¿Cuán relevante es la nueva diversidad genética para las poblaciones de plantas/animales gravemente obstruidas hace varios siglos?

Escenario: Hace quinientos años ocurrió un gran desastre ecológico, en el que se extinguieron un gran número de especies (incluida casi toda la fauna silvestre). Suponga que el medio ambiente tanto antes como después es equivalente a la Tierra moderna; Los efectos no discutidos aquí mitigaron los principales efectos sobre la temperatura, la composición ambiental, etc. Los seres humanos sobrevivieron, aunque no en gran número, y al hacerlo preservaron una serie de cultivos altamente productivos y fáciles de cultivar junto con algunas especies animales domesticadas. Algunos biólogos inteligentes también lograron preservar algunas especies silvestres realmente críticas desde el punto de vista ecológico, como algunos polinizadores relativamente flexibles. Sin embargo, todas las poblaciones no humanas sufrieron cuellos de botella bastante extremos, en algunos casos probablemente hasta el equivalente de un par de paquetes de semillas. Los humanos solo tenían un par de meses de advertencia para prepararse, y no todas las especies habrían sido preservadas por personas con un sólido conocimiento de la genética teórica o práctica (por ejemplo, la cría de animales). A diferencia de la mayoría de los otros escenarios de cuellos de botella genéticos que he visto aquí, este explícitamente haceno tener una población máximamente diversa durante el cuello de botella, lo que presumiblemente empeoraría los efectos.

Quinientos años después, ¿qué tipo de problema (si lo hay) va a causar esa falta de diversidad, y qué tan valioso sería que alguien apareciera con nuevas muestras viables de las poblaciones originales? ¿Tener cien muestras nuevas hace una diferencia significativa sobre solo una? Presumiblemente variará según la especie, pero no sé qué factores marcarían la diferencia de una forma u otra.

Con respecto a lo que significa "valioso": estoy tratando de averiguar qué tan emocionado estaría un biólogo que trabaja en el mantenimiento y la restauración de especies por encontrar estas nuevas muestras. Desafortunadamente, no soy lo suficientemente biólogo como para adivinar los criterios correctos para evaluar esta pregunta. Con gusto revisaré la pregunta si alguien tiene sugerencias para criterios más precisos.

Podemos suponer que los humanos han estado cuidando de manera responsable todas las especies domesticadas desde el desastre, y que comenzaron a hacer al menos algunos esfuerzos de preservación de las especies silvestres varias décadas después del desastre. Algunas especies probablemente se habrían perdido por enfermedades en el camino debido a la vulnerabilidad común; ¿Seguiríamos preocupándonos por eso, quinientos años después?

¿Puedes hacer tu problema un poco más específico? "cuán valioso es..." puede responderse simplemente con varios grados de "mucho" o "en absoluto".
He tratado de aclarar mi objetivo al hacer la pregunta, al menos, lo que espero ayude. Agradecería mucho cualquier sugerencia de los especialistas sobre cómo tomar esa determinación.
La única forma en que podría ver que su falta de diversidad genética es dañina es si falta un eslabón vital en la cadena alimenticia, como vacas pero no pasto. Realmente depende de las especies específicas que desaparezcan.

Respuestas (3)

Las especies con poca diversidad genética tienen dos problemas:

  1. Endogamia. Si comienza con una población fundadora muy pequeña y todos se cruzan entre sí, cualquier rasgo genético recesivo aparecerá con mucha más frecuencia que en una población grande y exogámica. Un ejemplo es una comunidad religiosa huterita, que fue fundada por unas 100 personas y que prefieren casarse dentro de su propia secta religiosa. Una mujer de esas 100 originales tenía los genes de una forma hereditaria de sordera. Una gran proporción de la población moderna (13% IIRC) es sorda, porque todos pueden rastrear su ascendencia hasta ella. Y, por supuesto, la sordera no es una condición que ponga en peligro la vida. Los recesivos podrían ser fácilmente algo que mata en la infancia, la infancia o en el útero. La fertilidad reducida es otra consecuencia de la endogamia.
  2. Falta de resistencia a enfermedades . Si tiene una diversidad reducida, también tiene un conjunto reducido de diferentes resistencias genéticas a las enfermedades. Efectivamente, estás cultivando o reproduciendo un monocultivo. Si llega una enfermedad, puede ser mucho más devastador que cuando hay una población variada con muchos tipos diferentes de resistencia. Por ejemplo, se dice que el grupo sanguíneo B confiere resistencia a la peste bubónica y que el grupo sanguíneo O es especialmente susceptible al cólera.

Ampliar el acervo genético entusiasmará a su biólogo porque puede resolver los problemas anteriores. Además, las diferentes variedades de plantas y animales se adaptarán mejor a los diferentes climas y microclimas. Las ovejas aptas para las laderas húmedas de Gales no estarán felices en el terreno seco del Medio Oriente. Las variedades de papa a las que les gusta el suelo seco y bien aireado no estarán felices en un suelo arcilloso empapado. Si tiene nuevas variedades, de repente tiene más opciones en cuanto a dónde puede obtener rendimientos decentes de sus cultivos, y puede cruzarlos para crear nuevas combinaciones de características.

La naturaleza es bastante brillante para recuperarse de los desastres naturales . Más de una vez, la mayoría de las especies (de fauna) se han extinguido debido a desastres, sin embargo, muchas plantas y microorganismos, como bacterias o algas, han sobrevivido a todos estos durante miles de millones de años con poco para detenerlos. También tienen muchos peces, tiburones, pulpos, cocodrilos e insectos como hormigas.

