Un solo gen controla la diversidad de especies en un ecosistema

Determina la aptitud de un organismo y asegura las especies

Investigadores de la Universidad de Zúrich han descubierto que un solo gen de las plantas fomenta ecosistemas con más especies de insectos. Ese “gen clave” altera drásticamente 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 ese “gen clave” podría cambiar las estrategias actuales de conservación de la biodiversidad.

Hace más de 50 años, en la costa de una poza rocosa, el ecologista estadounidense Robert Paine descubrió que la eliminación de 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 depredador superior, mantenían la coexistencia de diversas especies en la zona intermareal rocosa.

Genes de defensa vegetal

Ahora, un equipo de ecólogos y genetistas de la Universidad de Zúrich (UZH) y la Universidad de California, Davis, ha descubierto 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 experimental en el laboratorio con un depredador (una avispa parásita), dos herbívoros (pulgón) y una planta denominada Arabidopsis thaliana, la más estudiada del mundo a nivel genético y fisiológico, que fue utilizada en el experimento como modelo genético.

Ecosistema experimental

Los investigadores probaron en ese ecosistema experimental el efecto de tres genes de plantas 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 plantas si tenían una mutación en un solo gen llamado AOP2.

«Esta mutación natural en AOP2 no solo afectó la química de la planta, sino que también hizo que la planta creciera más rápido, lo que a su vez ayudó a que los herbívoros y los depredadores coexistieran, evitando así que el ecosistema colapsara», explica 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 fundamental para la supervivencia del ecosistema experimental.

Impactos en la biodiversidad

Es probable que el descubrimiento de este gen clave tenga implicaciones sobre cómo conservar la biodiversidad en un mundo cambiante.

En particular, el conocimiento de la genética y de las redes ecológicas debe incluirse cuando se trata de predecir las consecuencias del cambio genético para la persistencia de la biodiversidad a través de escalas.

Se podrían agregar individuos con diferentes variantes de un gen, o incluso organismos genéticamente modificados, a las poblaciones existentes para fomentar ecosistemas más diversos y resistentes.

Sin embargo, un cambio genético aparentemente pequeño podría desencadenar una cascada de consecuencias no deseadas para los ecosistemas si no se estudia en detalle primero.

Por eso hay que tener sumo cuidado: “solo recientemente estamos comenzando a comprender las implicaciones del cambio genético en la forma en la que las especies interactúan y coexisten», dice Barbour.

Fuente: Tendencias21