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Distribución de genotipos tras selección adversa

Distribución de genotipos tras selección adversa


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Estoy investigando un poco la genética mendeliana y encontré esta frase llamadaselección adversa.

Encontré algunas preguntas, pero no estoy seguro de los cálculos. Por ejemplo, dada una distribución

[0.36 0.48 0.16]

se afirma que el 25% de las personas con Aa (medio) muere el genotipo. La distribución cambia a

[0.4091 0.4091 0.1818].

Inicialmente pensé en quitar el 25% del medio para convertirlo en 0.36 y distribuir igualmente el cambio de 0.12 a los otros dos genotipos. ¿Alguien puede explicar cómo hicieron este cálculo?


Si distribuye el 0.12 por igual a los otros dos genotipos, cambia las frecuencias relativas. Debe retirar 0.12 a 0.48 y luego configurar las tres frecuencias para que sumen 1. Por lo tanto, el cálculo correcto es el siguiente:

Si establecemos $ fAA = 0.36 $, $ fAa = 0.48 $ y $ faa = 0.16 $ y luego simulamos la muerte del 25% de los individuos Aa, las mismas variables en el siguiente paso de tiempo (sin reproducción) serán…

$$ faa = frac {0.16} {0.36 + 0.36 + 0.16} ≈ 0.1818 $$

$$ fAa = frac {0.36} {0.36 + 0.36 + 0.16} ≈ 0.4091 $$

$$ fAA = frac {0.36} {0.36 + 0.36 + 0.16} ≈ 0.4091 $$


Calculadora de equilibrio de Hardy-Weinberg

La relación entre las frecuencias de los alelos y las frecuencias de los genotipos en las poblaciones de Hardy-Weinberg Equilibrium generalmente se describe utilizando un rasgo para el que hay dos alelos presentes en el locus de interés.

Esta calculadora demuestra la aplicación de las ecuaciones de Hardy-Weinberg a loci con más de dos alelos. Visite la ilustración de selección y deriva genética para obtener más información sobre el equilibrio de Hardy-Weinberg.

Actualice los valores cambiando la frecuencia alélica en el cuadro azul debajo del gráfico. La calculadora tiene una verificación que evita que las frecuencias alélicas se sumen a cualquier valor que no sea 1. Para evitar que sus valores cambien, asegúrese de que sus valores sumen uno e ingréselos de arriba hacia abajo (p luego q luego r.)

  • Con 2 alelos, el número de genotipos es 1 + 2 = 3
  • 3 alelos hay 1 + 2 + 3 = 6 genotipos
  • 4 alelos hay 1 + 2 + 3 + 4 = 10 genotipos.

La fórmula general para encontrar la suma de un conjunto de números enteros de 1 an es:

La calculadora no va más allá de 5 alelos y 15 posibles genotipos. Sin embargo, la ecuación anterior se puede utilizar para calcular el número de genotipos de un locus con cualquier número de alelos.

Si una población tiene 10 alelos para un gen específico, el número total combinado de genotipos homocigotos y heterocigotos presentes en la población será:

Esto se divide en 10 genotipos homocigotos y 45 genotipos heterocigotos. La suma de las frecuencias alélicas aún debería ser igual a 1:

p + q + r + s + t + u + v + w + x + y = 1

Como sería la suma de las frecuencias de los genotipos:

p 2 + 2pq + 2pr + 2ps + 2pt + 2pu + 2pv + 2pw + 2px + 2py + q 2 + 2qr + 2qs + 2qt + 2qu + 2qv + 2qw + 2qx + 2qy + r 2 + 2rs + 2rt + 2ru + 2rv + 2rw + 2rx + 2ry + s 2 + 2st + 2su + 2sv + 2sw + 2sx + 2sy + t 2 + 2tu + 2tv + 2tw + 2tx + 2ty + u 2 + 2uv + 2uw + 2ux + 2uy + v 2 + 2vw + 2vx + 2vy + w 2 + 2wx + 2wy + x 2 + 2xy + y 2 = 1


Distribución, rendimiento de crecimiento y variación genética de Erigeron annuus en los Alpes suizos

Investigamos si la adaptación local ha sido importante para permitir que las especies apomícticas invasoras Erigeron annuus para ampliar su rango altitudinal en los Alpes suizos. Primero llevamos a cabo un estudio de campo a lo largo de varias carreteras principales que cruzan los Alpes suizos para estudiar la distribución y el rendimiento del crecimiento de E. annuus a lo largo de un gradiente altitudinal. Luego usamos polimorfismo de longitud de fragmento amplificado para evaluar la variación genética dentro y entre poblaciones que se originan en diferentes altitudes. Para complementar los análisis moleculares, comparamos el desempeño de genotipos con diferentes distribuciones (es decir, genotipos locales, ocasionales, generalizados) en dos jardines comunes a 400 my 1000 m s.n.m. A pesar de que E. annuus rara vez se encontró por encima de los 1000 m, el rendimiento de la planta en las poblaciones de campo no disminuyó con el aumento de la altitud. Sin embargo, hubo una disminución significativa en la diversidad genotípica dentro de las poblaciones, y las poblaciones de las tierras altas (711-1,100 m) estaban más diferenciadas (Gst = 0.55) que las poblaciones de las tierras bajas (200-530 m) (Gst = 0.33). En el experimento del jardín común, los genotipos locales (es decir, aquellos restringidos a una sola población) crecieron con menos vigor que los genotipos generalizados y tenían menos probabilidades de reproducirse. No encontramos evidencia de cambios adaptativos en curso y concluimos que cualquier selección que actúe sobre genotipos particulares en el límite altitudinal es débil. Esto nos lleva a proponer que los patrones en la distribución de la diversidad genotípica en E. annuus se rigen por procesos de reproducción, dispersión y extinción sexuales ocasionales que son en gran medida independientes de la altitud.

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Resumen del autor

El fenotipo de un organismo comprende el conjunto de rasgos morfológicos y funcionales codificados por su genoma. En los sistemas en evolución natural, los fenotipos se organizan en redes de genotipos conectados mutacionalmente, lo que aumenta la probabilidad de que una población en evolución encuentre nuevos fenotipos adaptativos (es decir, su capacidad de evolución). No sabemos si los sistemas artificiales, como los programas informáticos en evolución y autorreplicantes (organismos digitales), son más o menos evolucionables que los sistemas naturales. Al estudiar cómo los genotipos se asignan a los fenotipos en los organismos digitales, caracterizamos muchos puntos en común entre los sistemas en evolución natural y artificial. Además, mostramos que la complejidad fenotípica puede facilitar y limitar la evolución, lo que contiene lecciones no solo para el diseño de sistemas artificiales evolutivos, sino también para la biología sintética.

Citación: Fortuna MA, Zaman L, Ofria C, Wagner A (2017) El mapa genotipo-fenotipo de un organismo digital en evolución. PLoS Comput Biol 13 (2): e1005414. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005414

Editor: Claus O. Wilke, Universidad de Texas en Austin, ESTADOS UNIDOS

Recibió: 13 de mayo de 2016 Aceptado: 10 de febrero de 2017 Publicado: 27 de febrero de 2017

Derechos de autor: © 2017 Fortuna et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia de Atribución Creative Commons, que permite el uso, distribución y reproducción sin restricciones en cualquier medio, siempre que se acredite el autor y la fuente originales.

Disponibilidad de datos: Todos los datos relevantes están dentro del documento y sus archivos de información de respaldo.

Fondos: Este trabajo contó con el apoyo de la Beca Avanzada del Consejo Europeo de Investigación (MAF, otorgada a Jordi Bascompte), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. En virtud del Acuerdo de Cooperación No. DBI-0939454 (LZ y CO), la Beca de la Fundación Nacional de Ciencia Suiza 31003-146137 (AW ), una beca EpiphysX RTD de SystemsX.ch (AW), así como el Programa de Investigación Prioritaria Universitaria en Biología Evolutiva de la Universidad de Zurich (AW). Los patrocinadores no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicar o la preparación del manuscrito.

Conflicto de intereses: Los autores han declarado que no existen intereses en competencia.


Distribución de genotipos tras selección adversa - Biología

Seleccion natural


En el libro seminal de Charles Darwin de 1859, En el origen de las especies, trató de responder a la pregunta de cómo se originan las especies. Vio una paradoja. Por un lado, todos los organismos vivos intentan perpetuar su especie produciendo muchas más crías de las necesarias para mantener su número. Sin embargo, el tamaño real de las poblaciones naturales suele permanecer relativamente constante a lo largo del tiempo. ¿Cómo podría ser esto? La respuesta de Darwin fue que muchos de los descendientes no sobreviven para reproducirse. Este fenómeno puede ilustrarse considerando la mosca común (Musca domestica). Las hembras ponen hasta 500 huevos a la vez. Los huevos eclosionan en larvas que pasan por varias etapas de muda y luego se transforman en pupas. Treinta y seis horas después de salir de la pupa, las hembras son receptivas para el apareamiento. Las moscas adultas viven de 15 a 30 días, tiempo durante el cual las hembras ponen huevos repetidamente aunque solo se aparean una vez. Durante un período de 4 a 5 meses, los descendientes de un solo par de moscas domésticas en apareamiento podrían llegar a ser 19 20. Si eso realmente ocurriera, muy rápidamente estaríamos hasta las axilas en cuerpos de moscas en todo el planeta y las pilas crecerían a un ritmo acelerado. Afortunadamente, la mayoría de los huevos, larvas y pupas de moscas mueren a causa de otros insectos y parásitos microscópicos. Esto mantiene la población total de moscas más o menos constante a lo largo del tiempo. Darwin supuso que el medio ambiente operaba de manera selectiva, reduciendo el número de variantes peor adaptadas de una especie mientras aumentaba la proporción de las mejor adaptadas. Este proceso se conoció como selección natural.

Darwin entendió correctamente que la selección natural suele ser el mecanismo de evolución más poderoso. Sin embargo, no comprendió completamente cómo funciona. Esto se debió al hecho de que desconocía en gran medida los mecanismos de la genética. Ese conocimiento vino principalmente después de su época. Ahora sabemos que el efecto de la selección natural sobre los individuos depende de sus fenotipos, que a su vez están determinados principalmente por sus genotipos. En última instancia, el entorno selecciona a los individuos con los genotipos más adecuados para sobrevivir y reproducirse. Los individuos que tienen más descendientes supervivientes transmiten más genes a la siguiente generación. Como consecuencia, las frecuencias del acervo genético cambian en la dirección de sus alelos más adaptativos. Sin embargo, los alelos que proporcionan una ventaja ahora pueden no hacerlo en el futuro a medida que aparezcan nuevas tensiones ambientales. La selección natural actúa como una plantilla en constante cambio en su selección de ganadores y perdedores. Esto introduce el azar en la ecuación. Es en gran parte cuestión de suerte tener la combinación correcta de genes en el momento adecuado para sobrevivir a medida que cambia el entorno. La extinción ocurre si esos genes no están presentes.

Para que la selección natural provoque la evolución, debe seleccionar a favor o en contra de uno o más de los genotipos de un rasgo. En el caso simple de un rasgo que está determinado por un solo gen con dos alelos, hay cinco combinaciones de genotipos que la naturaleza puede seleccionar:

1. ya sea homocigoto (AA o aa pero no ambos)
2. ambos homocigotos (AA y aa)
3. ya sea homocigoto y heterocigoto (AA y Aa o aa y Aa)
4. el heterocigoto (Aa)
5. todos los alelos (AA, Aa y aa)


Selección contra uno de los homocigotos

Para los rasgos que están controlados por un solo gen que tiene dos alelos, la selección contra uno de los homocigotos (AA o aa) dará como resultado una disminución progresiva del alelo del que consiste ese homocigoto no exitoso. Por ejemplo, si aa se selecciona completamente en contra mientras que AA y Aa están seleccionados para, solo habrá cuatro posibles patrones de apareamiento exitosos (como se muestra en la tabla a continuación).

Selección contra uno de los homocigotos (aa)
Posible padre
patrones de apareamiento
Genotipos de descendencia esperados
Automóvil club británico Automóvil club británico Automóvil club británico

AA X AA

4

AA X Aa 2 2
Aa X AA 2 2
Aa X Aa 1 2 1
Total 9
( 56% )

6
( 38% )

1
( 6% )

Dentro de una generación, la frecuencia de niños homocigotos recesivos (aa) disminuirá drásticamente. Habrá una disminución progresiva en la frecuencia del alelo "a" y un aumento correspondiente en el alelo "A" en cada generación en la que se seleccionen genotipos aa (como se ilustra en la tabla siguiente). Esto se ha denominado selección direccional debido al cambio en las frecuencias del acervo genético hacia el alelo ventajoso.

Tendencia evolutiva resultante de la selección completa
contra individuos homocigotos recesivos (aa)

Alelo Generacion
1 2 3
A 50% 67% 75%
a 50% 33% 25%

Sin embargo, el alelo recesivo (a) no desaparecerá por completo, ya que los padres heterocigotos (Aa) aún lo transmiten a la mitad de sus hijos que probablemente también sean heterocigotos.

Cuando hay una selección completa
contra homocigotos recesivos
individuos (aa), aquellos que son
heterocigoto (Aa) todavía puede transmitir
el alelo recesivo a sus hijos.

