¿Existen evidencias genéticas del cambio climático?

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.

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, reducción y alteración de hábitats, sobrepesca…etc.).

Las nuevas técnicas de la genética pueden ser muy útiles, no sólo para tratar de “revivir o resucitar” algunas especies ya extintas o en peligro de extinción (mediante su clonación a partir de material biológico bien conservado, como en el caso del mamut), sino para analizar un componente tan crítico para la supervivencia como es la variabilidad genética que presenta la población de una especie.

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.

Aprendiendo de otras migraciones

Afortunadamente, al margen de la intervención genética, los seres vivos presentan opciones para resistir al cambio climático sin extinguirse. Y aquí cabrían tres tipos de respuestas.

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 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.

Cambio climático: Aclimataciones sí; adaptaciones, quizás

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

Las técnicas de las 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 (diferencias sólo en la cantidad de ciertos ARNs o/y proteínas), o si son adaptaciones (donde habrá también diferencias en el ADN y podrían aparecer nuevos tipos de ARNs o proteínas). 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

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 como para seleccionar determinados variantes genéticos y producir verdaderas adaptaciones de la especie. Hasta ahora, el cambio climático sí habría determinado el cambio del funcionamiento de ciertos genes, es decir, aclimataciones de la especie 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?

Y más sobre el ADN y el calentamiento global

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. Ejemplo de ello es el caso de las poblaciones de aves, roedores o mosquitos… 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.

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 cultivo.

Y, finalmente, que los organismos modificados genéticamente (bacterias y vegetales, sobre todo) 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.

Manuel Ruiz Rejón

Universidad de Granada, Universidad Autónoma de Madrid.