En todo el mundo, las poblaciones de muchas especies amadas están disminuyendo a un ritmo creciente. Según una sombría proyección, hasta el 40 % de las especies del mundo podrían extinguirse para 2050. De manera alarmante, muchas de estas disminuciones son causadas por amenazas para las que existen pocas soluciones.

Numerosas especies ahora dependen de los programas de reproducción de conservación para su supervivencia. Pero estos programas normalmente no alientan a las especies a adaptarse y sobrevivir en la naturaleza junto a amenazas intratables como el cambio climático y las enfermedades.

Esto significa que algunas especies ya no pueden existir en la naturaleza, lo que provoca importantes efectos posteriores en el ecosistema. Considere, por ejemplo, cómo un arrecife de coral tendría dificultades para funcionar sin corales.

¿Y si hubiera otra manera? Mis colegas y yo hemos desarrollado un método de intervención que tiene como objetivo brindar a las especies en peligro de extinción las características genéticas que necesitan para sobrevivir en la naturaleza.

Llevar la teoría a la práctica

Durante generaciones, la selección natural permite que las especies se adapten a las amenazas. Pero en muchos casos hoy en día, la velocidad a la que se desarrollan las amenazas está superando la capacidad de adaptación de las especies.

Este problema es especialmente evidente en la vida silvestre amenazada por enfermedades infecciosas emergentes, como la quitridiomicosis en los anfibios, y en especies afectadas por el clima, como los corales.

El conjunto de herramientas que mis colegas y yo desarrollamos se llama "intervención genética dirigida" o TGI. Funciona al aumentar la aparición o frecuencia de características genéticas que afectan la aptitud de un organismo en presencia de la amenaza. Describimos el método en un artículo de investigación reciente.

El conjunto de herramientas involucra selección artificial y biología sintética. Estas herramientas están bien establecidas en agricultura y medicina, pero relativamente no probadas como herramientas de conservación. Los explicamos con más detalle a continuación.

Muchas herramientas en nuestro kit de herramientas TGI se han discutido en teoría en la literatura de conservación en las últimas décadas. Pero los rápidos avances en la secuenciación del genoma y la biología sintética significan que algunos ahora son posibles en la práctica.

Los desarrollos han facilitado la comprensión de la base genética de las características que permiten a una especie adaptarse y manipularlas.

¿Qué es la selección artificial?

Los seres humanos han utilizado durante mucho tiempo la selección artificial (o fenotípica) para promover características deseables en animales y plantas criados para compañía o alimento. Esta alteración genética ha dado lugar a organismos, como los perros domésticos y el maíz, que son radicalmente diferentes de sus progenitores salvajes.

La selección artificial tradicional puede generar resultados, como altas tasas de consanguinidad, que afectan la salud y la resiliencia del organismo y no son deseables para la conservación. Si alguna vez ha tenido un perro de pura raza, es posible que conozca algunos de estos trastornos genéticos.

Y cuando se trata de la conservación, determinar qué individuos de una especie son resistentes a, digamos, un patógeno mortal implicaría exponer al animal a la amenaza, lo que claramente no beneficia la preservación de la especie.

Los científicos de la industria ganadera han desarrollado un nuevo enfoque para sortear estos problemas. Llamada selección genómica, combina datos del trabajo de laboratorio (como un ensayo de enfermedades) con la información genética de los animales para predecir qué individuos tienen características genéticas conducentes a la adaptación.

Estos individuos luego son elegidos para la reproducción. A lo largo de las generaciones posteriores, aumenta la capacidad de una población para sobrevivir frente a amenazas generalizadas.

La selección genómica ha dado lugar a salmones y ganado resistentes a las enfermedades que producen más leche y toleran mejor el calor. Pero aún no se ha probado en conservación.

¿Qué es la biología sintética?

La biología sintética es un conjunto de herramientas para promover el cambio en los organismos. Incluye métodos como la transgénesis y la edición de genes, que se pueden utilizar para introducir genes nuevos o perdidos o modificar características genéticas específicas.

Recientes herramientas de biología sintética, como CRISPR-Cas9, han causado revuelo en el mundo médico y también están comenzando a llamar la atención de los biólogos conservacionistas.

Tales herramientas pueden modificar con precisión características genéticas específicas en un organismo individual, haciéndolo más capaz de adaptarse, mientras dejan intacto el resto del genoma. Las modificaciones genéticas luego se transmiten a las generaciones posteriores.

El método reduce la probabilidad de cambios genéticos no deseados que pueden ocurrir con la selección artificial.

Los métodos de biología sintética se están probando actualmente para la conservación en múltiples especies en todo el mundo. Estos incluyen el castaño y los hurones de patas negras en los Estados Unidos y los corales en Australia.

Estoy trabajando con investigadores de la Universidad de Melbourne para desarrollar enfoques TGI en ranas australianas. Estamos probando estos enfoques en la icónica rana corroboree del sur y planeamos extenderlos a otras especies si resultan efectivos.

En todo el mundo, la enfermedad quitridiomicosis está devastando las poblaciones de ranas. Causada por el hongo patógeno Batrachochytrium dendrobatidis , ha provocado la extinción de unas 90 especies de ranas y la disminución de otras 500.

Muchas especies de ranas ahora dependen de la reproducción de conservación para su supervivencia continua. No existe una solución efectiva para restaurar las ranas susceptibles al quitridio en la naturaleza, porque el hongo no se puede erradicar.

Mirando hacia adelante

Al igual que con muchos enfoques de conservación, es probable que la intervención genética dirigida implique compensaciones. Por ejemplo, las características genéticas que hacen que una especie sea resistente a una enfermedad pueden hacerla más susceptible a otra.

Pero la rápida tasa de declive de las especies significa que deberíamos probar estas posibles soluciones antes de que sea demasiado tarde. Cuanto más tiempo estén ausentes las especies de un ecosistema, mayor será la posibilidad de cambios ambientales irreversibles.

Cualquier intervención genética de este tipo debe involucrar a todas las partes interesadas, incluidos los pueblos indígenas y las comunidades locales. Y se debe tener precaución para garantizar que las especies sean aptas para la liberación y no representen un riesgo para el medio ambiente.

Al traer el concepto de TGI a la atención del público, el gobierno y otros científicos, esperamos estimular la discusión y fomentar la investigación sobre sus riesgos y beneficios.