Para la gran mayoría de los genes humanos, la presión de la selección natural suele ser mucho más suave. Como consecuencia, la evolución resultante es tan lenta que es difícil de detectar en solo unas pocas generaciones. En el caso de rasgos recesivos como el albinismo, los individuos homocigotos recesivos se encuentran solo en una ligera desventaja selectiva. Por lo general, viven hasta la edad adulta y se reproducen. En algunas otras afecciones recesivas heredadas genéticamente, como la diabetes de aparición juvenil, la selección ha sido más severa. En el pasado, quienes lo heredaron solían morir en la infancia antes de pasarlo a la siguiente generación. Como resultado, la frecuencia de este alelo recesivo se redujo progresivamente. Sin embargo, todo esto ha cambiado desde el descubrimiento de la insulina en 1921. La diabetes ya no mata a los niños como lo fue antes, y los niños diabéticos crecen para tener hijos con una probabilidad superior a la media de heredar esta enfermedad.

A mediados de la década de 1990, salió a la luz un ejemplo sorprendente de intensa selección contra uno de los homocigotos por un rasgo. Esto se debió al descubrimiento de que algunas personas no contraen el SIDA incluso si están expuestas repetidamente al virus del VIH que es responsable de esta enfermedad generalmente fatal. Las personas inmunes han heredado dos copias de un gen mutante raro conocido como CCR5-delta 32: son homocigotas. Aquellos que son heterocigotos aparentemente tienen una inmunidad parcial o al menos un retraso en la aparición del SIDA. Aproximadamente el 10% de los europeos tienen ahora la variante del gen CCR5-delta 32, pero es extremadamente rara o está ausente en otras poblaciones del mundo. Hay una conexión sorprendente en esta historia. El gen CCR5-delta 32 también proporciona inmunidad a una enfermedad mortal de origen bacteriano, la peste bubónica. Las personas que son homocigotas para la variante del gen CCR5-delta 32 son completamente inmunes, mientras que los heterocigotos tienen inmunidad parcial. Es muy probable que este alelo que salva vidas ocurra como una mutación aleatoria y que fue seleccionado por las devastadoras epidemias de peste negra que azotaron Europa a partir del siglo XIV. Durante la primera ola de peste, entre 1347 y 1350, de un cuarto a un tercio de todos los europeos murieron a causa de esta enfermedad. La selección natural favoreció a aquellos que por casualidad habían heredado la variante del gen CCR5-delta 32. Las repetidas oleadas de peste durante los siguientes tres siglos resultaron en un aumento en la frecuencia de CCR5-delta 32 en la población europea.

Inmunidad doble: una mutación seleccionada por la plaga puede proporcionar inmunidad al VIH.
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Debido a que la variante del gen CCR5-delta 32 se ha encontrado en el ADN de los huesos de algunos europeos que vivieron más de 2.000 años antes de las epidemias de peste medieval, se ha sugerido que este gen también puede haber sido seleccionado por otras enfermedades contagiosas mortales como como la viruela.



Selección contra ambos homocigotos

Si hay una selección completa contra ambos homocigotos (AA y aa) en la infancia, el único apareamiento posible será entre individuos heterocigotos (Aa) porque serán los únicos que vivirán lo suficiente para reproducirse.

Las condiciones ambientales extremas que se seleccionan solo para individuos heterocigotos pueden resultar en una polimorfismo equilibrado en una generación. Es decir, la frecuencia de los dos alelos (A y a) puede alcanzar cada uno el 50% y permanecer en ese nivel mientras exista este tipo de selección natural severa. Esto se ha denominado selección estabilizadora, o selección equilibrada, porque no hay un cambio en las frecuencias del acervo genético hacia uno de los alelos.

Selección contra ambos homocigotos (AA y aa)
Posible padre
patrones de apareamiento
Genotipos de descendencia esperados
Automóvil club británico Automóvil club británico Automóvil club británico

Aa X Aa

1

2

1

Total 0
( 0% )

2
( 100% )

0
( 0% )

Un ejemplo de selección de la naturaleza contra ambos homocigotos se encontró en África Central. Ésta es un área en la que la malaria ha sido un problema grave durante mucho tiempo. Mientras que el 10% de la población humana mundial está infectada por malaria, el 90% de los casos se encuentran en África subsahariana. Es la principal causa de muerte allí. Los niños y las mujeres embarazadas son especialmente vulnerables. Un niño africano muere de paludismo cada 30 segundos en promedio. La malaria es causada por varios microorganismos parásitos relacionados (plasmodios ) que se alimentan de glóbulos rojos. Los microorganismos se transmiten de persona a persona por los mosquitos cuando chupan la sangre de sus víctimas. Los mosquitos no contraen la malaria por sí mismos. Solo transmiten los plasmodios junto con pequeñas cantidades de sangre de sus víctimas anteriores. Las personas que producen glóbulos rojos normales son buenos huéspedes y contraen fácilmente la enfermedad, que es debilitante y, en última instancia, a menudo resulta en la muerte.

Malaria causada por
Plasmodium falciparum
es el mas frecuente
forma de esta enfermedad en
África.

Existe una alta frecuencia de una enfermedad hereditaria conocida como el rasgo de células falciformes en las zonas palúdicas africanas. Los falciformes homocigotos recesivos (aa) tienen resistencia a paludismo falciparum porque sus glóbulos rojos deformados y desinflados son malos huéspedes. Desafortunadamente, estos individuos generalmente mueren en la niñez debido a infecciones bacterianas que pueden empeorar debido al debilitamiento del sistema inmunológico y anemia severa. Aproximadamente 100.000 personas en todo el mundo sucumben cada año a problemas de salud relacionados con las células falciformes. Sin embargo, eso es mucho menos que los 1.500.000 que mueren de malaria.

El alelo falciforme está en
su frecuencia más alta
donde la malaria falciparum
también está en su punto más alto
tasas en África.

Las personas que son heterocigotas (Aa) para el rasgo de células falciformes también tienen una resistencia moderadamente buena a la malaria porque algunos de sus glóbulos rojos están deformados y desinflados, pero rara vez desarrollan la anemia grave que amenaza la vida y los problemas relacionados típicos de los homocigotos (aa) falciformes. Aquellos que son homocigotos dominantes (AA) producen glóbulos rojos normales, lo que los convierte en excelentes hospedadores de la malaria. Por lo tanto, en ambientes palúdicos por falciparum, la naturaleza selecciona a los falcigóticos heterocigotos. Al mismo tiempo, selecciona contra personas falciformes homocigotas y personas que producen glóbulos rojos normales.

Glóbulos rojos humanos normales

NOTA: El rasgo de células falciformes a menudo se denomina simplemente anemia de células falciformes. De hecho, es una afección en la que existen muchos más problemas médicos además de la anemia. También es probable que sus víctimas experimenten complicaciones crónicas y agudas que afecten al bazo, los riñones, el corazón, los pulmones y el sistema inmunológico. Uno de los síntomas más comunes es un dolor agonizante persistente causado por glóbulos rojos desinflados de forma irregular que bloquean los vasos sanguíneos pequeños.

El alelo falciforme no fue producido por selección natural.Aparentemente, aparece periódicamente como una mutación aleatoria. A menos que se seleccione, su frecuencia sigue siendo muy baja dentro del acervo genético de una población porque resulta en una desventaja selectiva para quienes la heredan. L a presencia de paludismo por P. falciparum generalizado cambia la situación. El alelo falciforme, por lo demás dañino, proporciona una ventaja para los individuos heterocigotos.

Una historia de mutación: la relación entre el rasgo de células falciformes y la malaria
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La selección que favorece al alelo falciforme es un ejemplo de evolución biocultural. La cultura humana alteró el medio ambiente, lo que resultó en factores ventajosos tanto para los microorganismos de la malaria como para los mosquitos que la transmiten entre las personas. La secuencia de eventos aparentemente comenzó hace unos 2000 años con la introducción en África de cultivos de raíces y árboles del sudeste asiático que se adaptaron a los trópicos húmedos. Esto resultó en una revolución agrícola y una posterior explosión de la población humana en el África subsahariana. La tala de bosques de tala y quema para preparar campos agrícolas alteró el entorno natural de una manera que seleccionó para el Gambiae grupo de anofeles mosquitos que son en gran parte responsables de la propagación de la malaria en África. Al mismo tiempo, el aumento progresivo de la densidad de seres humanos hizo que a los mosquitos les resultara más fácil encontrar huéspedes y propagar la malaria sin darse cuenta. Cuantas más personas contrajeron la malaria, más probable era que los mosquitos transmitieran la malaria. plasmodios a nuevos hosts. Posteriormente, el alelo falciforme se volvió cada vez más valioso como defensa de la población contra los efectos devastadores de la malaria. Esta selección natural por malaria en África subsahariana no fue tan completa como para dar como resultado un polimorfismo equilibrado en una sola generación. De hecho, después de casi 2000 años de seleccionar el alelo de células falciformes, no se encuentra por encima del 40% en ninguna población africana importante y, con mayor frecuencia, ronda el 20%.

El rasgo de células falciformes es raro en América del Norte con una sola excepción: los afroamericanos. Uno de cada 12 de ellos porta el alelo falciforme y alrededor de 72.000 tienen anemia de células falciformes y otros síntomas clínicos relacionados. Uno de cada 375 niños afroamericanos es homocigótico recesivo para él. Esto no es sorprendente porque la mayoría de los afroamericanos tienen antepasados ​​que provienen de las zonas palúdicas de África occidental y central. Aquellos que son heterocigotos para este rasgo generalmente no experimentan problemas de anemia falciforme a menos que estén expuestos a un ambiente con poco oxígeno durante un período prolongado o realicen una actividad física inusualmente intensa. Las personas con ascendencia hispana, mediterránea o del sur de Asia también tienen un riesgo algo elevado de heredar el rasgo de células falciformes, pero no es tan alto como para los africanos y sus descendientes. Durante la primera década de este siglo, 16 jugadores de fútbol universitario de la división 1 en América del Norte murieron repentinamente sin haber experimentado un trauma físico de antemano. Nueve de esos hombres tenían una sola copia del alelo falciforme. Es probable que esto contribuyó a su muerte.

Varias otras afecciones heredadas genéticamente pueden proporcionar cierto grado de inmunidad a la malaria en regiones del mundo en las que el rasgo de células falciformes es poco común. La talasemia y la deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD) pueden estar en esta categoría. Ocurren especialmente entre personas en el sur de Asia y alrededor de la cuenca del Mediterráneo. Ambas condiciones resultan en anemia severa. Como en el caso del rasgo de células falciformes, esta anemia aparentemente convierte a las víctimas en malos huéspedes para los plasmodios de la malaria. Es probable que estas tres anomalías hereditarias de la sangre sean soluciones biológicas al problema de sobrevivir a la dura selección natural causada por la malaria.

NOTA: La segunda forma más común de malaria en África es causada por Plasmodium vivax. La naturaleza seleccionó por inmunidad a ella a través de un tipo de sangre inusual. Las personas que carecen del antígeno del grupo sanguíneo Duffy son inmunes. Es común que los africanos subsaharianos (88-100%) no produzcan este antígeno. Asimismo, es común entre los afroamericanos (68%). Es muy probable que esto sea el resultado de una selección natural continua durante un largo período de tiempo. Una mutación en el gen responsable de producir glucosa-6-fosfato deshidrogenasa aparentemente también protege contra la forma vivax de la malaria.


Selección contra el heterocigoto y uno de los homocigotos

Si la selección natural está en contra de un alelo en genotipos homocigotos y heterocigotos, la tasa de cambio en las frecuencias del acervo genético generalmente será mucho más rápida. De hecho, puede resultar en la eliminación del alelo objetivo en solo una generación. Por ejemplo, si los individuos con genotipos aa y Aa no se reproducen, solo las personas AA aportarán sus genes a la próxima generación; los descendientes solo heredarán los alelos "A". Ésta es una forma extrema de selección direccional.

Selección contra el heterocigoto y uno de los homocigotos (Aa y aa)
Posible padre
patrones de apareamiento
Genotipos de descendencia esperados
Automóvil club británico Automóvil club británico Automóvil club británico

AA X AA

4

Total

4
( 100% )

0
( 0% )

0
( 0% )

Hay al menos 5.000 anomalías y enfermedades humanas heredadas genéticamente. Aparentemente, muchos de ellos, si no la mayoría, son causados ​​por alelos recesivos. Por lo general, estos alelos son portados sin síntomas por individuos heterocigotos (Aa) y solo se seleccionan del acervo genético cuando nacen niños homocigotos recesivos (aa). Para que la humanidad se libere rápidamente de estas enfermedades, tendría que haber selección contra los individuos recesivos tanto heterocigotos como homocigotos. Sin embargo, esta forma extrema de selección natural es muy rara.

