas cales se reproducen unha vez escaparon. En moitos casos a poboación silvestre experimenta unha diminución da probabilidade de supervivencia despois de reproducirse con poboacións de salmón domesticado.
O Departamento de Pesca e Vida Salvaxe de Washington cita que "as preocupacións xeralmente expresadas sobre o salmón atlántico escapado inclúen a competición co salmón nativo, a predación, transferencia de enfermidades, hibridación e colonización. " Un ninforme feito por esa organización en 1999 non atopou que o salmón escapado supuxese un risco significativo para as poboacións salvaxes.
Cultivos agrícolas
As plantas agrícolas, a pesar da súa domesticación durante moitos anos, estas plantas non están polo de agora tan afastadas dos seus parentes silvestres como para que non poidan reproducirse se crecen xuntas. Moitas plantas agrícolas aínda crecen nas áreas onde se orixinaron e o fluxo xénico entre elas e os seus parentes silvestres afecta a evolución das poboacións silvestres. Os granxeiros poden evitar a reprodución entre as diferentes poboacións plantando os seus cultivos en momentos do ano nos que non se vai producir unha coincidencia entre a súa floración e as dos seus parentes silvestres. As plantas de cultivo domesticadas cambiaron pola selección artificial e a enxeñaría xenética. Porén, a estrutura xenética de moitas plantas de cultivo é diferente da das plantas silvestres relacionadas, pero canto máis próximas crecen máis probable é que pasen a compartir xenes a partir do intercambio de pole. Así, o fluxo xénico persiste entre ambas.
Organismos modificados xeneticamente
Os organismos modificados por enxeñaría xenética foron modificados xeneticamente no laboratorio e, polo tanto, son distintos dos criados por selección artificial. Nos campos da agricultura, silvicultura e gandaría, a polución xenética dáse polo fluxo xénico entre as especies modificadas e os seus parentes silvestres.
Un uso temperán do termo "polución xenética" neste último senso apareceu nunha revisión de amplo alcance dos efectos ecolóxicos potenciais da enxeñaría xenética na revista The Ecologist en xullo de 1989. Foi tamén popularizado por conservacionistas como Jeremy Rifkin no seu libro de 1998 The Biotech Century. Aínda que a hibridación intencionada entre dúas variedades xeneticamente distintas descríbese como hibridación coa subseguinte introgresión de xenes, Rifkin, que desempeñara un papel líder no debate ético durante década anterior, usou o termo polución xenética para describir o que el consideraba eran problemas que podían ocorrer debido ao proceso accidental de que organismos modificados xeneticamente (OMX) (modernamente) espallasen os seus xenes no ambiente natural ao cruzárense con plantas ou animais silvestres.
A maioría do millo e soia cultivadas no mediooeste dos Estados Unidos están xenéticamente modificados. Hai variedades de millo e soia que son resistentes a herbicidas como o glifosato e o millo produce o pesticida neonicotinoide en todos os seus tecidos, o que podería ser un risco para animais como as abellas. Estas modificacións xenéticas pretenden incrementar o rendemento das colleitas pero hai poucas evidencias de que o rendemento realmente se incremente. O risco de fluxo xénico entre os OMX e as poboacións silvestres é outra preocupación. Moitas malas herbas poden facerse resistentes a herbicidas por este fluxo xénico e despois poderán crecer entre os cultivos. Deben facerse máis investigacións para comprender canto fluxo xénico ocorre entre as plantas modificadas e as poboacións naturais, e o impacto da mestura xenética.
Organismos mutados
As mutacións dentro dos organismos poden ser realizadas polo proceso de expoñer os organismos a compostos químicos ou radiacións para xerar mutacións. Isto fíxose con plantas para crear mutantes que tivesen algún carácter desexado. Estes mutantes poden despois hibridarse con outros mutantes ou individuos non mutados para manter o carácter mutado. Porén, de xeito similar ao dos riscos asociados coa introdución de individuos nun determinado medio ambiente, a variación creada por individuos mutados pode ter tamén un impacto negativo sobre as poboacións.
Medidas preventivas
Desde 2005 existe un Rexistro de Contaminación GM, creado por GeneWatch UK e Greenpeace International que rexistra todos os incidentes de liberación intencionada ou accidental de organismos modificados xeneticamente usando técnicas modernas.
Co propósito de protexer a propiedade das sementes modificadas, desenvolvéronse as tecnoloxías de restrición de uso xenético, pero estas poderían ser tamén beneficiosas para impedir a dispersión de transxenes. As tecnoloxías GeneSafe introduciron un método que se acabou por coñecer como "Terminator. " Este método está baseado en usar sementes que producen plantas estériles. Isto impediría o movemento de transxenes a poboacións silvestres, xa que a hibridación non sería posible. Porén, esta tecnoloxía nunca foi aplicada porque afecta de forma desproporcionadamente negativa aos agricultores dos países en desenvolvemento, que gardan parte das sementes para utilizalas para plantar o seguinte ano (mentres que nos países desenvolvidos, é máis frecuente que os agricultores compren sementes ás compañías que producen sementes).
Tamén se utilizou a contención física para impedir o escape dos transxenes. A contención física comprende barreiras como filtros nos laboratorios, pantallas nos invernadoiros e distancias de illamento nos campos. As distancias de illamento non sempre tiveron éxito, como no caso do escape de transxenes dun campo illado á natureza silvestre na planta resistente a herbicidas Agrostis stolonifera.
