Ejemplo Deriva génica

Murciélagos y su respuesta a la fragmentación de su habitad

La pérdida de bosques y selvas por efecto de la deforestación y el cambio de uso del suelo es un grave problema de conservación. La conversión de bosques a tierras agropecuarias ha transformado la cubierta vegetal en un paisaje heterogéneo, formando fragmentos de vegetación rodeados de pastizales, áreas de cultivos, vegetación secundaria, etc. A largo plazo, uno de los efectos más importantes de la fragmentación son los cambios genéticos de las poblaciones que han quedado aisladas.

En poblaciones reproductivas, la deriva génica provoca la pérdida de variación genética, al alterar las

frecuencias génicas debido al sesgo en el muestreo de los gametos; es decir, la fluctuación al azar de las frecuencias de los alelos da como resultado la homocigocidad (cromosomas que portan miembros

idénticos de cualquier par de genes), lo cual elimina la combinación heterocigótica.

En grandes poblaciones, la deriva génica es insignificante debido al flujo genético, pero en una población reproductiva pequeña los bajos números de la progenie pueden conducir a una disminución de la variación genética. Las alteraciones genéticas serán más probables y notorias en una población aislada. En esta nota se propone una clasificación de los murciélagos de Los Tuxtla Veracruz, México, de acuerdo con su respuesta a la fragmentación del hábitat.

En paisajes fragmentados con baja conectividad, el flujo genético entre las subpoblaciones disminuye, y la deriva génica aumenta. En México, la fragmentación, la deforestación y el cambio de uso del suelo son graves y evidentes. En Tuxtla, Veracruz, el índice de deforestación alcanza el 4.3%. La vegetación que cubría las montañas, se ha reducido a fragmentos rodeados de pastizales con árboles aislados, lo que afecta, como a la mayoría de las especies a los murciélagos disminuyendo su abundancia y diversidad. Los organismos con requerimientos especializados de hábitat son especialmente susceptibles a la extinción local, particularmente en los murciélagos, una distribución geográfica pequeña, o una baja proporción de la estructura del ala (alas cortas y anchas), independientemente, predicen el riesgo de extinción.

Ya que en los trópicos los murciélagos responden de diferente manera a la fragmentación, se proponen tres grupos para la comunidad de murciélagos de Tuxtla Veracruz, de acuerdo con su respuesta ante los cambios ambientales relacionados con las perturbaciones y la fragmentación del paisaje. Las especies se clasificaron tomando en cuenta: los tipos de hábitat donde han sido capturados y sus abundancias; también se consideró la estructura de la vegetación del hábitat. Entonces tenemos:

 Tipo I  Dependientesdel hábitat:

Son especies que habitan en la selva continua o en grandes fragmentos de selva. Son muy especializadas en su alimentación y requerimientos de hábitat, y las más sensibles a las modificaciones; no toleran espacios abiertos, ni volar fuera de la cobertura vegetal. En un paisaje fragmentado no visitan los pastizales con árboles y arbustos aislados o cultivos, ni la vegetación riparia que atraviesa los pastizales, quedando aisladas en los fragmentos y macizos de vegetación original.

Tipo II Vulnerables:

Son especies que, al igual que el grupo anterior, habitan en los fragmentos de selva, sin embargo, utilizan la vegetación riparia y corredores que atraviesan los pastizales, pero sin salir de su protección hacia campo abierto.

Tipo Adaptables:

Son especies generalistas, son las más resistentes, toleran la transformación del ambiente, y posiblemente se benefician con la fragmentación, ya que utilizan tanto selvas, como ambientes transformados y remanentes, vegetación riparia, vegetación secundaria e incluso árboles y arbustos aislados en los pastizales

En habitats fragmentados, la deriva génica o el flujo génico en poblaciones de murciélagos dependerá

principalmente de la especie y su comportamiento, del tamaño de la población, y del grado de aislamiento que la fragmentación y la conectividad del paisaje establezcan; el aislamiento y la poca variabilidad genética pueden deberse a la deriva génica. El efecto en la estructura genética, estará en función de la plasticidad de cada especie. 

Los murciélagos migratorios y del tipo III Adaptables: 

Por su capacidad de volar fuera de la cobertura vegetal, tienen mayor libertad de movimientos a pesar de las condiciones del habitat, así, en este grupo se promovería el flujo genético entre las poblaciones y subpoblaciones. En especies Tipo I, el aislamiento las perjudicará, sobre todo cuando el remanente no tenga el tamaño suficiente o los recursos para mantener a la población. Este grupo tiene mayor probabilidad de deriva génica, y si la transformación del hábitat es severa, estos murciélagos serían los más vulnerables a cambios en su estructura genética.

Link de imagen: http://animals.sandiegozoo.org/sites/default/files/2016-09/animals_hero_bats.jpg

Ejemplo Flujo genético.

Flujo genético entre maíz criollo, maíz mejorado y teocintle: Implicaciones para el maíz transgénico.