Las pruebas genéticas y el asesoramiento ahora a menudo tienen como objetivo disuadir a los portadores heterocigotos de alelos recesivos dañinos para que no se reproduzcan. El rasgo de células falciformes y la enfermedad de Tay-Sachs han sido el foco principal de esta campaña de salud en América del Norte. Ha sido particularmente eficaz entre la población judía Ashkenazi (Europa del Este) en los Estados Unidos. Si bien tienen una frecuencia muy alta del alelo de la enfermedad de Tay-Sachs, la cantidad de sus hijos que ahora nacen con ella es baja debido a decisiones personales difíciles que muchos judíos toman basándose en pruebas genéticas y educación. Al optar por no tener hijos, las personas que portan el alelo recesivo no lo transmiten. El intento de eliminar el rasgo de células falciformes ha tenido menos éxito entre los afroamericanos.


Selección contra el heterocigoto

Cuando la selección natural es solo contra heterocigotos, habrá cuatro patrones de apareamiento exitosos (como se muestra en la tabla a continuación). Esto normalmente dará como resultado que la mitad de los niños sean heterocigotos (Aa).

Selección contra heterocigotos (Aa)
Posible padre
patrones de apareamiento
Genotipos de descendencia esperados
Automóvil club británico Automóvil club británico Automóvil club británico

AA X AA

4

AA X aa 4
aa X AA 4
aa X aa 4
Total 4
( 25% )

8
( 50% )

4
( 25% )

Sin embargo, si la selección natural elimina a los heterocigotos en la infancia, la población reproductora adulta estará genéticamente polarizada. La mitad será normalmente homocigótica dominante (AA) y la mitad será homocigótica recesiva (aa) (como se muestra en la tabla siguiente). Esto se ha denominado selección disruptiva porque se favorecen ambos extremos.

Selección contra heterocigotos (Aa)
Posible padre
patrones de apareamiento
Genotipos de descendencia esperados
Automóvil club británico Automóvil club británico Automóvil club británico

AA X AA

4

AA X aa ( 4 )
aa X AA ( 4 )
aa X aa 4
Total 4
( 50% )

0

4
( 50% )


Selección contra todos los genotipos

Cuando la naturaleza selecciona completamente contra todos los genotipos (AA, Aa, aa), el resultado es que ninguno de los dos alelos aparecerá en la próxima generación. Más importante aún, se producirá la extinción de la población ya que todos los genotipos están en desventaja selectiva.


Complicaciones de la selección natural

En todos los ejemplos de selección natural dados hasta ahora, se ha asumido que solo hay dos alelos de cada gen. Sin embargo, algunos rasgos están controlados por muchos más alelos. Además, las reglas simples de dominación mendeliana no siempre se cumplen, especialmente en el caso de los rasgos poligénicos. Debe asumirse que la forma en que la naturaleza selecciona a favor o en contra de tales rasgos puede ser más compleja de lo que se describe aquí.

A través de la tecnología creada por la cultura, los humanos modernos han podido alterar la presión selectiva a favor o en contra de ciertos genes. Esto es principalmente una consecuencia de dos acciones que están teniendo un profundo impacto en nuestro acervo genético humano. Es muy probable que hayamos aumentado la tasa de mutación al liberar inadvertidamente muchas sustancias químicas mutagénicas y radiación en nuestro medio ambiente. Al mismo tiempo, la medicina moderna ha reducido la discriminación contra los genes que causan enfermedades nocivas al desarrollar curas para lo que anteriormente habían sido condiciones fatales. En el pasado, estos genes generalmente fueron eliminados de nuestro acervo genético por selección natural, matando a quienes los portaban. Una forma de cáncer de ojo en niños pequeños, conocida como retinoblastoma, proporciona un ejemplo de este fenómeno. Es una enfermedad rara que afecta solo a aproximadamente 4 de cada millón de bebés. Dado que es un rasgo dominante, tanto los genotipos homocigotos dominantes como los heterocigotos resultan en retinoblastoma. Antes del desarrollo de procedimientos quirúrgicos para tratar este cáncer, prácticamente siempre era fatal. Sus víctimas murieron antes de que pudieran transmitirlo a otra generación. La mayoría de los casos nuevos probablemente fueron el resultado de mutaciones extremadamente raras en las células sexuales. Con un tratamiento adecuado, el 70% de los pacientes ahora pueden sobrevivir al retinoblastoma y pueden transmitirlo al menos al 50% de su descendencia. Como resultado de evitar que los niños sufran y mueran a causa de una enfermedad horrible, hemos aumentado la probabilidad de que nazcan más niños con ella. Esto hará que dependamos cada vez más de los nuevos y costosos procedimientos de tratamiento médico. ¿Esto esta mal? La mayoría de nosotros diría que por supuesto que no. Moralmente no podemos hacer otra cosa. No podemos dejar que los niños mueran si podemos evitarlo. Sin embargo, crea un dilema cada vez mayor para la humanidad. Potencialmente estamos acumulando una carga genética cada vez mayor de genes dañinos porque hemos obstaculizado la capacidad de la naturaleza para eliminarlos de nuestro acervo genético.

Selección no natural: los próximos pasos de la evolución humana - grabación de audio de una entrevista de NPR de
John Hawks, antropólogo y genetista de la Universidad de Wisconsin, Madison
sobre los efectos de la tecnología médica moderna en la evolución humana actual.
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Este escenario negativo para la intervención humana en la selección natural no es la única posibilidad para el futuro. También podríamos usar sabiamente nuestro conocimiento de la genética para seleccionar rasgos deseables. El siguiente video presenta este tipo de plan para el control humano de aspectos importantes de nuestra evolución futura.

¿Estamos preparados para la neo-evolución? --Dr. Harvey Fineberg presenta el argumento a favor de
controlar la dirección de la evolución humana a través de la manipulación del ADN y seleccionar para positivo
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Copyright 1997 - 20 13 por Dennis O'Neil. Reservados todos los derechos.
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Métodos

Creación de una base de datos global de frecuencias alélicas de células falciformes

En la Figura 5 se proporciona una descripción esquemática de los métodos utilizados. Para identificar publicaciones con datos de frecuencia de alelos de HbS, se llevó a cabo una búsqueda de datos electrónicos exhaustiva utilizando PubMed (http://www.pubmed.gov), ISI Web of Knowledge (http: //isiwebofknowledge.com) y Scopus (http://www.scopus.com), utilizando la siguiente cadena de palabras clave: 'células falciformes' o 'hemoglobina S' o 'hemoglobina S' o 'Hb S'. Las búsquedas iniciales se realizaron el 12 de diciembre de 2007 y se actualizaron el 20 de octubre de 2009. En el tres bases de datos respectivas y exportadas mediante software de gestión bibliográfica. Luego se agregaron las 2220 referencias de la extensa pero desactualizada base de datos de Livingstone sobre frecuencias de variantes de hemoglobina 5. Los duplicados se eliminaron manualmente. Los títulos y resúmenes, cuando estaban disponibles, se revisaron luego para identificar referencias que cumplieran con los siguientes criterios de selección: primero, que la muestra de población fuera representativa de una población indígena. Cuando varias encuestas incluyeron subconjuntos similares de muestras de población, solo se incluyó la más grande, siempre que se cumplieran todos los demás criterios de inclusión. Cuando varias encuestas eran totalmente independientes, cada encuesta se incluía en el modelo. Pocos estudios correspondieron a una muestra puramente aleatoria o universal de la población estudiada, por lo que se incluyeron todas las muestras no seleccionadas. Se excluyeron los estudios de pacientes, con drepanocitosis o cualquier otra afección. Consideramos a la población encuestada como indígena, si no se disponía de información del autor para sospechar que la población no evolucionó localmente en relación con la prevalencia histórica de la malaria. Por lo tanto, se excluyeron las poblaciones no nativas encuestadas en las Américas o Europa Occidental, por ejemplo. Se excluyeron las encuestas que encuestaban explícitamente a un grupo étnico específico, no representativo de la población general en el sitio de muestreo. Aunque la información del grupo étnico se registró cuando estaba disponible, no se utilizó en el modelo debido a (i) la inconsistencia de la información proporcionada por las fuentes y las definiciones de grupo étnico utilizadas y (ii) los resultados locales contradictorios en la relación entre el origen étnico y la frecuencia de alelos de la HbS. En segundo lugar, se necesitaban detalles sobre el número de individuos muestreados y sobre los genotipos AA y AS identificados. Por tanto, se excluyeron las fuentes que informaron una frecuencia alélica pero sin tamaño de muestra. Debido a (i) la complejidad del estado de compuestos múltiples cuando la HbS se hereda con otra variante estructural, hemoglobina C o HbE, o con una talasemia, α- o β-, (ii) el pequeño número de individuos involucrados (aparte de en los países mediterráneos) y (iii) las inconsistencias en la identificación de tales casos, estos individuos no fueron incluidos en los cálculos de la frecuencia alélica HbS. En tercer lugar, la descripción de la encuesta debía ser espacialmente explícita para que pudiera georreferenciarse (ver más abajo). Utilizando estos estrictos criterios de inclusión, identificamos 278 referencias con datos que nos permiten calcular una frecuencia alélica para HbS (ver Referencias complementarias 64–342). Los datos sobre ausencias de HbS en poblaciones, como los nativos americanos, también se incluyeron en este estudio, ya que generalmente constituían puntos de datos aislados que son muy informativos para un modelo predictivo global. Por último, los datos de genotipos recopilados por el Consorcio de la Red de Epidemiología Genómica de la Malaria (MalariaGEN, http://www.malariagen.net) 25 se agregaron a la base de datos, ya que representan una fuente importante de datos estandarizados de países donde la malaria es endémica.

Los diamantes azules describen los datos de entrada. Los recuadros naranjas indican modelos y procedimientos experimentales. Las barras verdes indican datos de salida.

Georreferenciación

Utilizamos el procedimiento de georreferenciación desarrollado por Malaria Atlas Project (MAP, http://www.map.ox.ac.uk), que se describe en Guerra et al. 42 Se pudieron encontrar coordenadas geográficas para 459 muestras de población, ubicadas como puntos (& lt10 km 2). El centroide de polígonos se utilizó para las 314 muestras de población que podrían georreferenciarse a nivel de distrito (unidad admin2) oa un área más pequeña claramente definida por el autor (por ejemplo, mapa detallado del área de estudio). Se excluyeron los estudios que solo podían ubicarse a nivel de provincia (unidad administrativa 1) o país (unidad administrativa 0).

Creación de un mapa continuo de la frecuencia de los alelos de células falciformes

Se utilizó el número de individuos con genotipos AA y AS para calcular las frecuencias alélicas. Todos los individuos descritos como falciformes se consideraron heterocigotos (AS). Se asumió que todos los individuos con SS murieron poco después del nacimiento, lo que significa que descartamos los pocos registros de individuos con SS en la base de datos. El análisis preliminar (no mostrado) indicó que las funciones de verosimilitud resultantes en puntos con individuos SS fueron muy similares a las obtenidas usando los supuestos estándar de Hardy-Weinberg. Incluso hoy en día, los servicios médicos para mejorar la supervivencia de los pacientes con anemia falciforme (SS) rara vez están disponibles fuera de los países económicamente desarrollados, donde la carga de la anemia falciforme es mayor, y habrían sido más rudimentarios antes de la década de 1990, cuando dos tercios de las encuestas se llevaron a cabo. Por lo tanto, parece razonable suponer que es poco probable que los pocos individuos homocigotos de HbS supervivientes afecten sustancialmente las estimaciones de frecuencia de alelos de HbS. Cuando solo se proporcionó una frecuencia alélica y el tamaño de la muestra, se calculó el número de individuos AA y AS asumiendo que los genotipos de los recién nacidos estaban en proporciones Hardy-Weinberg pero que todos los individuos SS habían muerto en el momento de las encuestas. El tamaño de la muestra se volvió a calcular como la suma de los individuos AA y AS. La información sobre la edad no se pudo tener en cuenta, ya que solo se proporcionó en el 45% de las fuentes. Entre estos, se tomaron muestras de sangre del cordón umbilical / recién nacidos (norte= 23,152), niños (norte= 26,205), adultos (norte= 219,966) y grupos mixtos (norte= 78,111). Las entradas al modelo geoestadístico fueron las coordenadas de la población estudiada (lat / long en grados decimales, WGS84) y el número de individuos AS (positivos) y AA (negativos). Se ajustó a estos datos un modelo geoestadístico bayesiano que implica una función de covarianza anidada de dos partes y se utilizaron 500.000 iteraciones de Monte-Carlo de la cadena de Markov 43 para predecir las frecuencias alélicas de HbS en ubicaciones no muestreadas y generar mapas continuos. Debido a la alta heterogeneidad de las frecuencias de los alelos en las áreas en las que está presente la HbS, el pequeño conjunto de ausencias de HbS, por ejemplo, en las Américas, no fue suficiente para descartar la posibilidad de que la frecuencia de los alelos de la HbS pudiera ser relativamente alta en algunos lugares. Por esa razón, la distribución predictiva posterior de las frecuencias alélicas en las Américas tendía a tener una cola larga a la derecha, y las estimaciones puntuales de la frecuencia alélica tendían a ser sorprendentemente altas. Se utilizó una muestra reducida del 10% de los datos para mapear varias estadísticas resumidas de la distribución predictiva posterior de la frecuencia de alelos de HbS en ubicaciones no muestreadas. Para validar las predicciones del modelo, se repitió el análisis con el 90% del conjunto de datos y se evaluaron las predicciones en las ubicaciones de los puntos de datos retenidos. Consulte Métodos complementarios para obtener detalles sobre el análisis estadístico.

