Elaborado por Materia para OpenMind Recomendado por Materia
5
Inicio ¿Existen evidencias genéticas del cambio climático?
18 enero 2021

¿Existen evidencias genéticas del cambio climático?

Tiempo estimado de lectura Tiempo 5 de lectura

Uno de los problemas más importantes a los que actualmente se enfrenta la humanidad es el calentamiento global, que estaría propiciado principalmente por el aumento de dióxido de carbono en la atmósfera, debido a la quema de combustibles fósiles. Dadas las graves consecuencias que puede tener este calentamiento, se están analizando extensamente los posibles efectos y respuestas que provocaría en los seres vivos.

Y aquí es donde se están tratando de utilizar los estudios genéticos para analizar estos posibles efectos, e incluso poder predecirlos y encontrar soluciones y paliativos. En particular, es interesante preguntarse si los efectos del cambio climático han llegado a lo más profundo de los organismos, es decir a los genes.

Los seres vivos no están inermes frente al cambio climático. Concretamente pueden presentar tres tipos de respuestas.

Migraciones frente a cambio climático 

En primer lugar, la migración desde las zonas donde aumenta la temperatura hacia zonas más frías en latitud o altitud. Analizando diversos marcadores genéticos (segmentos de ADN con una ubicación física identificable) actuales de los organismos, se pueden ver, por ejemplo, los movimientos de colonización ocurridos tras el último periodo glacial (desde hace 12.500 años), como en el caso de muchos organismos marinos y terrestres. También se han podido rastrear las migraciones que han tenido lugar después de la Pequeña Edad de Hielo, que duró desde la Edad Media hasta la mitad del siglo XIX. Esto es lo que sucedió, por ejemplo, con los zorros en islas del Norte de Europa. Incluso más recientemente, algunos estudios genéticos llevados a cabo en pieles de bacalao pescado durante el siglo XX, han sido útiles para analizar los procesos de migración en los mares de Groenlandia. De todos estos estudios surgen ideas aplicables al mantenimiento y recuperación de las especies que migran como consecuencia del calentamiento hoy en día.

BBVA-OpenMind-Manuel Rejón-Existen evidencias genéticas del cambio climático-ray-hennessy-La migración es un viaje que las aves, los peces y otros animales emprenden cada cierto tiempo por exigencias de la alimentación o la reproducción.
Muchas aves migratorias están modificando sus calendarios de migración o, directamente, eliminándolos para adaptarse a las nuevas condiciones climáticas de sus hábitats

Aclimataciones y adaptaciones 

Las otras dos respuestas de los organismos frente al calentamiento global son: la aclimatación y la adaptación.

Las técnicas llamadas “ómicas” derivadas de la genética (genómica, transcriptómica, proteómica…) comienzan a distinguir si los cambios fenotípicos (morfológicos, fisiológicos, de comportamiento…) que están ocurriendo en los organismos como consecuencia del cambio climático son aclimataciones (debidas sólo a cambios en la expresión de los genes), o si son adaptaciones (debidas a cambios en la constitución genética de las poblaciones mediante la aparición de nuevos variantes o de nuevas combinaciones de los variantes preexistentes). De momento, la mayoría de las investigaciones ponen de manifiesto que los posibles cambios de los organismos frente al cambio climático son más bien aclimataciones, habiendo pocas evidencias de verdaderas adaptaciones genéticas. Donde más se está investigando la aparición de estas posibles adaptaciones genéticas al cambio climático es en organismos de ciclos de vida cortos. Tal es el caso de insectos como moscas, mosquitos, mariposas… en cuyas poblaciones se están encontrando posibles cambios en genes como los que tienen relación con el estrés térmico-los genes heat-shocks- o la muerte celular- los genes de apoptosis- aunque más bien los cambios parecen ser poligénicos.

BBVA-OpenMind-Evidencias genéticas del cambio climático-Grolar-El deshielo en el Ártico está poniendo en contacto especies que antes jamás habrían coincidido en el mismo espacio geográfico. Es el caso de los osos polares, que pasan cada vez más tiempo en tierra a falta de zonas heladas en verano, y de los osos pardos, que ascienden latitudes gracias a que mejora el clima en las cimas
El deshielo en el Ártico ha dado lugar a lo que los científicos llaman una hibridación, el Grolar, fruto de la mezcla de un oso polar y un oso pardo, antes distanciados por el clima. Fuente: Wikimedia

Basándose en esta conclusión provisional, algunos autores defienden que no existen todavía datos genéticos suficientes que apoyen la existencia de un calentamiento global contundente y sostenido en el tiempo. O sea, defienden que el calentamiento global, no es todavía un factor lo suficientemente fuerte o duradero como para haber seleccionado determinados variantes genéticos y producir verdaderas adaptaciones de las especies. Hasta ahora, el cambio climático sí habría determinado el cambio del funcionamiento de ciertos genes, es decir, aclimataciones de las especies al nuevo clima.

Pese a ello, y contra la idea de que las aclimataciones serían respuestas a muy corto plazo de los seres vivos y que no se heredan, se abre la posibilidad de que algunas de ellas, las debidas a modificaciones epigenéticas en el ADN (como las metilaciones) se puedan heredar y “servir”, al menos durante varias generaciones, para resistir al cambio climático ¿Mientras “llegan” las verdaderas adaptaciones?

