Un investigador del Instituto Internacional de Investigación del Arroz transfiere nuevos especímenes de arroz dentro de su banco de genes de arroz en Filipinas. Jens Aznar / AFP / Getty Images Es prácticamente imposible introducir la idea de los bancos de genes sin mencionar la historia bíblica de Noé. La figura del Antiguo Testamento amontonó a dos de cada animal en un enorme bote de madera para sobrellevar una inundación catastrófica. Llegaron las lluvias el barco llevó su preciosa carga por encima de las olas y todo lo demás se ahogó en las profundidades. Después de que las aguas finalmente retrocedieron, los animales desembarcaron para repoblar un devastado, Tierra anegada.
Ya sea que tome esta historia como un hecho o un mito, La empresa de Noah comparte muchas similitudes sorprendentes con los esfuerzos actuales para establecer bancos de genes . Esta vez no hay barcos gigantes de madera, y el alcance va mucho más allá de la captura de ganado y animales exóticos. En lugar de, los investigadores se ocupan de recolectar muestras genéticas de miles de plantas y animales y almacenarlas en bóvedas congeladas.
De un organismo genes son esencialmente sus planos, hebras de ADN minuciosamente detalladas en cada célula viva. Al congelar adecuadamente este material genético, podemos conservar los planos para las edades venideras.
Por un lado estos esfuerzos están muy de acuerdo con los de Noah. Actualmente hay más de 900 especies de animales en peligro de extinción en el planeta, según el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU. En lugar de enfrentar un diluvio de Dios, están en gran parte amenazados por las condiciones provocadas por siglos de expansión humana, explotación y contaminación. Si preservamos sus genes ahora, Los científicos creen que más adelante seremos capaces de reintroducirlos mediante la clonación. Igualmente, muchas especies de cultivos también están amenazadas.
Pero los bancos de genes son más que un sistema de respaldo global para la próxima vez que la raza humana borre accidentalmente un archivo importante. Al recopilar los planes maestros genéticos para las plantas y los animales del planeta, estamos en mejores condiciones de estudiar el funcionamiento interno del mundo natural.
En este artículo, veremos los esfuerzos actuales para recolectar y almacenar los genes de las criaturas vivientes de la Tierra, desde cultivos alimentarios y vida silvestre extinta hasta perfiles de ADN de poblaciones humanas enteras. Se podría decir que estamos ahorrando para un día lluvioso.
La Estación de Introducción a la Planta Regional Central del Norte en Iowa cataloga más de 10, 000 variedades de maíz. Imágenes de Aurora / Getty Si te detienes y miras la civilización que te rodea, es probable que veas algunas vistas realmente asombrosas:aviones y rascacielos tocando las nubes, las redes eléctricas y los sistemas de carreteras entrecruzan la tierra y las redes de comunicación invisibles que cubren gran parte del planeta. Sin embargo, todos nuestros mayores logros en la ciencia, el arte y la filosofía se remontan a un avance crucial:la agricultura doméstica. Cuando los primeros humanos finalmente comenzaron a abandonar el estilo de vida de la caza y la recolección para la vida permanente y el cultivo de cultivos, finalmente tuvieron tiempo para dedicarse a gran parte de lo que hemos llegado a conocer como cultura humana.
Si bien los primeros humanos dependían de una variedad de recursos vegetales y animales que se recolectaban, Desde entonces, hemos llegado al punto en que campos masivos sostienen un solo cultivo alimenticio que alimenta a millones. Esto pone nuestro suministro de alimentos en una situación muy delicada. ¿Qué sucede si el cambio climático introduce nuevas plagas o hace que un área sea inhóspita para una cosecha en auge anterior? ¿Qué pasa si las enfermedades o los desastres naturales y provocados por el hombre la aniquilan? Al almacenar los genes detrás de estos cultivos, nos proporcionamos un respaldo:dinero en el banco, por así decirlo.
Pero los principales cultivos comerciales no son las únicas especies que los investigadores recolectan en los bancos de genes. Tome la papa común, por ejemplo. No es la única papilla en el congelador:los investigadores almacenan miles de tubérculos de diferentes partes del mundo para proteger las papas fritas y los Tater Tots del futuro. Si aparece una enfermedad que se dirige a una de las principales especies alimentarias de tubérculos, tal vez otro, las especies menos conocidas servirán como un reemplazo adecuado o contendrán información genética esencial para diseñar una especie resistente.
Por supuesto, plantas llenan nuestras farmacias así como nuestros platos. Los bancos de genes nos permiten prepararnos para futuras incógnitas mediante la protección de plantas que algún día podrían desempeñar un papel crucial en el desarrollo de nuevos medicamentos. Esta es solo una razón más para proteger no solo las plantas que usamos, pero también protege global biodiversidad conservando el resto. Esto incluye más de 500 especies de plantas de todo el mundo catalogadas como en peligro por el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU. Quién sabe qué droga maravillosa hay ahí fuera en este momento, sin descubrir en una parte en peligro de extinción de la selva tropical del Amazonas?
El concepto de almacenamiento de genes de plantas no es nada nuevo. Los agricultores han almacenado semillas para asegurar cosechas futuras durante miles de años. Hoy dia, los bancos de semillas de todo el mundo trabajan para registrar y almacenar los planos genéticos de los cultivos, especialmente aquellos que son cultivos alimentarios vitales. Algunos de estos son propiedad del gobierno, otros son operados por organizaciones privadas e internacionales. Para obtener una descripción detallada de estas operaciones, lea Cómo funcionan los bancos de semillas.
