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Viabilidad genética

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La viabilidad genética es la capacidad de los genes presentes para permitir que una célula, organismo o población sobreviva y se reproduzca.[1]​[2]​ El término se usa generalmente para referirse a la posibilidad o capacidad de una población de evitar los problemas de endogamia. Con menos frecuencia, la viabilidad genética también se puede utilizar con respecto a una sola célula o a nivel individual.

La endogamia agota la heterocigosidad del genoma, lo que significa que hay una mayor probabilidad de que haya alelos idénticos en un locus.[1]​ Cuando estos alelos no son beneficiosos, la homocigosidad podría causar problemas para la viabilidad genética. Estos problemas podrían incluir efectos en la aptitud del individuo (mayor mortalidad, crecimiento más lento, defectos de desarrollo más frecuentes, menor capacidad de apareamiento, menor fecundidad, mayor susceptibilidad a enfermedades, menor capacidad para resistir el estrés, menor capacidad competitiva intra e interespecífica) o efectos sobre la aptitud de toda la población (tasa de crecimiento de la población deprimida, capacidad de recrecimiento reducida, capacidad reducida de adaptación al cambio ambiental).[3]​ Ver depresión endogámica. Cuando una población de plantas o animales pierde su viabilidad genética, aumenta su probabilidad de extinguirse.[4]​

Condiciones necesarias

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Para ser genéticamente viable, una población de plantas o animales requiere una cierta cantidad de diversidad genética y un cierto tamaño de población.[5]​ Para la viabilidad genética a largo plazo, el tamaño de la población debe consistir en suficientes parejas reproductoras para mantener la diversidad genética.[6]​ El tamaño de población efectivo preciso se puede calcular utilizando un análisis de población mínima viable.[7]​ Una mayor diversidad genética y un mayor tamaño de población reducirán los efectos negativos de la deriva genética y la endogamia en una población.[3]​ Cuando se han cumplido las medidas adecuadas, aumentará la viabilidad genética de una población.[8]​

Causas de disminución

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El cuello de botella de la población puede disminuir la viabilidad genética y provocar una posible extinción[3]​

La principal causa de una disminución de la viabilidad genética es la pérdida de hábitat.[4]​[9]​[10]​ Esta pérdida puede ocurrir debido, por ejemplo, a la urbanización o la deforestación que provocan la fragmentación del hábitat. Los eventos naturales como terremotos, inundaciones o incendios también pueden causar la pérdida de hábitat. Con el tiempo, la pérdida de hábitat podría provocar un cuello de botella en la población.[3]​ En una población pequeña, el riesgo de endogamia aumentará drásticamente, lo que podría conducir a una disminución de la viabilidad genética.[11]​ Si son específicos en sus dietas, esto también puede conducir al aislamiento del hábitat y restricciones reproductivas, lo que lleva a un mayor cuello de botella en la población y una disminución de la viabilidad genética.[8]​ La reproducción artificial tradicional también puede provocar una disminución de la viabilidad genética en algunas especies.[12]​[13]​

Conservación de la población

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La protección del hábitat está asociada con más riqueza alélica y heterocigosidad que en los hábitats desprotegidos. La fragmentación reducida del hábitat y el aumento de la permeabilidad del paisaje pueden promover la riqueza alélica al facilitar el flujo de genes entre poblaciones aisladas o más pequeñas.[14]​

La población viable mínima necesaria para mantener la viabilidad genética es donde la pérdida de variación genética debido al tamaño pequeño de la población (deriva genética) es igual a la variación genética obtenida mediante mutación.[15]​ Cuando el número de un sexo es demasiado bajo, puede ser necesario el cruzamiento para mantener la viabilidad.[16]​

Análisis

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Cuando la viabilidad genética parece estar disminuyendo dentro de una población, se puede realizar un análisis de viabilidad poblacional (PVA) para evaluar el riesgo de extinción de esta especie.[17]​[18]​[19]​ El resultado de un PVA podría determinar si se necesitan más acciones con respecto a la preservación de una especie.

Aplicaciones

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La viabilidad genética es aplicada por el personal de manejo de vida silvestre en zoológicos, acuarios u otros hábitats ex situ similares. Utilizan el conocimiento de la genética de los animales, generalmente a través de sus genealogías, para calcular el PVA y gestionar la viabilidad de la población.[20]​