La genética contra las extinciones 

En la actualidad se están acelerando las tasas de extinción de los organismos, aunque este efecto no se puede atribuir únicamente al cambio climático, ya que contribuyen también otros factores (eliminación directa, reducción y alteración de hábitats, sobrepesca…etc.).

Las nuevas técnicas de la genética pueden ser muy útiles, para tratar de “revivir- resucitar” algunas especies ya extintas o en peligro de extinción . Esto es algo que se puede intentar mediante su clonación a partir de material biológico-núcleos, ADN- bien conservado, o editando mediante técnicas tan actuales como la CRISPR el genoma de especies emparentadas con las que se pretende des-extinguir. Este es el caso de los mamuts donde, por un lado se trata de encontrar células bien conservadas de mamuts con los que llevar a cabo la clonación en hembras de elefante, o por otro se trata de editar el genoma de los elefantes acercándolo al del mamut.

OpenMind_Mamut_3
El elefante asiático es el pariente vivo más cercano del mamut. Crédito: Atharva Damle

Pero antes de llegar a este punto de difícil retorno, las nuevas técnicas de análisis genéticos-las ómicas-, se están utilizando para analizar un componente tan crítico para evitar la extinción como es la variabilidad genética que presenta las poblaciones de las especies. Así, se ha determinado, por ejemplo, que de las más de 64.000 especies de vertebrados estudiadas por la UICN en 2012, más del 10% están en peligro de extinción por el conjunto de factores ya mencionados; y de ellas, la mayoría presentan una reducción importante en su variabilidad genética. Es necesario tomar medidas para frenar este deterioro genético. Para ello, puede ser útil la utilización de diversas herramientas de la llamada genética de la conservación: reproducción in vitro de especies en peligro de extinción, congelación de embriones y óvulos, introducción de reproductores en poblaciones con pocos efectivos, bancos de ADN etc.

El calentamiento global, las enfermedades y los ecosistemas 

Un efecto particular y no desdeñable del cambio climático es el que puede ejercer sobre la salud y la enfermedad en la especie humana. Y es que, además de los efectos directos del calentamiento sobre la humanidad (como los problemas respiratorios y alérgicos, por ejemplo), también puede actuar sobre la dispersión de vectores de enfermedades epidémicas, como gripe, peste o malaria e incluso Covid-19. Ejemplo de ello es el caso de las poblaciones de aves, roedores o mosquitos, murciélagos… La genética avisa, por ejemplo en el caso de la gripe, de que algunos brotes (como el mal llamado “de la gripe española”, a principios del siglo XX) pudieron estar relacionados con la reducción del tamaño de las poblaciones y de la variabilidad genética del vector o vectores del virus, como patos, gansos y otras aves salvajes. Y en el caso de la Covid-19, se está poniendo de manifiesto mediante estudios genéticos que el coronavirus causante ha podido estar circulando en los murciélagos desde hace décadas, por lo que ha habido tiempo para que las actuaciones humanas, incluyendo el cambio climático, han podido alterar la distribución de estos vectores y sus contactos con otros animales que a su vez lo han podido transmitir a los humanos.

Además, los estudios genéticos pueden contribuir a otros dos aspectos importantes en relación con el cambio climático. En primer lugar, para aclarar la respuesta frente al cambio climático de muchas bacterias y microorganismos. El picoplancton, por ejemplo, cuyo metabolismo ha permanecido hasta ahora desconocido, ya que no se podía cultivar. Ahora, gracias a las “ómicas” ya mencionadas se puede caracterizar su metabolismo y su posible papel frente al cambio climático, sin necesidad de su cultivo. Finalmente, los organismos modificados genéticamente (bacterias y vegetales, sobre todo, pero también animales) pueden servir para luchar contra efectos del cambio climático como la sequía o el aumento en dióxido de carbono de la atmósfera, e incluso para recuperar ecosistemas degradados o alterados.

Un caso especial de ecosistema que se está tratando de recuperar mediante estas técnicas es el de los arrecifes de coral que actualmente se están viendo afectados por el aumento de temperatura del agua del mar y por su acidificación, estando estos fenómenos ligados al aumento de dióxido de carbono en la atmósfera y luego en el océano. El resultado de estos procesos es que grandes zonas de tales arrecifes se están blanqueando y degradando, debido sobre todo a que las algas simbiontes que viven con el coral no pueden resistir tales condiciones y emigran o mueren. Con ello los corales además de perder su color pierden parte de su fuente de alimentación y mueren. Y con la muerte del coral, “muere” todo el ecosistema que alberga: diversos invertebrados, peces, plantas etc. De hecho, en torno a los arrecifes coralinos se desarrolla una parte importante la biodiversidad marina. Para tratar de luchar contra este deterioro se está intentando recuperar algunas zonas ya afectadas “sembrándolas” con corales de otras zonas con genotipos resistentes a los efectos mencionados del cambio climático. Y asimismo, se está estudiando la posibilidad de utilizar las técnicas CRISPR para modificar los genomas de los propios corales o los de las algas para hacerlos resistentes a las nuevas condiciones medioambientales.

Manuel Ruiz Rejón

Universidad de Granada, Universidad Autónoma de Madrid.

Publicaciones relacionadas

Comentarios sobre esta publicación

Escribe un comentario aquí…* (Máximo de 500 palabras)
El comentario no puede estar vacío
*Tu comentario será revisado antes de ser publicado
La comprobación captcha debe estar aprobada