Comparación con un mapa previo al control de la endemicidad de la malaria

A finales de la década de 1960, un equipo de investigadores rusos realizó una síntesis de registros históricos, documentos y mapas de varios índices malariométricos utilizados para registrar la endemicidad de la malaria 29. Combinada con la opinión de expertos y los datos sobre temperatura y lluvia, esta revisión les permitió crear un mapa global único de la distribución previa al control de la malaria, en el pico de su distribución hipotética 44. Elegimos utilizar este mapa de la malaria por las razones que se detallan en Métodos complementarios. Al igual que los diagramas de caja tradicionales, los diagramas de violín permiten la comparación de una variable semicontinua (frecuencia alélica HbS) con una variable categórica (clase de endemicidad de malaria). Además, muestran la distribución de densidad de las observaciones o predicciones. El análisis de las parcelas de violín de las frecuencias alélicas dentro de cada clase de endemicidad está respaldado por una interpretación visual de las parcelas. Para cuantificar las diferencias entre las clases de endemicidad de malaria, calculamos la probabilidad de encontrar una frecuencia de alelos más alta en una clase que en la clase inmediatamente inferior sobre la base de su patrón geográfico. La distribución predictiva posterior de la media de área de la frecuencia alélica de la HbS en cada clase de endemicidad se representó por región (Fig. 4). Luego se calculó la probabilidad posterior de un aumento en la frecuencia media de los alelos de HbS por área para cada par de clases consecutivas de endemicidad de la malaria, junto con los errores estándar de Monte-Carlo asociados con esas estimaciones. Las probabilidades de cero y uno indican que la frecuencia del alelo HbS en una clase de endemicidad es ciertamente menor o mayor, respectivamente, que en la clase adyacente. Una probabilidad de 0,5 corresponde a una probabilidad igual de aumento o disminución. Se proporcionan más detalles en Métodos complementarios. Estas comparaciones se han realizado a nivel mundial y regional para Europa y África, y para Asia. La separación en estas dos regiones se basó en los distintos haplotipos que ocurren al este y al oeste de Arabia Saudita (ver Fig. 1a) 19,37.


Contenido

Las especies exóticas o naturalizadas son aquellas especies que no son nativas de un área pero que están establecidas, y aquellas que son una amenaza para las especies nativas y la biodiversidad a menudo se denominan especies invasoras. [13] El término "invasivo" está mal definido y a menudo es muy subjetivo. [14] Las especies invasoras pueden ser plantas, animales, hongos y microbios, algunas también incluyen especies nativas que han invadido hábitats humanos como granjas y paisajes. [15] Algunos amplían el término para incluir especies indígenas o "nativas" que han colonizado áreas naturales. [14] La definición de "nativo" también es a veces controvertida. Por ejemplo, los antepasados ​​de Equus ferus (caballos modernos) evolucionaron en América del Norte y se irradiaron a Eurasia antes de extinguirse localmente. Al regresar a América del Norte en 1493, durante su migración asistida por humanos, es discutible si eran nativos o exóticos del continente de sus ancestros evolutivos. [dieciséis]

Si bien el estudio de las especies invasoras se puede realizar dentro de muchos subcampos de la biología, la mayor parte de la investigación sobre organismos invasores se ha realizado dentro del campo de la ecología y la geografía, donde el tema de las invasiones biológicas es especialmente importante. Gran parte del estudio de las especies invasoras ha sido influenciado por el libro de Charles Elton de 1958 La ecología de la invasión de animales y plantas que se basó en la cantidad limitada de investigación realizada en campos dispares para crear una imagen generalizada de las invasiones biológicas. [17] [18] Los estudios sobre especies invasoras se mantuvieron escasos hasta la década de 1990, cuando la investigación en el campo experimentó una gran cantidad de crecimiento que continúa hasta el día de hoy. [18] Esta investigación, que ha consistido principalmente en estudios de observación de campo, se ha preocupado de manera desproporcionada con las plantas terrestres. [18] El rápido crecimiento del campo ha impulsado la necesidad de estandarizar el lenguaje utilizado para describir especies y eventos invasores. A pesar de esto, existe poca terminología estándar dentro del estudio de las especies invasoras que en sí mismo carece de una designación oficial pero que comúnmente se conoce como "ecología de invasión" o más generalmente "biología de invasión". [17] [18] Esta falta de terminología estándar es un problema significativo, y ha surgido en gran parte debido a la naturaleza interdisciplinaria del campo que toma prestados términos de numerosas disciplinas como agricultura, zoología y patología, así como debido a estudios sobre Las especies invasoras se realizan comúnmente de forma aislada unas de otras. [17]

Nomenclatura de Colautti y MacIsaac [14]
Escenario Característica
0 Propágulos que residen en una región donante
I De viaje
II Introducido
III Localizado y numéricamente raro
IVa Extendido pero raro
IVb Localizado pero dominante
V Extendido y dominante

En un intento por evitar el vocabulario ambiguo, subjetivo y peyorativo que tan a menudo acompaña la discusión de las especies invasoras incluso en los artículos científicos, Colautti y MacIsaac propusieron un nuevo sistema de nomenclatura basado en la biogeografía más que en los taxones. [14]

Al descartar la taxonomía, la salud humana y los factores económicos, este modelo se centró solo en los factores ecológicos. El modelo evaluó poblaciones individuales en lugar de especies enteras. Clasificó a cada población en función de su éxito en ese entorno. Este modelo se aplicó por igual a las especies autóctonas e introducidas, y no clasificó automáticamente las introducciones exitosas como dañinas.

El Centro Nacional de Información sobre Especies Invasoras del USDA define las especies invasoras de manera muy estricta. De acuerdo con la Orden Ejecutiva 13112, "'Especies invasoras' significa una especie exótica cuya introducción causa o es probable que cause daño económico o ambiental o daño a la salud humana". [19]

Por lo general, una especie introducida debe sobrevivir a bajas densidades de población antes de que se convierta en invasora en una nueva ubicación. [20] Con densidades de población bajas, puede ser difícil para las especies introducidas reproducirse y mantenerse en una nueva ubicación, por lo que una especie puede llegar a una ubicación varias veces antes de establecerse. Los patrones repetidos de movimiento humano, como los barcos que navegan hacia y desde los puertos o los automóviles que suben y bajan por las carreteras, ofrecen oportunidades repetidas de establecimiento (también conocido como alta presión de propágulos). [21] Los científicos incluyen factores de ecosistemas y especies entre los mecanismos que, cuando se combinan, establecen la capacidad de invasión en una especie recién introducida.

Mecanismos basados ​​en ecosistemas Editar

En los ecosistemas, la cantidad de recursos disponibles y la medida en que los organismos utilizan esos recursos determinan los efectos de especies adicionales en el ecosistema. En ecosistemas estables, existe equilibrio en el uso de los recursos disponibles. Estos mecanismos describen una situación en la que el ecosistema ha sufrido una perturbación, lo que cambia la naturaleza fundamental del ecosistema. [22]

Cuando ocurren cambios como un incendio forestal, la sucesión normal favorece las hierbas y hierbas nativas. Una especie introducida que puede propagarse más rápido que los nativos puede utilizar recursos que habrían estado disponibles para las especies nativas, exprimiéndolas. El nitrógeno y el fósforo son a menudo los factores limitantes en estas situaciones. [23]

Cada especie ocupa un nicho en su ecosistema nativo, algunas especies cumplen roles amplios y variados, mientras que otras son altamente especializadas. Algunas especies invasoras llenan nichos que no son utilizados por especies nativas y también pueden crear nuevos nichos. [24] Un ejemplo de este tipo se puede encontrar en el Lampropholis delicata especies de eslizón. La invasión es más probable en ecosistemas similares a aquel en el que evolucionó el invasor potencial. [4]

Los cambios en los ecosistemas pueden alterar la distribución de las especies. Por ejemplo, los efectos de borde describen lo que sucede cuando se altera parte de un ecosistema, como cuando se despeja la tierra para la agricultura. El límite entre el hábitat que permanece inalterado y la tierra recién despejada forma un hábitat distinto, creando nuevos ganadores y perdedores y posiblemente albergando especies que no prosperarían fuera del hábitat límite. [25]

En 1958, Charles S. Elton [26] afirmó que los ecosistemas con mayor diversidad de especies estaban menos sujetos a especies invasoras debido a la menor cantidad de nichos disponibles. Más tarde, otros ecólogos señalaron ecosistemas muy diversos, pero muy invadidos, y argumentaron que los ecosistemas con una alta diversidad de especies eran más susceptibles a la invasión. [27]

Este debate giraba en torno a la escala espacial a la que se realizaban los estudios de invasión, y la cuestión de cómo la diversidad afecta la susceptibilidad seguía sin resolverse a partir de 2011. Los estudios a pequeña escala tendían a mostrar una relación negativa entre diversidad e invasión, mientras que los estudios a gran escala tendían a mostrar el reverso. El último resultado puede ser un efecto secundario de la capacidad de las invasoras para capitalizar la mayor disponibilidad de recursos y las interacciones de especies más débiles que son más comunes cuando se consideran muestras más grandes. [28] [29] Sin embargo, este patrón dependiente de la escala espacial de los efectos de la invasión sobre la diversidad no parece ser cierto cuando el invasor es un vertebrado. [6]

Los ecosistemas insulares pueden ser más propensos a la invasión porque sus especies enfrentan pocos competidores y depredadores fuertes, o porque su distancia de las poblaciones de especies colonizadoras hace que sea más probable que tengan nichos "abiertos". [30] Un ejemplo de este fenómeno es la aniquilación de las poblaciones de aves nativas en Guam por la invasora serpiente de árbol marrón. [31] Por el contrario, los ecosistemas invadidos pueden carecer de los competidores y depredadores naturales que frenan el crecimiento de las invasoras en sus ecosistemas nativos.

En islas pequeñas, las aves nativas pueden no haber volado debido a la ausencia de depredadores antes de las introducciones. Estas aves no pueden escapar fácilmente del peligro que les suponen los depredadores introducidos. La tendencia de los rieles en particular a desarrollar formas no voladoras en las islas los ha hecho vulnerables y ha llevado a un número desproporcionado de extinciones en esa familia.

Las islas de Hawái tienen muchas especies invasoras que afectan a las plantas y animales nativos de las islas. Los insectos invasores, las plantas, los animales con pezuñas como los ciervos, las cabras y los cerdos ponen en peligro las plantas nativas, los caracoles de lobo rosados ​​de África se alimentan de los caracoles nativos de la isla y plantas como el helecho arborescente australiano y Miconia calvescens sombrear las plantas nativas. Las poblaciones de pequeñas hormigas bravas introducidas en Hawái pueden tener importantes impactos negativos en los animales, los cultivos y los seres humanos. El camaleón con velo y el camaleón de Jackson tienen un gran impacto en la ecología de Hawái.

En Nueva Zelanda, las primeras especies invasoras fueron los perros y las ratas traídas por los colonos polinesios alrededor de 1300. [32] [33] Los gatos, traídos más tarde por los europeos, han tenido un efecto devastador sobre las aves nativas, especialmente porque muchas aves de Nueva Zelanda no pueden volar. . Los conejos, introducidos como fuente de alimento por los marineros en el siglo XIX, se han convertido en una gran molestia para los agricultores, especialmente en la Isla Sur. La aulaga común, originalmente una planta de cobertura nativa de Europa occidental, se introdujo en Nueva Zelanda con el mismo propósito, pero crece agresivamente y amenaza con destruir las plantas nativas en gran parte del país y, por lo tanto, se erradica de forma rutinaria. Los bosques nativos se ven fuertemente afectados por varias especies de ciervos de América del Norte y Europa y por la zarigüeya australiana. Todas estas especies exóticas han prosperado en el medio ambiente de Nueva Zelanda.

La colonización de la isla de Madagascar ha introducido especies exóticas de plantas y animales que han alterado significativamente el paisaje de la isla. [34] Esto es el resultado de perturbaciones provocadas por el hombre en los ecosistemas presentes. La perturbación más conocida es la tala extensiva. [35] Esto permite la invasión de especies exóticas que se establecen en los espacios creados. Algunas de las especies de plantas invasoras en Madagascar incluyen la tuna (Opuntia spp.) y acacia plateada (Acacia dealbata). [36] El jacinto de agua (Eichhornia crassipes), una de las especies de plantas invasoras más comunes del mundo, ha llegado a Madagascar durante las últimas décadas. [37] Esta planta tiene un impacto financiero en Madagascar, ya que se utilizan muchos recursos para intentar limitar la propagación. La planta ocupa cuencas de lagos y otros cuerpos de agua. Forma esteras densas con sus raíces sobre la superficie del agua y limita la penetración de la luz que impacta a los organismos acuáticos. [38] Sin embargo, esta planta se está utilizando ahora en fertilizantes y bolsas de papel y para la limpieza de desechos biológicos. [38]

Los ecosistemas invadidos pueden haber experimentado perturbaciones, generalmente inducidas por el hombre. [4] Tal perturbación puede dar a las especies invasoras la oportunidad de establecerse con menos competencia de los nativos menos capaces de adaptarse a un ecosistema perturbado. [20] Los principales efectos geomorfológicos de las plantas invasoras son la bioconstrucción y la bioprotección. Por ejemplo, kudzu (Pueraria montana), una enredadera originaria de Asia, se introdujo ampliamente en el sureste de los Estados Unidos a principios del siglo XX para controlar la erosión del suelo. Los principales efectos geomorfológicos de los animales invasores son la bioturbación, la bioerosión y la bioconstrucción. Por ejemplo, las invasiones del cangrejo mitón chino (Eriocheir sinensis) han dado lugar a tasas más altas de bioturbación y bioerosión. [39]

Mecanismos basados ​​en especies Editar

Si bien todas las especies compiten por sobrevivir, las especies invasoras parecen tener rasgos específicos o combinaciones específicas de rasgos que les permiten superar a las especies nativas. En algunos casos, la competencia se trata de tasas de crecimiento y reproducción. En otros casos, las especies interactúan entre sí de forma más directa.