Referencias

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  1. ↑ a b Hartl, Daniel L. (25 de junio de 2020). A Primer of Population Genetics and Genomics (en inglés) (4 edición). Oxford University Press. ISBN 978-0-19-886229-1. doi:10.1093/oso/9780198862291.001.0001. 
  2. ↑ Luo, L; Zhang, Y-M; Xu, S (10 de noviembre de 2004). «A quantitative genetics model for viability selection». Heredity (en inglés) 94 (3): 347-355. ISSN 0018-067X. doi:10.1038/sj.hdy.6800615. 
  3. ↑ a b c d Lacy, Robert C. (21 de mayo de 1997). «Importance of Genetic Variation to the Viability of Mammalian Populations». Journal of Mammalogy (en inglés) 78 (2): 320-335. ISSN 0022-2372. doi:10.2307/1382885. 
  4. ↑ a b Robert, Alexandre (19 de septiembre de 2011). «Find the weakest link. A comparison between demographic, genetic and demo-genetic metapopulation extinction times». BMC Evolutionary Biology (en inglés) 11 (1): 260. ISSN 1471-2148. PMC 3185286. PMID 21929788. doi:10.1186/1471-2148-11-260. 
  5. ↑ Tensen, Laura; van Vuuren, Bettine Jansen; du Plessis, Cole; Marneweck, David G. (1 de junio de 2019). «African wild dogs: Genetic viability of translocated populations across South Africa». Biological Conservation (en inglés) 234: 131-139. ISSN 0006-3207. doi:10.1016/j.biocon.2019.03.033. 
  6. ↑ Cegelski, C.C.; Waits, L.P.; Anderson, N.J.; Flagstad, O.; Strobeck, C.; Kyle, C.J. (1 de abril de 2006). «Genetic diversity and population structure of wolverine (Gulo gulo) populations at the southern edge of their current distribution in North Americawith implications for genetic viability». Conservation Genetics (en inglés) 7 (2): 197-211. ISSN 1572-9737. doi:10.1007/s10592-006-9126-9. 
  7. ↑ Nunney, L.; Campbell, K. A. (1993-07). «Assessing minimum viable population size: Demography meets population genetics». Trends in Ecology & Evolution 8 (7): 234-239. ISSN 0169-5347. PMID 21236157. doi:10.1016/0169-5347(93)90197-W. 
  8. ↑ a b Zhang, Baowei; Li, Ming; Zhang, Zejun; Goossens, Benoît; Zhu, Lifeng; Zhang, Shanning; Hu, Jinchu; Bruford, Michael W. et al. (2007-08). «Genetic viability and population history of the giant panda, putting an end to the "evolutionary dead end"?». Molecular Biology and Evolution 24 (8): 1801-1810. ISSN 0737-4038. PMID 17513881. doi:10.1093/molbev/msm099. 
  9. ↑ Vonholdt, Bridgett M.; Stahler, Daniel R.; Smith, Douglas W.; Earl, Dent A.; Pollinger, John P.; Wayne, Robert K. (2008). «The genealogy and genetic viability of reintroduced Yellowstone grey wolves». Molecular Ecology (en inglés) 17 (1): 252-274. ISSN 1365-294X. doi:10.1111/j.1365-294X.2007.03468.x. 
  10. ↑ Schroth, G. (Goetz) (2004). Agroforestry and biodiversity conservation in tropical landscapes. Island Press. p. 290–314. ISBN 1-4237-6551-6. OCLC 65287651. 
  11. ↑ Young, Andrew G. (Andrew Graham), 1965-; Clarke, Geoffrey M. (Geoffrey Maurice), 1960- (2000). Genetics, demography, and viability of fragmented populations. Cambridge University Press. ISBN 0-521-78207-4. OCLC 43641388. 
  12. ↑ Reisenbichler, Reginald R.; Rubin, Stephen P. (1 de agosto de 1999). «Genetic changes from artificial propagation of Pacific salmon affect the productivity and viability of supplemented populations». ICES Journal of Marine Science 56 (4): 459-466. 
  13. ↑ McClure, Michelle M.; Utter, Fred M.; Baldwin, Casey; Carmichael, Richard W.; Hassemer, Peter F.; Howell, Philip J.; Spruell, Paul; Cooney, Thomas D. et al. (2008). «Evolutionary effects of alternative artificial propagation programs: implications for viability of endangered anadromous salmonids». Evolutionary Applications (en inglés) 1 (2): 356-375. ISSN 1752-4571. PMC 3352443. PMID 25567637. doi:10.1111/j.1752-4571.2008.00034.x. 
  14. ↑ Dellinger, Justin A.; Gustafson, Kyle D.; Gammons, Daniel J.; Ernest, Holly B.; Torres, Steven G. (2020). «Minimum habitat thresholds required for conserving mountain lion genetic diversity». Ecology and Evolution (en inglés) 10 (19): 10687-10696. ISSN 2045-7758. PMC 7548186. PMID 33072289. doi:10.1002/ece3.6723. 
  15. ↑ Trail, Lochran W.; Brook, Barry W.; Frankham, Richard R.; Corey J.A., Bradshaw (January 2010). «Pragmatic population viability targets in a rapidly changing world». Biological Conservation 143 (1): 28-34. doi:10.1016/j.biocon.2009.09.001. 
  16. ↑ Piyasatian, N.; Kinghorn, B. P. (2003). «Balancing genetic diversity, genetic merit and population viability in conservation programmes». Journal of Animal Breeding and Genetics (en inglés) 120 (3): 137-149. ISSN 1439-0388. doi:10.1046/j.1439-0388.2003.00383.x. 
  17. ↑ Menges, Eric S. (1990). «Population Viability Analysis for an Endangered Plant». Conservation Biology (en inglés) 4 (1): 52-62. ISSN 0888-8892. doi:10.1111/j.1523-1739.1990.tb00267.x. 
  18. ↑ Beissinger, Steven R; McCullough, Dale R (2002). Population viability analysis (en inglés). University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-04177-3. OCLC 48100035. 
  19. ↑ Boyce, M S (1 de noviembre de 1992). «Population Viability Analysis». Annual Review of Ecology and Systematics (en inglés) 23 (1): 481-497. ISSN 0066-4162. doi:10.1146/annurev.es.23.110192.002405. 
  20. ↑ Robert C., Lacy (26 de diciembre de 2018). «Lessons from 30 years of population viability analysis of wildlife populations». Zoo Biology 38 (1). doi:10.1002/zoo.21468. 
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