Los botánicos pueden preservar el material genético de dos formas. Un método consiste en secar y congelar las semillas a temperaturas más o menos similares a las de un invierno típico. Algunas semillas pueden sobrevivir en este estado durante décadas, pero eventualmente requieren descongelar y volver a crecer para proporcionar frescura, semillas vitales. Sin embargo, si las semillas se congelan en la parte inferior, criónico temperaturas todo movimiento molecular se detiene. Si bien este segundo método es mucho más caro que la congelación normal, aumenta enormemente la vida útil del material genético de una planta.
Actualmente más de 1, 400 bancos de genes de todo el mundo almacenan semillas y muestras de genes de cientos de plantas diferentes [fuente:Popular Science].
Pero, ¿qué pasa con la vida animal del planeta? En la página siguiente, veremos algunos de nuestros esfuerzos para proteger a los animales en peligro de extinción y resucitar a los extintos.
Un investigador almacena criogénicamente semen de panda en la base de investigación de cría de pandas gigantes de Chengdu. Imágenes de Liu Jin / AFP / Getty Si bien los bancos de semillas generalmente dan prioridad a las plantas de cultivo ampliamente cultivadas, Los científicos que buscan almacenar genes animales se enfocan en una dirección diferente:especies al borde de la extinción. Si esto suena como una empresa relativamente pequeña, Considere que el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU. enumera actualmente más de 900 especies en peligro de extinción. Si continúan las tendencias actuales, los científicos predicen más de 1, 000 especies de mamíferos se enfrentarán a la extinción en los próximos 30 años [fuente:The Frozen Ark Project].
Varios programas están trabajando para preservar los genes de animales en peligro de extinción. La base de investigación de cría de pandas gigantes de Chengdu en China mantiene huevos, muestras de esperma y otros tejidos de pandas y otras especies nativas conservadas en cámaras frigoríficas. El Frozen Ark Project del Reino Unido ha asumido la misión de crear una red de bancos de genes similares en todo el mundo dedicados a los animales en peligro de extinción.
Los científicos de la India han llevado la idea un paso más allá al trabajar para eventualmente reintroducir al guepardo indio en la naturaleza. más de medio siglo después de su extinción. Si bien los investigadores carecen de tejido conservado criogénicamente, han podido recolectar tejidos de piel y huesos de museos y zoológicos. Esperan llenar los vacíos genéticos estudiando los genes de poblaciones similares de guepardos en el Irán actual.
Sin embargo, los científicos no han pasado por alto por completo a los animales domésticos. Algunos bancos de genes se han propuesto documentar y almacenar el ADN de las principales razas de ganado. El Departamento de Agricultura y Desarrollo Rural del Reino Unido fundó un archivo de semen para salvaguardar los perfiles genéticos de los carneros en Gran Bretaña e Irlanda del Norte.
Para preservar la información genética de los animales, los científicos deben congelar criogénicamente diversas muestras de esperma, huevos, cabello, piel y sangre de las especies de destino para ofrecer la mejor posibilidad de clonación futura. Lograr esto, los científicos usarían una hembra de una especie relacionada como madre sustituta. Tomarían uno de los óvulos de la madre sustituta y lo fusionarían con una célula del animal que se iba a clonar. La madre lo haría en efecto, dar a luz a otra especie, lo que la convierte en una madre biológica, pero no genético. Para obtener más información sobre este proceso, lea Cómo funciona la clonación.
¿Funcionaría este proceso? Los científicos ya han demostrado que se puede. El 8 de enero 2001, Científicos estadounidenses anunciaron el nacimiento de un bebé gaur , un gran buey en peligro de extinción originario de India y Asia. La madre del gaur, sin embargo, era una vaca común.
Aún faltan años para el uso generalizado de esta técnica para repoblar el planeta con animales extintos y en peligro de extinción. A corto plazo, Estos bancos de genes permiten a los científicos estudiar especies en peligro de extinción y aprender la mejor manera de mantenerlas en el futuro.
Pero, ¿qué pasa con las especies responsables de tantas de estas casi extinciones? No debería sorprender que los científicos también estén preservando materiales genéticos humanos. Los bancos de esperma en los que los médicos congelan el semen para su uso en inseminación artificial son un buen ejemplo.
Otros bancos de genes, como el proyecto deCODE de Islandia, almacenar material genético humano para investigación médica. China está trabajando actualmente para recopilar y almacenar los datos genéticos de los residentes en la ciudad de Taizhau. Los investigadores ya han recogido muestras de 10, 000 personas y esperamos recolectar un total de 5 millones [fuente:BBC News].
Continuamente, los humanos están cargando sus arcas congeladas. Los hemos escondido en las montañas heladas de Noruega, los enterró en bóvedas subterráneas; incluso se habla de enviar bancos de genes a la luna. ¿Algún día necesitaremos estos reservorios genéticos para reconstruir un planeta devastado por desastres naturales o provocados por el hombre?
Con suerte nunca tendremos que averiguarlo. Explore los enlaces en la página siguiente para aprender más sobre las maravillas genéticas detrás de la vida.
Fuentes