Los investigadores no están de acuerdo sobre la utilidad de los rasgos como marcadores de invasividad. Un estudio encontró que, de una lista de especies invasoras y no invasoras, el 86% de las especies invasoras podrían identificarse solo a partir de los rasgos. [40] Otro estudio encontró que las especies invasoras tendían a tener solo un pequeño subconjunto de los supuestos rasgos y que muchos rasgos similares se encontraron en especies no invasoras, requiriendo otras explicaciones. [40] [41] [42] Los rasgos comunes de las especies invasoras incluyen los siguientes:

  • Crecimiento rápido
  • Reproducción rápida
  • Alta capacidad de dispersión (la capacidad de alterar la forma de crecimiento para adaptarse a las condiciones actuales)
  • Tolerancia a una amplia gama de condiciones ambientales (competencia ecológica)
  • Capacidad para vivir de una amplia gama de tipos de alimentos (generalista)
  • Asociación con humanos [4]
  • Invasiones exitosas anteriores [43]

Una especie introducida puede volverse invasora si puede competir con las especies nativas por recursos como nutrientes, luz, espacio físico, agua o alimentos. Si estas especies evolucionaron bajo una gran competencia o depredación, entonces el nuevo entorno puede albergar menos competidores capaces, permitiendo que el invasor prolifere rápidamente. Los ecosistemas que las especies nativas están utilizando en su máxima capacidad pueden modelarse como sistemas de suma cero en los que cualquier ganancia para el invasor es una pérdida para el nativo. Sin embargo, tal superioridad competitiva unilateral (y extinción de especies nativas con poblaciones aumentadas del invasor) no es la regla. [27] [44] Las especies invasoras a menudo coexisten con especies nativas durante un tiempo prolongado y, gradualmente, la capacidad competitiva superior de una especie invasora se hace evidente a medida que su población crece y se vuelve más densa y se adapta a su nueva ubicación.

Una especie invasora podría utilizar recursos que antes no estaban disponibles para las especies nativas, como fuentes de aguas profundas a las que se accede por una raíz principal o la capacidad de vivir en tipos de suelo previamente deshabitados. Por ejemplo, goatgrass con púas (Aegilops triuncialis) se introdujo en California en suelos serpentinos, que tienen baja retención de agua, bajos niveles de nutrientes, una alta proporción de magnesio / calcio y posible toxicidad por metales pesados. Las poblaciones de plantas en estos suelos tienden a mostrar una baja densidad, pero el pasto de cabra puede formar rodales densos en estos suelos y desplazar a las especies nativas que se han adaptado mal a los suelos serpentinos. [45]

Las especies invasoras pueden alterar su entorno liberando compuestos químicos, modificando factores abióticos o afectando el comportamiento de los herbívoros, creando un impacto positivo o negativo en otras especies. Algunas especies, como Kalanchoe daigremontana, producen compuestos alelopáticos, que podrían tener un efecto inhibidor sobre especies competidoras e influir en algunos procesos del suelo como la mineralización de carbono y nitrógeno. [46] Otras especies como Stapelia gigantea Facilita el reclutamiento de plántulas de otras especies en ambientes áridos proporcionando condiciones microclimáticas apropiadas y previniendo la herbivoría en las primeras etapas de desarrollo. [47]

Otros ejemplos son Centaurea solstitialis (silbido de inicio amarillo) y Centaurea diffusa (mala hierba difusa). Estas malas hierbas nocivas de Europa del Este se han extendido por los estados de la costa oeste y oeste. Los experimentos muestran que la 8-hidroxiquinolina, una sustancia química producida en la raíz de C. diffusa, tiene un efecto negativo solo en las plantas que no han evolucionado conjuntamente con él. Estas plantas nativas coevolucionadas también han desarrollado defensas. C. diffusa y C. solstitialis no parecen en sus hábitats nativos ser competidores abrumadoramente exitosos. El éxito o la falta de éxito en un hábitat no implica necesariamente el éxito en otros. Por el contrario, examinar los hábitats en los que una especie tiene menos éxito puede revelar nuevas armas para derrotar la invasión. [48] ​​[49]

Los cambios en los regímenes de incendios son otra forma de facilitación. Bromus tectorum, originario de Eurasia, está muy adaptado al fuego. No solo se propaga rápidamente después de la quema, sino que también aumenta la frecuencia e intensidad (calor) de los incendios al proporcionar grandes cantidades de detritos secos durante la temporada de incendios en el oeste de América del Norte. En áreas donde está muy extendido, ha alterado tanto el régimen de fuego local que las plantas nativas no pueden sobrevivir a los incendios frecuentes, lo que permite B. tectorum para extender y mantener aún más el dominio en su rango introducido. [50]

La facilitación ecológica también ocurre cuando una especie modifica físicamente un hábitat en formas que son ventajosas para otras especies. Por ejemplo, los mejillones cebra aumentan la complejidad del hábitat en el fondo de los lagos, proporcionando grietas en las que viven los invertebrados. Este aumento de complejidad, junto con la nutrición proporcionada por los productos de desecho de los mejillones que se alimentan por filtración, aumenta la densidad y diversidad de las comunidades de invertebrados bentónicos. [51]

Los estudios de especies invasoras han demostrado que las especies introducidas tienen un gran potencial de adaptación rápida. Esto explica cuántas especies introducidas pueden establecerse y volverse invasoras en nuevos entornos. Además, la velocidad a la que se puede propagar una especie invasora puede ser difícil de determinar por los biólogos, ya que el crecimiento de la población se produce de forma geométrica, en lugar de linealmente. [52] Cuando los cuellos de botella y los efectos fundadores causan una gran disminución en el tamaño de la población y pueden restringir la variación genética, [53] los individuos comienzan a mostrar una variación aditiva en oposición a la variación epistática. Esta conversión en realidad puede conducir a una mayor variación en las poblaciones fundadoras, lo que luego permite una rápida evolución adaptativa. [54] Después de los eventos de invasión, la selección puede actuar inicialmente sobre la capacidad de dispersión, así como sobre la tolerancia fisiológica a los nuevos factores estresantes en el ambiente.La adaptación procede entonces a responder a las presiones selectivas del nuevo entorno. Es muy probable que estas respuestas se deban a la temperatura y al cambio climático, o la presencia de especies nativas, ya sean depredadores o presas. [55] Las adaptaciones incluyen cambios en la morfología, fisiología, fenología y plasticidad.

La rápida evolución adaptativa de estas especies conduce a crías que tienen una mayor aptitud y se adaptan mejor a su entorno. La plasticidad fenotípica intraespecífica, la evolución previa a la adaptación y posterior a la introducción son factores importantes en la evolución adaptativa. [56] La plasticidad en las poblaciones permite que los cambios se adapten mejor al individuo en su entorno. Esto es clave en la evolución adaptativa porque el objetivo principal es cómo adaptarse mejor al ecosistema en el que se ha introducido la especie. La capacidad de lograr esto lo más rápido posible conducirá a una población con una aptitud muy alta. Las preadaptaciones y la evolución después de la introducción inicial también juegan un papel en el éxito de las especies introducidas. Si la especie se ha adaptado a un ecosistema similar o contiene rasgos que se adaptan bien al área donde se introduce, es más probable que le vaya mejor en el nuevo entorno. Esto, además de la evolución que tiene lugar después de la introducción, determina si la especie podrá establecerse en el nuevo ecosistema y si se reproducirá y prosperará.

La hipótesis de la liberación del enemigo establece que el proceso de evolución ha llevado a que todos los ecosistemas tengan un equilibrio ecológico. Cualquier especie no puede ocupar la mayor parte del ecosistema debido a la presencia de competidores, depredadores y enfermedades. Las especies introducidas que se trasladan a un hábitat nuevo pueden volverse invasoras cuando estos controles (competidores, depredadores y enfermedades) no existen en el nuevo ecosistema. La ausencia de controles apropiados conduce a un rápido crecimiento de la población. [57]

Las especies no nativas tienen muchos vectores, incluidos los vectores biogénicos, pero la mayoría de las invasiones están asociadas con la actividad humana. Las extensiones de rango natural son comunes en muchas especies, pero la tasa y la magnitud de las extensiones mediadas por humanos en estas especies tienden a ser mucho mayores que las extensiones naturales, y los humanos típicamente llevan especímenes a distancias mayores que las fuerzas naturales. [58]

Un vector humano temprano ocurrió cuando los humanos prehistóricos introdujeron la rata del Pacífico (Rattus exulans) a Polinesia. [59]

Los vectores incluyen plantas o semillas importadas para la horticultura. El comercio de mascotas mueve a los animales a través de las fronteras, donde pueden escapar y convertirse en invasores. Los organismos se esconden en los vehículos de transporte. Entre los profesionales de la biología de la invasión, el consenso abrumador es que la transferencia accidental asistida por humanos es la principal causa de las introducciones, además de las regiones polares. [60] Las enfermedades también pueden ser transmitidas por insectos invasores como el psílido asiático de los cítricos y la enfermedad bacteriana del enverdecimiento de los cítricos. [61]

La llegada de propágulos invasores a un nuevo sitio es una función de la invasibilidad del sitio. [62]

También se han introducido especies de forma intencionada. Por ejemplo, para sentirse más "en casa", los colonos estadounidenses formaron "Sociedades de Aclimatación" que importaban repetidamente aves nativas de Europa a América del Norte y otras tierras lejanas. En 2008, los trabajadores postales estadounidenses en Pensilvania notaron ruidos provenientes del interior de una caja de Taiwán, la caja contenía más de dos docenas de escarabajos vivos. Los entomólogos del Servicio de Investigación Agrícola los identificaron como el escarabajo rinoceronte, el escarabajo Hércules y el escarabajo ciervo real. [63] Debido a que estas especies no eran nativas de los EE. UU., Podrían haber amenazado los ecosistemas nativos. Para evitar que las especies exóticas se conviertan en un problema en los EE. UU., Se requiere un manejo y permisos especiales cuando se envían materiales vivos desde países extranjeros. Los programas del USDA como la Interdicción de contrabando y el cumplimiento comercial (SITC) intentan prevenir los brotes de especies exóticas en Estados Unidos.

Muchas especies invasoras, una vez que dominan el área, son esenciales para el ecosistema de esa área. Si se retiran de la ubicación, podría ser perjudicial para esa área. [64]

La economía juega un papel importante en la introducción de especies exóticas. La alta demanda del valioso cangrejo manopla chino es una explicación de la posible liberación intencional de la especie en aguas extranjeras. [sesenta y cinco]

Dentro del medio acuático Editar

El desarrollo del comercio marítimo ha afectado rápidamente la forma en que se transportan los organismos marinos dentro del océano. Dos formas en que los organismos marinos se transportan a nuevos entornos son el ensuciamiento del casco y el transporte de agua de lastre. De hecho, Molnar et al. 2008 documentó las rutas de cientos de especies marinas invasoras y descubrió que el transporte marítimo era el mecanismo dominante para la transferencia de especies invasoras. [66]

Muchos organismos marinos tienen la capacidad de adherirse a los cascos de los barcos. Por lo tanto, estos organismos se transportan fácilmente de un cuerpo de agua a otro y son un factor de riesgo significativo para un evento de invasión biológica. [67] Desafortunadamente, el control del ensuciamiento del casco de los buques es voluntario y actualmente no existen regulaciones para gestionar el ensuciamiento del casco. Sin embargo, los gobiernos de California y Nueva Zelanda han anunciado un control más estricto de las incrustaciones en el casco de los buques dentro de sus respectivas jurisdicciones. [68]