Maíz

La ingeniería genética se fundamenta en el cultivo de tejidos, proceso que hasido conocido desde hace muchos años. Fue a comienzos de los años 1960´s, cuando se regeneró la primera planta de maíz a partir de células vegetales, en tanto que la capacidad de insertar ADN en las plantas ha existido desde hace 10 años.

Para dar una idea genera, en la Figura 1 se presenta un esquema global de proceso.

Mediante la polinización se obtienen plantas que producen el material vegetativo necesario para el cultivo de tejidos. La mayoría de las técnicas emplean embriones inmaduros como blanco potencial para la introducción del ADN ajeno al organismo. Cuando se les coloca en los medios de cultivo apropiados, los embriones comienzan a formar callo. Ciertas técnicas practican la introducción del ADN ajeno en esta fase. En cuaquiera de los casos, una vez que se ha insertado este ADN en las células, debe haber un mecanismo para seleccionar las células transformadas, mediante el cual se obtengan subconjuntos de células que puedan ser sometidas al proceso de regeneración. Esto se logra cuando las células en un medio de cultivo que contenga una agente de selección, como un herbicida o antibiótico. 

Las células que sobreviven son entonces transferidas a los medios de cultivo apropiados y se desarrollan brotes de tejido verde. Los brotes son luego transferidos a otro medio para formar plántulas, las cuales pueden ser retiradas del medio de cultivo y plantadas por primera vez en el suelo. Más tarde son trasplantadas a un invernadero y, si todo sale bien, maduran para convertirse en plantas completas. En este punto tenemos una planta transgénica. Esa planta se cultiva hasta llegar a la madurez para producir semillas, las cuales se convierten en la base de las subsiguientes generaciones y ensayos de este material nuevo.

Componentes transgénicos

La Figura 2 presenta un esquema simplificado de lo que se está introduciendo en el genoma del maíz en el proceso de la ingeniería genética. El "vector", como se le llama por su función de trasmitir un gen, tiene diversos componentes, simples. Algunos se usan porque normalmente insertamos el vector en una bacteria que sirve como una especie de "fábrica biológica" que replica el vector muchas veces.

Otros nos permiten seleccionar células bacterianas que contienen el vector, de tal modo que podemos producir suficientes copias para emplearlas en la ingeniería genética. Como se mencionó, es necesario este sistema de marcaje para hacer la elección de los vectores adecuados. El segmento de ADN nuevo en el vector tiene que ser controlado por un promotor que lo active en los tejidos apropiados.

Además de lo anterior, la mayoría de los genes requieren algún tipo de señal de terminación que detenga la transcripción de ese segmento de ADN.

Reguladores de los genes, marcadores y genes reporteros. Lo más importante para la discusión de la ingeniería genética es el conjunto de componentes que incluye la secuencia del ADN de interés y los segmentos subordinados que regulan su expresión. Además de un gen marcador de selección, es necesario el gen para la característica de interés. El gen del carácter se puede colocar en el mismo vector o en otro separado, el cual se transforma y se introduce en la misma planta: en general, cada gen debe tener su propio promotor y terminador.

Técnicas de transferencia de genes.

En los últimos años, las investigaciones de ingeniería genética han seguido tresmétodos básicos para la transferencia de transgenes a los cultivos:

•  La electroporación de protoplastos
•  La transferencia mediada por Agrobacterium
•  El bombardeo de partículas

En el caso del maíz, que si bien la electroporación de protoplastos es una tecnología muy adecuada para estudiar la expresión general de los genes en las células de maíz transformadas, no ha sido muy útil como parte de un sistema de aplicación eficiente, sencillamente porque los protoplastos de maíz son difíciles de regenerar para convertirse en plantas fértiles. De los otros dos métodos, la “pistola de genes” es probablemente el método preferido para el maíz, pero hay informes recientes de la transformación del arroz con Agrobacterium y hay optimismo encuanto a que se puedan encontrar cepas similares para usarlas en la transformación del maíz.

TEOCINTLE

Distribución del teocintle. Las poblaciones de teocintle existentes en la naturaleza se limitan a dos regiones. Una es la vertiente occidental de México y América Central, en la zona subtropical de temporada seca, con lluvias estivales, que se encuentra a una altitud de entre 800 (a veces 500) y 1,800 m sobre el nivel del mar, y la segunda es la de la Mesa Central de México (1,650- 2,000 m sobre el nivel del mar), también con lluvias estivales. La población de teocintle en el Valle de México (2,200-2,450 m sobre el nivel del mar) y sus extensiones en Puebla y el Valle de Toluca son una anomalía. La vegetación está constituida por matorrales espinosos deciduos o bosques. El teocintle, una planta silvestre muy variable, tiene grupos anuales y perennes. Los anuales que producen semilla, todos ellos diploides (2n = 20) se encuentran en ocho grupos de población geográficamente aislados, seis en México y dos en Guatemala.