LOS CÓDIGOS DE ADN Y LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA MUNDIAL
Por: Andrés López Rubio*
A pesar del panorama tan oscuro sobre la pérdida de diversidad biológica del planeta y ante la necesidad imperativa de inventariar la mayor cantidad posible de especies, las herramientas de la biología molecular se han acercado a áreas más tradicionales de la biología para complementar los estudios en biodiversidad.
Y precisamente gracias a los avances alcanzados por la Biología molecular desde principios de la década de los ochenta, actualmente los investigadores pueden obtener ADN a partir de las muestras de tejido muy pequeñas ¡llegando inclusive a obtener ADN a partir de fragmentos de la pata de un mosquito!
En la actualidad, las técnicas y equipos usados para determinar la secuencia de bases nucleotídicas (ATGC) permiten en cuestión de pocas horas conocer con exactitud la secuencia de un gen. Gran parte de la información genómica es almacenada en bases de datos públicas, los cual permite un avance en el manejo de la información.
Pero es bueno ahondar en la suscitada diversidad biológica. Esta hace referencia a las diferentes especies que habitan en el planeta. La estimación de la diversidad biológica es de gran importancia para un país o una región, ya que es una forma de conocer su riqueza, y es un medio para conocer los recursos biológicos que posee un lugar y de los cuales podemos obtener algún beneficio.
Y las consecuencias de las actividades humanas sobre el medio a lo largo del tiempo han afectado sensiblemente y de forma negativa las condiciones necesarias para mantener a las especies que habitan en un lugar determinado. Los países en vías de desarrollo son paradójicamente aquellos que poseen la mayor cantidad de especies sobre el planeta, sin embargo existe un alto grado de vulnerabilidad en los ecosistemas y las especies que habitan en ellos. En el caso Colombiano, gran parte de la diversidad biológica se encuentra en la región andina, la cual es la más densamente poblada del país.
Y como algo particular, los esfuerzos llevados a cabo para el estudio de la diversidad no han sido pocos, pero hasta hace muy poco el país no contaba con políticas que dirigieran y enfatizaran las zonas claves que fuesen protegidas y conservadas. Una de las grandes limitantes para el estudio de la diversidad ha sido el factor económico, la mayoría de los países en vías de desarrollo carecen de programas de investigación a largo plazo que permitan llevar a cabo estudios sistemáticos; es decir, siguiendo una metodología consistente a lo largo de los años de acuerdo a la zona de estudio y el grupo focal de especies estudiadas, lo cual ha traído como consecuencia que nuestro país tenga estudios pequeños o muy específicos en escalas de tiempo que a veces no son comparables y no permiten hacer un monitoreo de la diversidad a lo largo del tiempo.
Adicionalmente, a la falta de presupuesto, existen otros factores como la falta de personal altamente calificado en la identificación y asignación de nombre a las especies, así como la correcta disposición y preservación de los especímenes estudiados. La falta de este tipo de personal obedece a una tendencia mundial en la que muchos especialistas están por retirarse de su carrera y no existe un relevo que acceda al conocimiento que éstas personas acumularon durante su larga vida académica. Esta tendencia se debe a que la Taxonomía, la ciencia a la cual se dedican dichos especialistas, se ha visto relegada por avances científicos en áreas como el estudio del desarrollo (Embriología), la Genética, el estudio del sistema inmune (Inmunología) y ciencias relacionadas en general con los avances en Biología Celular y Molecular.
En consecuencia, las colectas de material biológico implican una inversión de dinero en la logística y trabajo de campo, así como su correcta preservación. En muchas colecciones de material biológico se ha perdido información de colecta, ha habido mala preservación o falta de un espacio físico que tenga unas condiciones ambientales que eviten la degradación del material. Lo museos que albergan colecciones entomológicas son la memoria de la riqueza biológica de un país, su contenido es un patrimonio así como lo son los sitios arqueológicos. Es de vital importancia preservar la memoria biológica ya que es la evidencia de la diversidad biológica de los recursos. Más importante aún es conocer esta riqueza, ya que un pueblo que no conozca sus recursos no sabrá cómo manejarlos y preservarlos para generaciones futuras.