El otro vector principal para el transporte de especies acuáticas exóticas es el agua de lastre. El agua de lastre captada en el mar y vertida en puerto por buques transoceánicos es el principal vector de invasiones de especies acuáticas no autóctonas. [69] [70] De hecho, se estima que cada día se transportan a través del agua de lastre 10.000 especies diferentes, muchas de las cuales no son autóctonas. [71] Muchas de estas especies se consideran dañinas y pueden afectar negativamente a su nuevo entorno. Por ejemplo, los mejillones cebra de agua dulce, nativos de los mares Negro, Caspio y Azov, muy probablemente llegaron a los Grandes Lagos a través del agua de lastre de un barco transoceánico. [72] Los mejillones cebra compiten con otros organismos nativos por el oxígeno y la comida, como las algas. Aunque la invasión del mejillón cebra se observó por primera vez en 1988, y poco después se implementó con éxito un plan de mitigación, el plan tenía un defecto o una laguna grave, por el cual los barcos cargados con carga cuando llegaban a la vía marítima no se probaban porque sus tanques de agua de lastre estaban vacíos. . Sin embargo, incluso en un tanque de lastre vacío, queda un charco de agua lleno de organismos que podrían liberarse en el siguiente puerto (cuando el tanque se llena de agua después de descargar la carga, el barco toma agua de lastre que se mezcla con los charcos). y luego todo, incluidos los organismos vivos en los charcos, se descarga en el siguiente puerto). [69] Las regulaciones actuales para los Grandes Lagos se basan en el "choque de salinidad" para matar los organismos de agua dulce que quedan en los tanques de lastre. [73]

A pesar de que existen regulaciones para el agua de lastre para proteger contra especies potencialmente invasoras, existe una laguna para los organismos en la clase de tamaño de 10 a 50 micrones. Para organismos entre 10 y 50 micrones, como ciertos tipos de fitoplancton, las regulaciones actuales permiten que estén presentes menos de 10 células por mililitro en la descarga de los sistemas de tratamiento. [74] La descarga se libera cuando un barco toma carga en un puerto, por lo que el agua descargada no es necesariamente la misma que la del cuerpo de agua receptor. Dado que muchas especies de fitoplancton tienen un tamaño inferior a 10 micrones y se reproducen asexualmente, solo una célula liberada al medio ambiente podría crecer exponencialmente hasta convertirse en muchos miles de células en un corto período de tiempo. Esta laguna jurídica podría tener efectos perjudiciales para el medio ambiente. Por ejemplo, algunas especies del género Pseudo-nitzschia miden menos de 10 micrones de ancho y contienen ácido domoico, una neurotoxina. Si es tóxico Pseudo-nitzschia spp. están vivos en la descarga de lastre y son liberados en su “nuevo ambiente”, podrían causar intoxicación por ácido domoico en mariscos, mamíferos marinos y aves. [75] Afortunadamente, las muertes humanas relacionadas con la intoxicación por ácido domoico se han evitado gracias a los estrictos programas de vigilancia que surgieron después de un brote de ácido domoico en Canadá en 1987. [75] Las regulaciones del agua de lastre deben ser más rigurosas para prevenir futuras ramificaciones asociadas con el liberación potencial de fitoplancton tóxico e invasivo.

Otro factor importante a considerar sobre las especies marinas invasoras es el papel de los cambios ambientales asociados con el cambio climático, como el aumento de la temperatura del océano. Se han realizado múltiples estudios que sugieren que un aumento en la temperatura del océano provocará cambios de rango en los organismos, [76] [77] que podrían tener efectos perjudiciales en el medio ambiente a medida que surjan nuevas interacciones entre especies. Por ejemplo, Hua y Hwang propusieron que los organismos en un tanque de lastre de un barco que viaja desde la zona templada a través de aguas tropicales pueden experimentar fluctuaciones de temperatura de hasta 20 ° C. [78] Para examinar más a fondo los efectos de la temperatura en los organismos transportados en los cascos o en el agua de lastre, Lenz et al. (2018) llevaron a cabo un estudio donde realizaron un experimento de doble estrés por calor. Sus resultados sugieren que los desafíos de calor que enfrentan los organismos durante el transporte pueden mejorar la tolerancia al estrés de las especies en su área de distribución no nativa al seleccionar genotipos genéticamente adaptados que sobrevivirán a un segundo estrés por calor aplicado, como el aumento de la temperatura del océano en la población fundadora. [79] Debido a la complejidad de las variaciones inducidas por el cambio climático, es difícil predecir la naturaleza del éxito basado en la temperatura de las especies no autóctonas. en el lugar. Dado que algunos estudios han sugerido una mayor tolerancia a la temperatura de los "secuestradores" en los cascos de los barcos o en el agua de lastre, es necesario desarrollar planes más completos de gestión del agua de lastre y las incrustaciones en un esfuerzo por prevenir futuras posibles invasiones a medida que las condiciones ambientales continúen cambiando. el mundo.

Efectos de los incendios forestales y la extinción de incendios Editar

Las especies invasoras a menudo aprovechan las perturbaciones de un ecosistema (incendios forestales, carreteras, senderos) para colonizar un área. Los grandes incendios forestales pueden esterilizar los suelos, al tiempo que agregan una variedad de nutrientes. [23] En el resultado de todos contra todos, las especies anteriormente atrincheradas pierden su ventaja, dejando más espacio para las invasoras. En tales circunstancias, las plantas que pueden regenerarse a partir de sus raíces tienen una ventaja. Los no nativos con esta capacidad pueden beneficiarse de una quema de fuego de baja intensidad que elimina la vegetación de la superficie, dejando a los nativos que dependen de las semillas para la propagación para encontrar sus nichos ocupados cuando sus semillas finalmente brotan. [50]

Los incendios forestales a menudo ocurren en áreas remotas, lo que requiere que los equipos de extinción de incendios viajen a través de bosques vírgenes para llegar al sitio. Las tripulaciones pueden traer semillas invasoras. Si alguna de estas semillas polizones se establece, una colonia próspera de invasoras puede entrar en erupción en tan solo seis semanas, después de lo cual el control del brote puede requerir años de atención continua para evitar una mayor propagación. Además, alterar la superficie del suelo, como cortar cortafuegos, destruye la cobertura nativa, expone el suelo y puede acelerar las invasiones. En las áreas de interfaz suburbana y silvestre-urbana, las ordenanzas de limpieza de vegetación y eliminación de matorrales de los municipios para espacios defendibles pueden resultar en la eliminación excesiva de arbustos nativos y plantas perennes que exponen el suelo a más luz y menos competencia por especies de plantas invasoras. [ cita necesaria ]

Los vehículos de extinción de incendios son a menudo los principales culpables de estos brotes, ya que los vehículos a menudo se conducen por carreteras secundarias cubiertas de especies de plantas invasoras. El tren de aterrizaje del vehículo se convierte en un buque de transporte principal. En respuesta, en grandes incendios, las estaciones de lavado "descontaminan" los vehículos antes de participar en actividades de extinción. [ cita necesaria ] Los grandes incendios forestales atraen a los bomberos de lugares remotos, lo que aumenta aún más el potencial para el transporte de semillas. [ cita necesaria ]

Las especies invasoras pueden afectar los hábitats y biorregiones invadidos de manera adversa, causando daños ecológicos, ambientales o económicos.

Ecológico Editar

La Unión Europea define "especies exóticas invasoras" como aquellas que, en primer lugar, están fuera de su área de distribución natural y, en segundo lugar, amenazan la diversidad biológica. [80] [81] La invasión biótica se considera uno de los cinco principales impulsores de la pérdida de biodiversidad mundial y está aumentando debido al turismo y la globalización. [82] [83] Esto puede ser particularmente cierto en sistemas de agua dulce inadecuadamente regulados, aunque las reglas de cuarentena y agua de lastre han mejorado la situación. [84]

Las especies invasoras pueden llevar a las especies nativas locales a la extinción a través de la exclusión competitiva, el desplazamiento de nichos o la hibridación con especies nativas relacionadas. Por lo tanto, además de sus ramificaciones económicas, las invasiones exóticas pueden resultar en cambios extensos en la estructura, composición y distribución global de la biota en los sitios de introducción, conduciendo finalmente a la homogeneización de la fauna y flora del mundo y la pérdida de biodiversidad. [85] [86] Es difícil atribuir inequívocamente las extinciones a la invasión de una especie. Aunque existen pruebas sólidas de que la reciente extinción de unas 90 especies de anfibios puede atribuirse al hongo quítrido propagado por el comercio internacional, [87] la mayor parte de la investigación científica se ha centrado en los invasores animales. La preocupación por los impactos de las especies invasoras en la biodiversidad generalmente sopesa la evidencia real (ya sea ecológica o económica) en relación con el riesgo potencial. [88]

El desmonte y la habitación humana ejercen una presión significativa sobre las especies locales. Los hábitats perturbados son propensos a las invasiones que pueden tener efectos adversos en los ecosistemas locales, cambiando las funciones de los ecosistemas. Una especie de planta de humedal conocida como ʻaeʻae en Hawai (el indígena Bacopa monnieri) se considera una especie de plaga en los refugios de aves acuáticas manipuladas artificialmente porque cubre rápidamente las marismas poco profundas establecidas para el zanco hawaiano en peligro de extinción (Himantopus mexicanus knudseni), lo que las convierte en áreas de alimentación indeseables para las aves.

Múltiples introducciones sucesivas de diferentes especies no nativas pueden tener efectos interactivos. La introducción de una segunda especie no nativa puede permitir que prospere la primera especie invasora. Ejemplos de esto son las introducciones de la almeja gema de amatista (Gemma gemma) y el cangrejo verde europeo (Carcinus maenas). La almeja gema se introdujo en Bodega Harbor de California desde la costa este de los Estados Unidos hace un siglo. Se había encontrado en pequeñas cantidades en el puerto, pero nunca había desplazado a las especies nativas de almejas (Nutricola spp.). A mediados de la década de 1990, la introducción del cangrejo verde europeo, que se alimenta preferentemente de las almejas nativas, provocó una disminución de las almejas nativas y un aumento de las poblaciones de almejas introducidas. [89]

Las especies invasoras pueden cambiar las funciones de los ecosistemas. Por ejemplo, las plantas invasoras pueden alterar el régimen de incendios (cheatgrass, Bromus tectorum), ciclo de nutrientes (cordgrass suave Espartina alterniflora) e hidrología (Tamarix) en ecosistemas nativos. [5] Las especies invasoras que están estrechamente relacionadas con especies nativas raras tienen el potencial de hibridar con las especies nativas. Los efectos nocivos de la hibridación han provocado una disminución e incluso la extinción de las especies nativas. [90] [91] Por ejemplo, la hibridación con cordgrass introducido, Espartina alterniflora, amenaza la existencia de cordgrass de California (Spartina foliosa) en la Bahía de San Francisco. [92] Las especies invasoras provocan competencia por las especies nativas y, debido a esto, 400 de las 958 especies en peligro de extinción en virtud de la Ley de especies en peligro de extinción están en riesgo. [93]

La introducción involuntaria de especies de plagas forestales y patógenos vegetales puede cambiar la ecología forestal y dañar la industria maderera. En general, los ecosistemas forestales de EE. UU. Están ampliamente invadidos por plagas, plantas y patógenos exóticos. [94] [95]

El escarabajo asiático de cuernos largos (Anoplophora glabripennis) se introdujo por primera vez en los EE. UU. en 1996 y se esperaba que infectara y dañara millones de acres de árboles de madera dura. Hasta 2005 se habían gastado treinta millones de dólares en intentos de erradicar esta plaga y proteger millones de árboles en las regiones afectadas. [96] El adelgido lanudo ha infligido daños a los bosques de abetos, abetos y cicutas de edad madura y daña la industria de los árboles de Navidad. [97] Y el hongo del tizón del castaño (Cryphonectria parasitica) y la enfermedad del olmo holandés (Ofiostoma novo-ulmi) son dos patógenos vegetales con graves impactos sobre estas dos especies y sobre la salud de los bosques. [98] [99] Mostaza de ajo, Alliaria petiolata, es una de las especies de plantas invasoras más problemáticas en los bosques del este de América del Norte. Las características de la mostaza de ajo son levemente diferentes a las de las plantas nativas circundantes, lo que da como resultado una especie de gran éxito que está alterando la composición y función de las comunidades nativas que invade. Cuando la mostaza de ajo invade el sotobosque de un bosque, afecta la tasa de crecimiento de las plántulas de árboles, lo que probablemente altere la regeneración del bosque o la composición del bosque de impacto en el futuro. [100]

Las especies nativas pueden estar amenazadas de extinción [101] a través del proceso de contaminación genética. La contaminación genética es la hibridación e introgresión involuntarias, que conduce a la homogeneización o sustitución de genotipos locales como resultado de una ventaja numérica o de aptitud de las especies introducidas. [102] La contaminación genética ocurre por introducción o por modificación del hábitat, donde especies previamente aisladas entran en contacto con los nuevos genotipos. Se ha demostrado que las especies invasoras se adaptan a sus nuevos entornos en un período de tiempo notablemente corto. [103] El tamaño de la población de las especies invasoras puede permanecer pequeño durante varios años y luego experimentar una explosión en la población, un fenómeno conocido como "el efecto de retraso". [104]

Los híbridos resultantes del cruzamiento de especies invasoras con especies nativas pueden incorporar sus genotipos en el acervo genético a lo largo del tiempo a través de la introgresión. De manera similar, en algunos casos una pequeña población invasora puede amenazar a poblaciones nativas mucho más grandes. Por ejemplo, Espartina alterniflora se introdujo en la Bahía de San Francisco y se hibridó con nativos Spartina foliosa. El mayor recuento de polen y la aptitud masculina de las especies invasoras dieron como resultado una introgresión que amenazó a las poblaciones nativas debido al menor recuento de polen y la menor viabilidad de las especies nativas. [105] La reducción de la aptitud no siempre es evidente a partir de las observaciones morfológicas únicamente. Cierto grado de flujo de genes es normal y conserva constelaciones de genes y genotipos. [106] [107] Un ejemplo de esto es el mestizaje de coyotes migratorios con el lobo rojo, en áreas del este de Carolina del Norte donde se reintrodujo el lobo rojo. [108] El resultado final fue una disminución en las parejas reproductoras estables de lobo rojo, lo que puede complicar aún más la estabilidad social de las manadas y los esfuerzos de reintroducción.