Como su suposición es que (algunos) humanos han sobrevivido durante 500 años, debe haber preservado una cantidad suficiente de plantas para producir oxígeno y alimentos para ellos y su ganado preservado. Incluso si algunas especies de plantas mueren debido a la falta de polinizadores, la vegetación tiene otros medios para sobrevivir, siempre que algo de luz solar pueda llegar a la superficie para proporcionarles energía para la fotosíntesis. Si muchas especies de plantas mueren, otras tomarán su lugar. La luz del sol es una fuente de energía demasiado valiosa como para no usar toda la superficie del planeta, ya sea en tierra o en el mar. Por supuesto, esto cambiará la flora, si toda la superficie se elimina de las plantas, solo las algas o los líquenes (simbiontes de algas y hongos) recuperarán gradualmente la superficie del planeta, mientras que las algas probablemente se recuperarán más rápidamente en el mar. Si las condiciones de supervivencia se vuelven demasiado extremas para casi cualquier forma de esta vida, siempre hay arqueobacterias que tuvieron millones de años de adaptación a condiciones extremas antes que cualquier otra forma de vida. Si la superficie se vuelve lo suficientemente inhabitable como para no permitir otra vida que las arqueobacterias, no tiene que preocuparse por reintroducir ninguna especie actual de planta o animal, ninguno podría sobrevivir.

Tan pronto como las especies desaparezcan, otras intentarán evolucionar para llenar el nicho que queda atrás. 500 años significa más que miles de millones de generaciones de bacterias, hongos y algas, oportunidad suficiente para evolucionar y adaptarse. Los insectos pueden tener cientos de generaciones y solo necesitas 1 hormiga, abeja o avispa reina 'salvaje' sobreviviente para volver a encontrar sus poblaciones, si todavía tienen fuentes de alimento disponibles. Las hormigas, que son adaptables, omnívoras y capaces de sobrevivir incluso a un desastre nuclear, tienen más probabilidades de sobrevivir a sus eventos y festejar y reponer los cadáveres de la vida silvestre moribunda, cultivar hongos, cuando se quedan sin otros alimentos o incluso hacerse cargo de la polinización de las abejas. si surge la necesidad de obtener su alimento de las plantas con flores cuando se quedan sin fuentes alternativas de alimentos. Si los conserva durante el impacto principal del desastre,

Los animales más grandes y las plantas longevas como los árboles lo tienen más difícil, ya que tienen muy pocas generaciones en un lapso de tiempo evolutivo tan corto. Es posible que algunos árboles sigan en pie antes del desastre, a menos que se hayan visto directamente afectados y la reintroducción de sus polinizadores marcaría una diferencia para ellos en caso de que su especie dependa de los polinizadores. La reintroducción de depredadores sin cantidades sostenibles de sus presas será inútil. La reintroducción de animales que digieren plantas sin una flora comparable a la actual para la cual su sistema digestivo está evolucionado también lo será.

El principal desafío no es reintroducir especies en base a unas pocas semillas preservadas o individuos recuperados, sino mantener suficiente biodiversidad en sus especies preservadas para mantenerlas vivas, saludables y genéticamente lo suficientemente flexibles para poder adaptarse a nuevas situaciones. La falta de un acervo genético lo suficientemente grande para una rápida adaptación de la reintroducción podría ser el mayor desafío de su programa para reintroducir especies extintas, ya que es un problema importante para los zoológicos hoy en día cuando crían especies al borde de la extinción para preservar su supervivencia.

Para las plantas en particular, la baja diversidad genética no es un problema per se , pero puede generar problemas si se desarrolla una enfermedad o una plaga. Muchos productos agrícolas tienen solo unas pocas plantillas que se usan en todo el mundo, lo que normalmente está perfectamente bien... hasta que deja de serlo. Considere el destino de la banana Gros Michel , que fue devastada por la plaga. En ese caso, no fue gran cosa porque a) había otros cultivares de banano resistentes con los que continuar la producción, yb) los bananos no son realmente críticos para la vida tal como la conocemos, pero si hubiera sido un alimento básico cosecha, hambruna y/o colapso ecológico (al menos regionalmente) podría haber estado sobre la mesa.

(Aparte: el colapso ecológico no sería una consecuencia de este tipo de problema en el mundo moderno, porque los ecosistemas silvestres no tienen la misma falta de diversidad que tiene la agricultura. Pero en su mundo, la naturaleza salvaje también carece de diversidad, por lo que el problema puede ser potencialmente mucho mayor).

Si está buscando un escenario en el que sea vital encontrar una muestra de semilla en particular, podría tener algo como esto: El cultivo A, del que depende la economía y el suministro de alimentos del país/continente/mundo, está en riesgo de contraer la enfermedad B. No cepa conocida del Cultivo A es resistente a la Enfermedad B y el desastre parece inminente. Sin embargo, según registros antiguos, hay una cepa o especie relacionada C que podría usarse para reemplazar/hibridar/modificar genéticamente A para acabar con la amenaza. Todo lo que tienen que hacer es localizarlo. Si quiere que haya menos en juego, reemplace lo básico con un lujo: tal vez esté en juego el único suministro de rosas del mundo, y la fama y la fortuna esperan a cualquiera que pueda salvarlas.