Variación genética

Los genes son fragmentos de material genético (ADN, Ácido Desoxirribonucleico; o ARN, Ácido Ribonucleico) que poseen todos los seres vivos (Figura 1), en ellos se encuentra la información necesaria para que cualquier planta, animal, hongo o microorganismo pueda sobrevivir, desarrollarse y reproducirse¹. La variación de los genes, o también conocida como la variabilidad/variación genética, es el resultado de las relaciones entre los individuos y formas de vida (especies); también es el producto de la acción de mecanismos que ocurren a lo largo de la vida, llamados procesos evolutivos².

Los procesos evolutivos pueden aumentar o disminuir la variación genética según su naturaleza, los más importantes son: el flujo genético, deriva genética y selección natural. La reproducción azarosa (entre individuos no emparentados) dentro y entre poblaciones de una misma especie aumenta el movimiento de genes (flujo genético) e iguala la variación genética de las poblaciones entre las que ocurre el flujo; también mantiene la cohesión genética (identidad de un grupo de organismos que le permite cambiar o evolucionar en el tiempo), por lo que entre más flujo genético exista entre las poblaciones de un organismo, es mejor. Si las poblaciones no tienen flujo genético incrementa la reproducción entre individuos relacionados (primos, hermanos, tíos) y aumenta la endogamia, causando la expresión de enfermedades, reducción de fertilidad, menor sobrevivencia y extinción a largo plazo, lo que se conoce como vórtice de la extinción (Figura 2²).

Por su parte, la deriva genética provoca la pérdida de variación genética y la formación de grupos genéticos (estructura genética) que con el tiempo pueden evolucionar independientemente. Un dato importante es que la deriva es mayor cuando las poblaciones son pequeñas y aisladas. Cuando el flujo genético es bajo, los grupos genéticos se van separando con mayor fuerza, por lo que el flujo y la deriva son fuerzas evolutivas contrarias que definen la variación de genes y cómo estos se distribuyen dentro y entre las poblaciones (estructura genética) (Figura 2).

Finalmente, la selección natural es un concepto que se estudia desde la secundaria, pero ¿qué es? La selección natural es un proceso que explica la “selección” de unos pocos individuos que poseen variantes genéticas asociadas a las variantes morfológicas en una misma especie y que le dan ventaja en la sobrevivencia y reproducción a ese individuo portador sobre los otros individuos de la población. Cuando estas variantes ventajosas son seleccionadas, es decir, sobreviven y se heredan a los hijos, van aumentando en abundancia en la población hasta que son la variante dominante ³(Figura 3).

La acción de todos estos procesos evolutivos a la vez y a lo largo del tiempo genera cambios en la variación genética y su distribución (estructura genética). En general, las poblaciones con mayor variación genética tienen más probabilidades de resistir y responder a cambios y presiones en su ambiente. Contrariamente, aquellas con una muy baja variación genética tienen pocas oportunidades de adaptarse y sobrevivir, por lo que están prácticamente destinadas a desaparecer y perderse para siempre (Figura 2). Por esta razón es fundamental conocer la variabilidad genética. No es suficiente conservar aspectos morfológicos agradables a la vista que aparentemente representan salud y belleza. Tampoco es suficiente centrarse en resguardar poblaciones grandes con baja variación, pues muy probablemente pronto expresarán rasgos o características que reducirán la sobrevivencia y continuación de las próximas generaciones.

Por ello, un aspecto clave para la conservación de la variedad de vida, de ambientes y de los servicios que generan esos ambientes, es el mantenimiento de la variación genética, mediante la identificación de grupos genéticos para establecer unidades de manejo (grupos de poblaciones o individuos con variación genética semejante) que aseguren la evolución en el tiempo. También es necesario establecer el flujo genético, pues limita la acción de la deriva y de la endogamia, ambos procesos causantes de la pérdida de la variación.