Ambiental Editar

Las especies invasoras y los esfuerzos de control que las acompañan pueden tener implicaciones para la salud pública a largo plazo.Por ejemplo, los pesticidas aplicados para tratar una especie de plaga en particular podrían contaminar el suelo y las aguas superficiales. [96] La invasión de seres humanos en ecosistemas previamente remotos ha expuesto enfermedades exóticas como el VIH [96] a la población en general. Las aves introducidas (por ejemplo, palomas), roedores e insectos (por ejemplo, plagas de mosquitos, pulgas, piojos y moscas tsetsé) pueden servir como vectores y reservorios de enfermedades humanas. A lo largo de la historia registrada, las epidemias de enfermedades humanas, como la malaria, la fiebre amarilla, el tifus y la peste bubónica, se propagan a través de estos vectores. [26] Un ejemplo reciente de una enfermedad introducida es la propagación del virus del Nilo Occidental, que mató a seres humanos, aves, mamíferos y reptiles. [109] Los cangrejos de mano chinos introducidos son portadores de la platija pulmonar asiática. [72] Agentes patógenos transmitidos por el agua, como la bacteria del cólera (Vibrio cholerae), y los agentes causantes de la proliferación de algas nocivas a menudo se transportan a través del agua de lastre. [110]

En la región de Ciudad del Cabo en Sudáfrica, el análisis demostró que la restauración de las subcuencas de agua de origen prioritario mediante la eliminación de las invasiones de plantas exóticas sedientas (es decir, acacias, pinos y eucaliptos australianos, acacia negra australiana,.) Generaría ganancias de agua anuales esperadas de 50 miles de millones de litros en 5 años en comparación con el escenario habitual (lo cual es importante ya que Ciudad del Cabo experimenta una escasez significativa de agua). Esto equivale a 1/6 de las necesidades de suministro actuales de la ciudad. Estas ganancias anuales se duplicarán en 30 años. La restauración de la cuenca es significativamente más rentable que otras soluciones de aumento de agua (1/10 del costo unitario de las opciones alternativas). [111] Se ha establecido un fondo de agua y estas especies exóticas están siendo erradicadas. [112]

Económico Editar

A nivel mundial, cada año se gastan 1,4 billones de dólares en la gestión y el control de especies invasoras. [57] Algunos invasores pueden afectar negativamente la economía del área local. Por ejemplo, en la región de los Grandes Lagos, la lamprea marina es una especie invasora que actúa como depredadora. En su hábitat original, la lamprea marina utilizó la coevolución para actuar como parásito sin matar al organismo huésped. Sin embargo, en la región de los Grandes Lagos, este vínculo coevolutivo está ausente, por lo que la lamprea marina actúa como un depredador y puede consumir hasta 40 libras de pescado en su período de alimentación de 12 a 18 meses. [113] Las lampreas marinas se alimentan de todo tipo de peces grandes, como la trucha de lago y el salmón. Los efectos destructivos de las lampreas marinas sobre los peces grandes afectan negativamente a la industria pesquera y han contribuido a provocar el colapso de la población de algunas especies. [113]

Los costos económicos de las especies invasoras se pueden dividir en costos directos a través de la pérdida de producción en la agricultura y la silvicultura y los costos de gestión. El daño estimado y el costo de control de las especies invasoras solo en los EE. UU. Ascienden a más de $ 138 mil millones al año. [96] Las pérdidas económicas también pueden producirse por la pérdida de ingresos por actividades recreativas y turísticas. [114] Cuando los costos económicos de las invasiones se calculan como pérdida de producción y costos de gestión, son bajos porque no consideran el daño ambiental si se asignaran valores monetarios a la extinción de especies, pérdida de biodiversidad y pérdida de servicios ecosistémicos, costos de los impactos de las especies invasoras aumentarían drásticamente. [96] Los siguientes ejemplos de diferentes sectores de la economía demuestran el impacto de las invasiones biológicas.

A menudo se argumenta que la clave para reducir los costos de los daños y el manejo de las especies invasoras es la detección temprana y la respuesta rápida, [115] lo que significa que incurrir en un costo inicial de buscar y encontrar una especie invasora y controlarla rápidamente, mientras la población está pequeña, es menos costosa que manejar la población invasora cuando está muy extendida y ya está causando daños. Sin embargo, una búsqueda intensa del invasor solo es importante para reducir los costos en los casos en que la especie invasora (1) no se reintroduce con frecuencia en el área gestionada y (2) la búsqueda y el hallazgo son rentables. [116]

Las malezas reducen el rendimiento en la agricultura, aunque pueden proporcionar nutrientes esenciales. Algunas malezas de raíces profundas pueden "extraer" nutrientes (ver acumulador dinámico) del subsuelo y depositarlos en la capa superior del suelo, mientras que otras proporcionan hábitat para insectos benéficos o alimento para especies de plagas. Muchas especies de malezas son introducciones accidentales que acompañan a las semillas y al material vegetal importado. Muchas malezas introducidas en los pastos compiten con las plantas forrajeras nativas, amenazan al ganado joven (p. Ej., Spurge frondoso, Euphorbia virgata) o son desagradables debido a las espinas y las espinas (p. ej., silbido amarillo). La pérdida de forraje de las malezas invasoras en los pastizales asciende a casi mil millones de dólares estadounidenses solo en los EE. UU. [96] Las abejas infectadas por el invasor ácaro varroa han provocado una disminución de los servicios de polinizadores y la pérdida de producción de frutas. Ratas introducidas (Rattus rattus y R. norvegicus) se han convertido en plagas graves en las granjas, destruyendo los granos almacenados. [96] La introducción de moscas minadoras, incluido el minador de hojas serpentino estadounidense, en California también ha causado pérdidas en la industria de la floricultura de California, ya que las larvas de estas especies invasoras se alimentan de plantas ornamentales. [117]

Los patógenos vegetales invasivos y los insectos vectores de las enfermedades de las plantas también pueden suprimir los rendimientos agrícolas y el material de vivero. El enverdecimiento de los cítricos es una enfermedad bacteriana transmitida por el invasor psílido asiático de los cítricos (ACP). Debido a los impactos de esta enfermedad en los cultivos de cítricos, los cítricos están en cuarentena y están altamente regulados en áreas donde se ha encontrado ACP. [61]

Las especies invasoras pueden afectar la recreación al aire libre, como la pesca, la caza, el senderismo, la observación de la vida silvestre y las actividades acuáticas. Pueden dañar una amplia gama de servicios ambientales que son importantes para la recreación, incluidos, entre otros, la calidad y cantidad del agua, la diversidad de plantas y animales y la abundancia de especies. [118] Eiswerth afirma que "se han realizado muy pocas investigaciones para estimar las pérdidas económicas correspondientes a escalas espaciales como regiones, estados y cuencas hidrográficas". Milfoil de agua euroasiático (Myriophyllum spicatum) en partes de los EE. UU., llenan los lagos con plantas que complican la pesca y la navegación. [119] La llamada muy fuerte del coquí común introducido deprime los valores inmobiliarios en los vecindarios afectados de Hawai. [120] La araña tejedora de orbes Zygiella x-notata, que es invasivo en California, interrumpe el trabajo de jardinería con sus grandes redes. [121]

Las especies invasoras tienen el potencial de proporcionar un hábitat o una fuente de alimento adecuados para otros organismos. En áreas donde un nativo se ha extinguido o ha llegado a un punto en el que no se puede restaurar, las especies no nativas pueden cumplir su función. Un ejemplo de esto es el tamarisco, una planta leñosa no nativa, y el papamoscas sauce del suroeste, un ave en peligro de extinción. Se encontró que el 75% de los papamoscas del sudoeste de sauce anidaban en estas plantas y su éxito fue el mismo que el de los papamoscas que habían anidado en plantas nativas. La remoción de Tamarisk sería perjudicial para Southwestern Willow Flycatcher ya que sus sitios de anidación nativos no pueden ser restaurados. [122] El badajo de California (Rallus longirostris obsoletus), se había vuelto parcial a la nueva hierba híbrida de Spartina alterniflora / Spartina foliosa (invasora). La hierba nueva creció más densamente que la versión local y no se extinguió durante el invierno, lo que proporcionó una mejor cobertura y un hábitat de anidación para el ave reservada. Durante la década de 1990, a medida que se extendía el híbrido, la población ferroviaria se había disparado. [123] Además, desde que se establecieron los mejillones cebra, la claridad del agua una vez turbia en el lago Erie ha aumentado sustancialmente, aumentando la visibilidad a treinta pies en algunas áreas, en comparación con menos de seis pulgadas a mediados del siglo XX. Esto ha favorecido el crecimiento de algunas plantas acuáticas, que a su vez se han convertido en criaderos de peces como la perca amarilla. El mejillón cebra también constituye una fuente de alimento para especies de peces como la lubina de boca chica y el esturión de lago anteriormente en peligro de extinción, con efectos demostrables sobre el tamaño de la población. El lago Erie es ahora, según se informa, la principal pesquería de lobina negra del mundo. Los patos migratorios también han comenzado a utilizar los mejillones como fuente de alimento. [124]

La segunda forma en que las especies exóticas pueden ser beneficiosas es que actúan como catalizadores para la restauración. Esto se debe a que la presencia de especies no autóctonas aumenta la heterogeneidad y la biodiversidad de un ecosistema. Este aumento en la heterogeneidad puede crear microclimas en ecosistemas dispersos y erosionados, lo que luego promueve el crecimiento y restablecimiento de especies nativas. En Kenia, la guayaba tiene un potencial real como herramienta en la restauración de bosques tropicales. Los estudios de árboles de guayaba aislados en tierras de cultivo mostraron que eran extremadamente atractivos para una amplia gama de aves frugívoras. En el transcurso de su visita, los pájaros arrojaron semillas debajo de las guayabas, muchas de ellas de árboles en fragmentos cercanos de la selva tropical, y muchas de estas semillas germinaron y se convirtieron en árboles jóvenes. Sorprendentemente, la distancia al bosque más cercano no parecía importar en absoluto: los árboles a una distancia de hasta 2 km (la distancia más larga estudiada) eran tan buenos como los árboles mucho más cercanos a los fragmentos de bosque. Las guayabas se establecen fácilmente en tierras degradadas y cada árbol es potencialmente el núcleo de un parche de selva tropical en regeneración. Por supuesto, la mayoría de las plántulas que crecen debajo de las guayabas son simplemente más guayabas, pero la guayaba es un árbol de sucesión temprana que pronto muere cuando es superado por árboles más grandes, ni invade activamente el bosque primario. Los árboles exóticos invasores también pueden ser útiles para restaurar el bosque nativo. En Puerto Rico, los árboles nativos pioneros podrían hacer frente a perturbaciones naturales como sequías, huracanes, inundaciones y deslizamientos de tierra, pero en su mayoría no pueden colonizar tierras que han sufrido deforestación, uso agrícola extendido y eventual abandono. En estos sitios, se desarrollan comunidades pioneras de árboles invasores de baja diversidad, pero con el tiempo los árboles nativos invaden. Los pioneros extraterrestres pueden dominar durante 30 a 40 años, pero el resultado final, después de 60 a 80 años, es una mezcla diversa de especies nativas y exóticas, pero con una mayoría de especies nativas. En ausencia de los primeros colonos alienígenas, las tierras agrícolas abandonadas tienden a convertirse en pastos y permanecen así casi indefinidamente. [125]