Outro método suxerido que se aplica especificamente á protección de caracteres (por exemplo, resistencia a patóxenos) é a mitigación. A mitigación implica ligar o carácter xenético positivo (beneficioso para a fitness) a outro carácter que é negativo (daniño para a fitness) para os individuos silvestres pero non para os domesticados. Nese caso, se o carácter de protección chegaba a introducirse nunha mala herba, o carácter negativo tamén sería introducido e faría diminuír a fitness global da mala herba e reduciría a posibilidade de reprodución do individuo e así da propagación do transxene.
Riscos
Non todos os organismos modificados xeneticamente causan contaminación xenética. A enxeñaría xenética ten unha variedade de usos e defínese especificamente como a manipulación directa do xenoma dun organismo. A contaminación xenética pode ocorrer en resposta á introdución dunha especie que non é nativa nun determinado ambiente, e os organismos modificados xeneticamente son exemplos de individuos que poderían causar contaminación xenética. Debido a estes riscos, realizáronse estudos para avaliar os riscos de contaminación xenética asociada con este tipo de organismos: Nun estudo xenético de 10 anos de duración de catro tipos de plantas de cultivo, ningunha das plantas modificadas por enxeñaría mostraron ser máis invasivas ou máis persistentes que outras similares convencionais. Un exemplo a miúdo citado de contminación xenética é o presunto descubrimento de transxenes de millo modificado no millo tradicional autóctono en Oaxaca, México. O informe de Quist e Chapela, foi despois desacreditado polo seu procedemento metodolóxico. A revista científica que publicou orixinalmente o estudo concluíu que "a evidencia dispoñible non é suficiente para xustificar a publicación do artigo orixinal. " Os intentos máis recentes de replicar os estudos orixinais concluíron que o millo modificado xeneticamente estaba ausente do sur de México en 2003 e 2004.
Un estudo de 2009 verificou os descubrimentos orixinais do controvertido estudo de 2001, atopando transxenes en aproximadamente o 1 % das 2000 mostras de millo silvestre de Oaxaca, México, a pesar de que a revista Nature se retractara do estudo de 2001 e un segundo estudo non conseguira repetir os descubrimentos do estudo inicial. O estudo atopou que os transxenes son comúns nalgúns campos, pero non existen noutros, o que explica por que un estudo previo non conseguira atopalos. Ademais, non todos os métodos de laboratorio conseguían atopar os transxenes.
Un estudo de 2004 realizado preto dun campo de Oregón onde se ensaiaba unha variedade modificada xeneticamente da planta Agrostis stolonifera revelou que o transxene e o seu carácter asociado (resistencia ao herbicida glifosato) podería transmitirse pola polinización anemófila a plantas residentes de especies diferentes do xénero Agrostis ata unha distancia de 14 km do campo de ensaio. En 2007, a Scotts Company, produtora desa planta modificada xeneticamtne, acordou pagar unha indemnización civil de 500. 000 dólares ao Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA). O USDA alegou que Scotts "non conseguiu realizar un ensaio de campo en Oregón en 2003 de maneira que se asegurase que nin a planta A. stolonifera tolerante ao glifosato nin a súa descendencia persistirían no medio ambiente".
Non só hai riscos por causa da enxeñería xenética senón tamén en casos de hibridación de especies. Na antiga Checoslovaquia, introducíranse cabras montesas (Ibex) procedentes de Turquía e o Sinaí para promover alí a poboación de Ibex, o cal causou a formación de híbridos ente os Ibex turcos e os do Sinaí que parían as crías demasiado rápido na xestación, o que causou que a poboación completa desaparecese completamente. Os xenes de cada unha das poboacións estaban localmente adaptadas ao seu ambiente en Turquía e no Sinaí, así que cando as puxeron xuntas nun novo ambiente non prosperaron. Adicionalmente, o custo ambiental que se pode orixinar pola introdución dunha nova especie pode ser tan disruptiva que o ecosistema xa non pode soster certas poboacións. Controversia
Perspectivas ambientalistas
O uso da palabra "polución" ou "contaminación" neste termo ten unha connotación negativa deliberda e preténdese que transmita a idea de que a mestura de información xenética é mala para o medio ambiente. Porén, como a mestura de información xenética pode levar a unha variedade de resultados, "polución" pode non ser o descritor máis axeitado. O fluxo xénico non é desexable segundo algúns ambientalistas e ecoloxistas, incluíndo grupos como Greenpeace, TRAFFIC e GeneWatch UK. Pode tamén considerarse non desexable se leva a unha perda de fitness nas poboacións silvestres. O termo pode atoparse asociado co fluxo xénico desde unha variedade mutante, organismo sintético ou organismo modificado xeneticamente por enxeñaría a un organismo non modificado, por aqueles que consideran este fluxo xénico prexudicial. Estes grupos ecoloxístas mantéñense en completa oposición co desenvolvemento e produción de organismos modificados xeneticamnte.
Definición gobernamental
Desde unha perspectiva gobernamental, A Organización para a Alimentación e a Agricultura da ONU define a polución xenética como segue:
Perspectivas científicas
O uso do termo "polución xenética" e frases similares como deterioración xenética, inundación xenética (genetic swamping), absorción xenética (genetic takeover), e agresión xenética, foron debatidas polos científicos, xa que moitos non as consideran cientificamente apropiadas. Rhymer e Simberloff argumentan que este tipo de termos: Recomendan que o fluxo xénico procedente de especies invasoras se denomine mestura xenética, xa que: