¿Es La Genética Clave Para Las Soluciones De Cambio Climático? (Op-Ed)

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Al aprender más sobre cómo los genomas de las especies les permiten adaptarse a los entornos cambiantes, los científicos pueden mitigar algunos de los impactos del ecosistema del clima y otros cambios globales.

Thomas Whitham es profesor de regentes en el Departamento de Ciencias Biológicas y director ejecutivo de la Centro Merriam-Powell para la Investigación Ambiental en Northern Arizona University. Contribuyó este artículo a WordsSideKick.com's. Voces de expertos: Op-Ed y Insights.

Como los efectos del cambio climático alteran rápidamente las comunidades, las economías y los sistemas naturales, la necesidad de promover nuevas soluciones a lo que puede ser el desafío biológico más apremiante de nuestro tiempo nunca ha sido más urgente. Sin duda, no hay bala de plata.

Sin embargo, una parte importante del rompecabezas consiste en desbloquear la diversidad genética natural de las plantas para identificar las especies y poblaciones más capaces de hacer frente a las condiciones cambiantes.

Así como los investigadores han utilizado la genética para mejorar la producción de alimentos, también pueden proporcionar soluciones que mantienen la biodiversidad y protegen los servicios proporcionados por los ecosistemas nativos. La genética tiene el potencial de beneficiar sistemas nativos que van desde praderas hasta bosques de pinos y arrecifes de coral.

Se sabe que las plantas poseen una extensa variación genética en la tolerancia a la sequía y la temperatura, la eficiencia en el uso del agua y otros rasgos que pueden resultar críticos para sobrevivir a los cambios climáticos y evitar la extinción. Las condiciones climáticas cambiantes no solo afectan a las plantas en sí, sino también a otros organismos que influyen en las comunidades de plantas. Por ejemplo, las condiciones climáticas cambiantes pueden aumentar los brotes de plagas y patógenos o permitir que una especie invasora se mueva a un área que antes era inhóspita. Es importante destacar que las plantas también muestran una variación genética en sus respuestas a las plagas y las especies invasoras que pueden utilizarse para mitigar sus efectos negativos.

El uso de la genética será cada vez más importante en las regiones que sufren el cambio climático. Por ejemplo, en el oeste de los Estados Unidos, la sequía y las temperaturas más altas han duplicado la tasa de mortalidad de los árboles desde 1995, y las tasas de mortalidad se aceleraron con el tiempo. El pino piñonero, una especie icónica y dominante en el oeste, ha sufrido una mortalidad de casi el 100 por ciento en los sitios de Colorado y Arizona, donde el cambio climático ha hecho que los árboles sean más susceptibles a los brotes de escarabajos que, a su vez, producen un aumento de incendios forestales.

Afortunadamente, los genomas de las plantas, toda la información genética de un organismo, son un vasto almacén de variabilidad genética que puede usarse para ayudar a prevenir la pérdida de especies que sufren el cambio climático. Las nuevas tecnologías y las plataformas de investigación están haciendo posible que los investigadores identifiquen a aquellos individuos y poblaciones que sobrevivirán en los climas del futuro y ante la miríada de los efectos en cascada del cambio climático.

La investigación ambiental basada en la genética ya está ayudando a restaurar paisajes dañados y degradados. Durante más de 30 años, un consorcio de investigadores ha examinado cómo la variación genética en el árbol del álamo puede afectar a comunidades enteras de organismos, desde microbios hasta mamíferos. Esta investigación se ha involucrado con un esfuerzo de 50 años y $ 626 millones en el río Colorado que muestra las principales diferencias genéticas en el éxito de diferentes poblaciones que la Oficina de Reclamación y otras agencias están utilizando para restaurar el hábitat ribereño. De tales experimentos combinados de investigación de restauración, los científicos pueden aprender qué líneas genéticas tienen más probabilidades de sobrevivir a climas futuros.

Comprender la respuesta de una planta a las condiciones climáticas requiere la integración de diversas ciencias para examinar cómo las condiciones cambiantes influyen en la planta a través de su historia de vida y la de su descendencia. Las especies de plantas se adaptan a las condiciones locales a lo largo de miles de años, lo que significa que lo que hoy está adaptado localmente podría funcionar mal mañana a medida que cambia el clima. Por lo tanto, la investigación basada en la genética puede ayudar a identificar a aquellos individuos que poseen rasgos superiores que les permitirán sobrevivir en un clima futuro. Este tipo de investigación involucra equipos interdisciplinarios de científicos, biólogos, genetistas, modeladores e ingenieros en cambio climático que están utilizando y desarrollando nuevas tecnologías y plataformas de investigación para desbloquear las vastas reservas de información dentro de los genomas de las plantas.

Si usted es un experto de actualidad, investigador, líder empresarial, autor o innovador, y desea contribuir con un artículo de opinión, envíenos un correo electrónico aquí.

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Uno de estos avances es el Southwest Experimental Garden Array, o SEGA, una instalación de $ 5 millones que fue posible gracias al apoyo de la National Science Foundation, Northern Arizona University y diversos propietarios de terrenos públicos y privados. SEGA es una nueva plataforma de investigación sobre el cambio climático basada en la genética que permite a los científicos cuantificar las respuestas ecológicas y evolutivas de las especies expuestas a las condiciones climáticas cambiantes. SEGA creará un sistema de 10 jardines a lo largo de un pronunciado desnivel en el norte de Arizona. Debido a que la temperatura y la humedad predeciblemente cambian con la elevación, estos jardines reflejan diferencias climáticas, que van desde el desierto hasta el bosque alpino, que imitan los efectos del cambio climático. Al sembrar las mismas especies de plantas y genotipos en diferentes ambientes, los científicos pueden identificar cuáles se comportan mejor y tienen más probabilidades de sobrevivir a condiciones cambiantes.

SEGA es la primera plataforma de investigación de este tipo en el mundo, pero debe ser transferida y replicada por los socios globales, si se desean los beneficios potenciales de los enfoques basados ​​en la genética en una escala más amplia. De manera similar, este enfoque requiere la educación de una nueva generación de científicos capacitados en diversas disciplinas: individuos que pueden colaborar en problemas biológicos complejos que involucran a comunidades enteras de organismos.

A pesar de los enormes desafíos, vivimos en una época en que el conocimiento y la tecnología pueden utilizarse para garantizar la supervivencia de ecosistemas completos y de las personas que dependen de ellos. Los enfoques basados ​​en la genética buscan aprovechar la variación genética natural que existe en las poblaciones silvestres para restaurar los sistemas naturales dañados y mitigar el clima y otros impactos del cambio global. Si bien los ecosistemas nativos están siendo desafiados como nunca antes, el uso de la genética ofrece nuevas soluciones que son muy prometedoras.

Las opiniones expresadas son las del autor y no necesariamente reflejan las opiniones del editor. Esta versión del artículo se publicó originalmente en WordsSideKick.com.


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