El último beneficio de las especies no nativas es que brindan servicios ecosistémicos. [122] Además, las especies no autóctonas pueden funcionar como agentes de biocontrol para limitar los efectos de las especies invasoras, como el uso de especies no autóctonas para controlar las plagas agrícolas. [122] Las ostras asiáticas, por ejemplo, filtran los contaminantes del agua mejor que las ostras nativas de la bahía de Chesapeake. Un estudio de la Escuela de Salud Pública Johns Hopkins encontró que la ostra asiática podría beneficiar significativamente el deterioro de la calidad del agua de la bahía. [126] Además, algunas especies han invadido un área hace tanto tiempo que han encontrado su propio nicho beneficioso en el medio ambiente, un término conocido como naturalización. Por ejemplo, la abeja L. leucozonio, que según el análisis genético de poblaciones es una especie invasora en América del Norte, [127] se ha convertido en un importante polinizador de la mora de canela, así como de las cucurbitáceas, los manzanos y los arándanos. [128] La mariposa checkerspot tenía una ventaja sobre cualquier hembra que pusiera sus huevos en el llantén, una planta invasora. Las hojas de plátano permanecieron verdes el tiempo suficiente para que las orugas sobrevivieran durante los veranos secos, que parecían estar un poco más secos con los primeros signos del cambio climático. En contraste, las plantas nativas que solían comer se marchitaron y la mayoría de las orugas murieron de hambre o se secaron. Con esta diferencia en la supervivencia, las mariposas comenzaron a desarrollar un gusto por poner sus huevos en los plátanos: la proporción de mariposas hembras contentas para poner sus huevos en esta planta aumentó de menos de un tercio en 1984 a tres cuartos en 1987. Unos pocos años más tarde, el cambio se completó. Euphydryas editha taylori (una subespecie de la mancha de ajedrez de Edith, cuyos hábitats históricos se han perdido) depende tanto de él que los conservacionistas están plantando activamente plátanos en la naturaleza. Para proporcionar un suministro de mariposas, las prisioneras del Centro Correccional para Mujeres de Mission Creek en el estado de Washington crían manchas de ajedrez en un invernadero para que puedan ser liberadas en estos nuevos hábitats. Por extraño que parezca, fomentar activamente una planta exótica (aumentar las ganancias) está ayudando a conservar un insecto nativo muy querido (reduciendo las pérdidas). [129]

Algunas invasiones ofrecen posibles beneficios comerciales. Por ejemplo, la carpa plateada y la carpa común pueden recolectarse para la alimentación humana y exportarse a mercados que ya están familiarizados con el producto, o procesarse en alimentos para mascotas o piensos para visones. El jacinto de agua se puede convertir en combustible mediante digestores de metano, [130] y otras plantas invasoras también se pueden cosechar y utilizar como fuente de bioenergía. [131] Pero en otros lugares, la mayor parte del tiempo, las decenas de miles de especies introducidas generalmente mueren rápidamente o se establecen y se convierten en ciudadanos ecológicos modelo, polinizando cultivos, esparciendo semillas, controlando depredadores y proporcionando alimento y hábitat para especies nativas. . Rara vez eliminan a los nativos. En lugar de reducir la biodiversidad, los nuevos mundos novedosos que resultan suelen ser más ricos en especies que los anteriores. [132]

El potencial de comportamiento humano y la plasticidad en las interacciones entre especies y medio ambiente crean posibilidades para remediar los efectos adversos de las invasiones de especies. [133] [11] [12] El público está interesado en aprender más sobre las especies invasoras y está más motivado por las especies invasoras que están impactando su área / comunidad local. [134]

Los bomberos son cada vez más responsables de la descontaminación de sus propios equipos, equipos de agua públicos y equipos de agua privados, debido al riesgo de transferencia de especies invasoras acuáticas. [135] En los Estados Unidos, esto es especialmente una preocupación para los bomberos forestales porque la invasión de quagga y mejillón cebra y los incendios forestales coexisten en el oeste estadounidense. [136] [137] [138] [139]

Restablecimiento de especies Editar

El campo de la restauración de islas se ha desarrollado como un campo de la biología de la conservación y la restauración ecológica, gran parte del cual se ocupa de la erradicación de especies invasoras. Un estudio de 2019 sugiere que si la erradicación de animales invasores se llevara a cabo en solo 169 islas, las perspectivas de supervivencia del 9,4% de los vertebrados insulares terrestres más amenazados de la Tierra mejorarían. [140]

Se encontró que la erradicación de vertebrados invasores en las islas se alinea con la mayoría de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas (específicamente el Objetivo 15) y numerosas metas asociadas, como la conservación de la biodiversidad marina y terrestre, la promoción de asociaciones locales y globales, el desarrollo económico, la mitigación del cambio climático, salud y saneamiento y producción y consumo sostenibles. [141] [142]

Los roedores fueron llevados a Georgia del Sur, una isla en el sur del Océano Atlántico sin habitantes permanentes, en el siglo XVIII por barcos de focas y ballenas. Pronto causaron estragos en la población de aves de la isla, comiendo huevos y atacando a los polluelos. En 2018, la isla Georgia del Sur fue declarada libre de roedores invasores después de un esfuerzo de exterminio de varios años. Después del exterminio, las poblaciones de aves se han recuperado, incluidas las poblaciones de bisbita de Georgia del Sur y pintail de Georgia del Sur, dos especies que solo se encuentran en la isla. [143] [144]

Las introducciones problemáticas de enfermedades exóticas en el último siglo incluyen el tizón del castaño que casi ha eliminado al castaño americano de su hábitat forestal. Las respuestas para aumentar la población del castaño americano incluyen la creación de árboles resistentes al tizón que pueden reintroducirse. Esto muestra los aspectos positivos y negativos de las especies introducidas.

También pueden surgir problemas como en el caso de la enredada ecología de la Bahía de San Francisco que también tropezó como restauradores ecológicos. A mediados del siglo XX, los ingenieros drenaron muchas de las marismas y bancos de lodo de la bahía para proyectos de construcción. Pero las actitudes cambiaron. Los conservacionistas se preocuparon por la pérdida de hábitat natural y, desde la década de 1970, los ingenieros gastaron más millones de dólares en taponar sus desagües para restaurar marismas, marismas y otros humedales perdidos. Como parte de este programa, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército comenzó a plantar marismas rehumedecidas con un cordgrass nativo del este de los Estados Unidos Spartina alterniflora. Esta nueva hierba comenzó a cruzarse con su pariente cercano, el cordgrass local de California (Spartina foliosa). El resultado fue una nueva hierba híbrida que colonizó de forma mucho más agresiva que cualquiera de sus antepasados. Se extendió a áreas que nadie había planeado, cubriendo marismas previamente abiertas, obstruyendo canales, interponiéndose en el camino de los criadores de ostras y, lo peor de todo, para muchos, arruinando vistas millonarias y dañando el valor de propiedades de lujo frente al mar. Así que hace una década, las autoridades lanzaron un proyecto multimillonario para librar a la bahía tanto del extraterrestre del este como del híbrido. Pero eso también salió mal. Resultó que una de las aves más totémicas y en peligro de extinción de la bahía, la rampa de badajo de California (Rallus longirostris obsoletus) del tamaño de un pollo y en gran parte no voladora, se había vuelto partidaria de la nueva hierba híbrida. La hierba creció más densamente que la versión local y no se extinguió durante el invierno, lo que proporcionó una mejor cobertura y un hábitat de anidación para el ave reservada. Durante la década de 1990, a medida que se extendía el híbrido, la población ferroviaria se había disparado. Pero después de 2004, cuando comenzó la erradicación, el número de aves se redujo. No había duda de la causa. En el tiempo y el espacio, la población de aves disminuyó tras la erradicación de la hierba exótica. [145]

Sustitución de taxón Editar

Se pueden introducir especies no nativas para cumplir una función de ingeniería ecológica que anteriormente desempeñaba una especie nativa ahora extinta. El procedimiento se conoce como sustitución de taxón. [122] [146] [147]

En muchas islas, la extinción de las tortugas ha resultado en ecosistemas disfuncionales con respecto a la dispersión de semillas y la herbivoría. En los islotes de la costa de Mauricio, las tortugas ahora extintas habían servido como herbívoros clave. La introducción de las tortugas gigantes no autóctonas de Aldabra en dos islotes en 2000 y 2007 ha comenzado a restablecer el equilibrio ecológico. [148] Las tortugas introducidas están dispersando semillas de varias plantas nativas y están pastando selectivamente especies de plantas invasoras. Se espera que el pastoreo y el ramoneo sustituyan al deshierbe manual intensivo en curso, y las tortugas introducidas ya se están reproduciendo.

Invasivorismo Editar

Las especies invasoras son la flora y la fauna cuya introducción en un hábitat altera el ecosistema nativo. En respuesta, Invasivorism es un movimiento que explora la idea de comer especies invasoras para controlar, reducir o eliminar sus poblaciones. Chefs de todo el mundo han comenzado a buscar y utilizar especies invasoras como ingredientes alternativos.

En 2005, el chef Bun Lai de Miya's Sushi en New Haven, Connecticut, creó el primer menú dedicado a la idea de utilizar especies invasoras, tiempo durante el cual la mitad de los menús ofrecidos por especies invasoras eran conceptuales porque las especies invasoras aún no estaban disponibles comercialmente. [149] Hoy en día, Miya ofrece una plétora de especies invasoras como el bagre azul de Chesapeake, el pez león de Florida, la carpa plateada de Kentucky, la medusa bola de cañón de Georgia y plantas comestibles invasoras como el nudo japonés y el olivo otoñal. [150] [151] [152] [153]

Joe Roman, un biólogo conservacionista de Harvard y la Universidad de Vermont que recibió el premio ambiental Rachel Carson, es el editor y jefe de Eat The Invaders, un sitio web dedicado a alentar a las personas a comer especies invasoras como parte de una solución al problema. . [154] [155] [149]

Los escépticos señalan que una vez que una especie extranjera se ha atrincherado en un nuevo lugar, como el pez león del Indo-Pacífico que ahora prácticamente se ha apoderado de las aguas del Atlántico occidental, el Caribe y el Golfo de México, la erradicación es casi imposible. Los críticos argumentan que fomentar el consumo podría tener el efecto involuntario de propagar especies dañinas aún más ampliamente. [156]

Los defensores del invasivorismo argumentan que los humanos tienen la capacidad de devorar cualquier especie por la que tengan apetito, señalando los muchos animales que los humanos han podido cazar hasta la extinción, como la foca monje del Caribe y la paloma migratoria. Los defensores del invasivorismo también señalan el éxito que ha tenido Jamaica en la disminución significativa de la población de pez león al fomentar el consumo del pescado. [157]

En los últimos años, organizaciones como la Reef Environmental Educational Foundation y el Institute for Applied Ecology, entre otras, han publicado libros de cocina y recetas que incluyen especies invasoras como ingredientes. [158] [159]


Esta investigación fue financiada por el Human Frontiers Science Program (subvención RGP0028-2014) y la subvención NIH 1R01AA 026658-01 a JEK.

Katharina Jovic y Jacopo Grilli contribuyeron igualmente a este trabajo.

Afiliaciones

Laboratorio de Nematología, Universidad de Wageningen, Droevendaalsesteeg 1, Wageningen, 6708 PB, Países Bajos

Katharina Jovic, Mark G. Sterken, Basten L. Snoek, Joost A. G. Riksen y Jan E. Kammenga

Departamento de Ecología y Evolución, Universidad de Chicago, 1101 E 57th St, Chicago, IL, 60637, EE. UU.

Jacopo Grilli y amp Stefano Allesina

Instituto Santa Fe, 1399 Hyde Park Rd, Santa Fe, NM, 87501, EE. UU.

El Centro Internacional Abdus Salam de Física Teórica (ICTP), Strada Costiera 11, I-34014, Trieste, Italia

Biología Teórica y Bioinformática, Universidad de Utrecht, Padualaan 8, Utrecht, 3584 CH, Países Bajos

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Contribuciones

Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final. KJ, JG, SA y JEK escribieron el manuscrito. MGS y BLS comentaron sobre el manuscrito. KJ, MGS y JAGR realizaron y supervisaron los experimentos. KJ, MGS y BLS ensamblaron, anotaron y curaron los datos de microarrays. JG realizó el análisis y escribió el código.

Autores correspondientes


Conclusión

E. coli O157 sigue siendo un patógeno que causa niveles significativos de enfermedad y morbilidad en todo el mundo. Se transmite libremente entre sus reservorios primarios de bovinos y ovinos y no hay evidencia de diferencias genéticas entre las poblaciones de aislamientos que se originan en estos hospedadores. Por lo tanto, es importante considerar el reservorio ovino al investigar intervenciones para reducir la presencia de este patógeno, particularmente a nivel de granja. El patógeno parece haberse transmitido varias veces entre países y continentes, pero la tasa de transmisión es lo suficientemente baja como para que quede una fuerte señal filogeográfica. Lograr una comprensión global de este patógeno a través de la secuenciación del genoma completo es importante en términos de comprender los orígenes potenciales de los brotes a escalas espaciales nacionales y continentales, la evolución de este patógeno y la importancia relativa de sus reservorios animales y la patogenicidad posterior para los humanos.


Los efectos de la estabilización y la selección direccional sobre la variación fenotípica y genotípica en una población de enzimas de ARN

La distribución de la variación en un rasgo cuantitativo y su distribución subyacente de la diversidad genotípica pueden moldearse mediante la selección direccional y estabilizadora. Comprender cualquiera de las distribuciones es importante, porque determina la respuesta de una población a la selección natural. Desafortunadamente, la teoría existente hace predicciones contradictorias sobre cómo la selección da forma a estas distribuciones, y existe muy poca evidencia experimental pertinente. Aquí estudiamos un sistema genético simple, una enzima de ARN en evolución (ribozima) en la que una combinación de genotipado de alto rendimiento y medición de un fenotipo bioquímico nos permite abordar esta pregunta. Mostramos que la selección direccional, en comparación con la selección estabilizadora, aumenta la diversidad genotípica de una población de ribozimas en evolución. Por el contrario, deja la variación en el rasgo fenotípico sin cambios.

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Ver el vídeo: Información Asimétrica: Selección Adversa (Mayo 2022).