La Malinche, una notable área de conservación

La Malinche representa un valioso reservorio de diversidad biológica, ya que constituye la región de vegetación más representativa en Tlaxcala. También es una de las zonas de conservación prioritaria dentro de la Faja Volcánica Transmexicana (FVT) porque alberga especies exclusivas, tanto para la FVT como para la propia región de La Malinche. Además, desempeña un papel esencial en la conectividad con otros volcanes circundantes, contribuyendo así a la preservación de la variedad de la vida que solo prospera en altitudes elevadas de esta zona⁴. No obstante, La Malinche es la montaña más aislada del país⁵ y aunque su decreto como zona protegida prohíbe las actividades humanas, esto no se ha cumplido y por ello los bosques están fuertemente amenazados. En La Malinche se encuentran bosques de oyamel, de pino y de pino-encino, los principales árboles que componen estos bosques son el ocote chino (Pinus leiophylla), el pino Moctezuma (Pinus montezumae), el pino azteca (Pinus teocote), el pino de las alturas (Pinus hartwegii) y el oyamel (Abies religiosa) ⁶.

Desafortunadamente, la pérdida de bosques para convertirlos en áreas de cultivo, de pastoreo y de asentamientos humanos, además de los incendios, de la extracción de leña, la madera, el ocochal (hojarasca de pinos y otras coníferas, es decir, árboles que producen conos) y la corteza de pinos para encender fuegos (ocoteo) ha deteriorado fuertemente a las poblaciones de todos estos árboles, hasta el punto de reducir significativamente el área boscosa del polígono que fue decretado un Área Natural Protegida desde 1938 (solo 46% es bosque6,⁷ ). Debido a la drástica reducción poblacional de los árboles, del aislamiento entre los fragmentos resultantes y de la pérdida de los ambientes adecuados para que las plántulas se desarrollen, es posible que los árboles aún presentes en La Malinche corran un grave riesgo de desaparecer.

Investigando la variación genética de árboles en La Malinche

Mi investigación en el Centro Tlaxcala de Biología de la Conducta (CTBC) de la Universidad Autónoma de Tlaxcala (UATx) se centra en La Malinche, debido a su gran importancia ecológica y científica no solo para Tlaxcala, sino para México. En mi investigación se aborda el estudio de los árboles más abundantes de La Malinche (pino Moctezuma, ocote chino, pino de las alturas y oyamel), contemplando aspectos como: (1) cuáles son las poblaciones en riesgo por su baja variación genética; (2) si las poblaciones actuales (plántulas) se diferencian genéticamente de poblaciones viejas (adultos); (3) cómo está distribuida la variación genética entre las poblaciones (estructura genética); (4) cuál es el nivel de flujo genético en un paisaje tan degradado como desafortunadamente es La Malinche; y (5) las señales de selección natural asociadas a características ambientales de los árboles de interés. Pero mi trabajo también se extiende fuera de La Malinche porque es prioritario conectarla con bosques cercanos. Por tanto, se está identificando el flujo genético entre La Malinche y otras áreas boscosas de Tlaxcala, por ejemplo, Nanacamilpa, así como con otros Parques Nacionales de la FVT (Iztaccíhuatl-Popocatépetl). También se evalúan posibles causas del aislamiento genético, por ejemplo, la altitud, orientación y la perturbación humana como los cambios de áreas boscosas a áreas de cultivo.

Con toda esta información será posible delimitar poblaciones en alto riesgo para monitorearlas e identificar grupos genéticos que aseguren la permanencia de los árboles de La Malinche. Además, proponer actividades puntuales para conservar y/o recuperar el flujo genético de las poblaciones de árboles aún presentes. Con ello, se puede mejorar las probabilidades de que estos bosques sean vistos y aprovechados por generaciones futuras como nuestros hijos, nietos, bisnietos y tataranietos, y que el aire limpio y el agua disponible de la que nosotros gozamos también pueda ser un recurso disponible para nuestros sucesores.