Investigadores de la Universidad de Zúrich han descubierto que un solo gen vegetal favorece los ecosistemas con más especies de insectos. Este «gen clave» altera radicalmente la estructura y función de un ecosistema.
Para probar si un solo gen podría afectar a todo un ecosistema, un equipo de investigación de la Universidad de Zúrich realizó un experimento de laboratorio con una planta y su ecosistema de insectos asociado.
Descubrió que las plantas con una mutación en un gen específico fomentan ecosistemas con más especies de insectos. El descubrimiento de este «gen clave» podría cambiar las estrategias actuales de conservación de la biodiversidad.
Hace más de 50 años, al borde de una cuenca rocosa, el ecologista estadounidense Robert Paine descubrió que eliminar una sola especie de un ecosistema podría alterar drásticamente su estructura y función.
Había descubierto que las estrellas de mar actúan como una especie clave, en el sentido de que su mera presencia y su papel como depredadores máximos mantenían a varias especies coexistiendo en la zona intermareal rocosa.
genes de defensa de las plantas
Hoy, un equipo de ecólogos y genetistas de la Universidad de Zurich (UZH) y la Universidad de California, Davis, descubrió que una mutación en un solo gen también puede alterar drásticamente la estructura y función de un ecosistema.
El estudio, publicado en Science, sugiere que un gen no solo codifica información que determina la aptitud de un organismo, sino que también puede influir en la persistencia de especies que interactúan en una comunidad ecológica.
El descubrimiento, liderado por Jordi Bascompte, profesor del Departamento de Biología Evolutiva y Estudios Ambientales de la UZH, se ha realizado utilizando un ecosistema de laboratorio experimental con un depredador (una avispa parásita), dos herbívoros (pulgón) y una planta llamada Arabidopsis thaliana, el más estudiado en el mundo a nivel genético y fisiológico, el cual fue utilizado en el experimento como modelo genético.
ecosistema experimental
Los investigadores probaron en este ecosistema experimental el efecto de tres genes vegetales que controlan el arsenal natural de defensas químicas contra los herbívoros.
Descubrieron que los herbívoros y los depredadores en su comunidad experimental tenían más probabilidades de sobrevivir en las plantas si tenían una mutación en un solo gen llamado AOP2.
“Esta mutación natural de AOP2 no solo afectó la química de la planta, sino que también aceleró el crecimiento de la planta, lo que ayudó a que herbívoros y depredadores coexistieran, evitando así el colapso del ecosistema”, dice Matt Barbour, científico de la UZH y primer autor del estudio.
Al igual que una especie clave como la estrella de mar, AOP2 actúa como un «gen clave» que es esencial para la supervivencia del ecosistema experimental.
Impactos en la biodiversidad
El descubrimiento de este gen clave probablemente tendrá implicaciones sobre cómo conservar la biodiversidad en un mundo cambiante.
En particular, el conocimiento de la genética y las redes ecológicas debe incluirse cuando se trata de predecir las consecuencias de los cambios genéticos en la persistencia de la biodiversidad en todas las escalas.
Se podrían agregar individuos con diferentes variantes de un gen, o incluso organismos modificados genéticamente, a las poblaciones existentes para fomentar ecosistemas más diversos y resistentes.
Sin embargo, un cambio genético aparentemente menor podría desencadenar una cascada de consecuencias no deseadas para los ecosistemas si no se estudia en detalle de antemano.
Así que hay que tener mucho cuidado: «Solo recientemente estamos comenzando a comprender las implicaciones del cambio genético en la forma en que las especies interactúan y coexisten», dice Barbour.
Referencia
Un gen clave subyace a la persistencia de una red alimentaria experimental. Mateo A. Barbour et al. Ciencia, 31 de marzo de 2022; Tomo 376, número 6588, págs. 70-73. DOI: 10.1126/ciencia.abf2232
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