Desde la década de los noventa ha ocurrido un enorme auge en la producción de secuencias de ADN como resultado de estudios de genomas de especies, genética de poblaciones, evolución, caracterización genética de rasgos y enfermedades entre otros. Para estudios de biodiversidad y evolución se ha usado extensivamente el genoma de la mitocondria. Esta es una organela presente en las células de todos los seres vivos (excepto bacterias y virus), y tiene la titánica función de proveer constantemente de energía a la célula. El genoma de esta organela está compuesto por 13 genes que producen proteínas encargadas de mantener los procesos de transferencia energética en la célula.
Curiosamente nuestras mitocondrias son heredadas directamente de nuestras madres, siendo entonces útiles para poder trazar historias de linajes de una especie, tal como sucedió con la nuestra donde se consiguió localizar el origen de la especie hasta África. Aprovechando la gran cantidad de información de genes mitocondriales disponibles en bases de datos como la del NCBI (National Center for Biotechnology Information) Investigadores como Paul Hebert, del Instituto de Biodiversidad de Ontario, Canadá decidieron comenzar a usar masivamente una porción del gen mitocondrial denominado comúnmente “COI” para caracterizar especies. De la misma forma como en la actualidad un código de barras permite obtener la información de un producto, esta iniciativa ha recibido el nombre de “Códigos de Barras de ADN” o “DNA barcodes”.
Afortunadamente, esta podría ser una de las soluciones que aceleraría el proceso de adquisición e inventario de la biodiversidad y realizar innumerables tipos de diagnósticos biológicos, moleculares y ecológicos. Se trata también de una aplicación práctica ya que al tener genotipificadas secuencias de especies con interés económico podríamos, por ejemplo, saber la procedencia de maderas, de un alimento, de especies exóticas. Los códigos de barras podrían ayudar al control en el comercio ilegal de la biodiversidad. En el mismo sentido, en el campo clínico, los códigos de barras de ADN permitirían identificar con rapidez especies de parásitos y vectores de enfermedades, lo que ayudaría en el diagnóstico y posterior tratamiento de enfermedades como la Malaria y el Dengue, las cuales presentan alta incidencia en zonas tropicales; el consorcio de esta iniciativa fundada y financiada por el Gobierno de Canadá ha logrado “genotipificar” en zonas de conservación en Costa Rica casi todos los peces que representan algún interés económico. Aves, mosquitos, hongos y parásitos. La idea del consorcio es tener la mayor cantidad de especies genotipificadas al cabo de pocos años.
Las críticas a esta iniciativa no se han hecho esperar, la mayoría proceden de la comunidad científica, en especial de algunos taxónomos ya que aducen que se trata de una metodología reduccionista, debido a que una especie no se puede caracterizar únicamente con base en la porción de un gen. A pesar de esta posible falencia, los códigos de barras han demostrado su utilidad para caracterizar especies y se espera en unos pocos años poder miniaturizar la información en un dispositivo electrónico toda la información genética de la diversidad mundial para tener un artefacto. En teoría, este artefacto podría, con una pequeña muestra de tejido, obtener el ADN, posteriormente obtener el fragmento del gen “COI” y la identidad de la especie. Esto podría sonar como algo salido de un capítulo de ciencia ficción pero ya el mundo cuenta actualmente con microchips que almacenan secuencias de ADN, ya disponibles en el mercado para cualquier investigador molecular.
4 Diciembre de 2009
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* Andrés López Rubio es biólogo de la Universidad de Antioquia y candidato a Doctorado en Genética Evolutiva de la misma institución. Ha publicado artículos científicos y de revisión en innumerables revistas tanto nacionales como internacionales sobre genética de poblaciones y sistemática molecular de insectos. Es investigador asociado al grupo “Sistemática Molecular” de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, al grupo “Control de Enfermedades Tropicales” de la Universidad de Antioquia y al grupo “Estudios Ambientales INTEGRA” del Tecnológico de Antioquia Institución Universitaria.