La fragmentación del hábitat puede provocar repentinos “puntos de inflexión” en los que la salud genética de una especie colapsa inesperadamente tras parecer estable durante largos periodos. La investigación identifica “señales de alerta temprana” detectables en los datos genéticos que pueden alertar a los conservacionistas, proporcionando un conjunto de herramientas prácticas para monitorizar las poblaciones de fauna silvestre y proteger la diversidad genética.
Un estudio realizado por Ohad Peled y el profesor Gili Greenbaum de la Universidad Hebrea y la profesora Jaehee Kim de la Universidad de Cornell ofrece una nueva herramienta para proteger especies en peligro de extinción mediante el monitoreo de los cambios genéticos en las poblaciones e identificación de “señales de alerta temprana” antes de que alcancen un punto de no retorno.
La investigación introduce un marco basado en redes que ayuda a los conservacionistas a predecir cuándo la fragmentación del hábitat, es decir, la fragmentación de paisajes naturales, provocará un colapso repentino en la salud genética de una especie.
Los autores señalaron que “las poblaciones pueden parecer genéticamente sanas hasta que colapsan repentinamente. Para cuando aparezcan las señales de advertencia tradicionales, puede que ya sea demasiado tarde. Nuestro método da a los conservacionistas la oportunidad de actuar antes de ese momento.”
A medida que la actividad humana crea carreteras, ciudades y granjas, los hábitats de la fauna se dividen en zonas más pequeñas y aisladas. Este proceso, conocido como “fragmentación del paisaje”, restringe la forma en que los animales se mueven y se reproducen, lo que puede provocar endogamia y la pérdida de la diversidad genética necesaria para que una especie sobreviva a cambios ambientales o enfermedades.
Hasta ahora, rastrear esta desintegración genética ha sido difícil porque los modelos tradicionales suelen basarse en estructuras simplificadas que no reflejan la complejidad de los patrones naturales de migración. “Los marcos teóricos existentes no capturan adecuadamente los patrones migratorios heterogéneos de las poblaciones naturales”, señalan los autores.
Combinando la teoría de redes con la genética matemática de poblaciones, el equipo simuló ocho escenarios reales diferentes, como la construcción de ferrocarriles o la expansión gradual de ciudades. Descubrieron que la salud genética no siempre decae a un ritmo constante; en cambio, a menudo llega a un “punto de inflexión”.
- La calma engañosa: en escenarios como perturbaciones aleatorias o espacialmente correlacionadas, los cambios genéticos son casi imperceptibles al principio, incluso cuando se pierde el hábitat.
- La transición repentina: una vez que la fragmentación alcanza cierto umbral, la diversidad genética puede caer rápidamente y la diferenciación entre grupos puede dispararse.
- La advertencia temprana: los investigadores demostraron que, al rastrear las propiedades estadísticas (como la desviación estándar) de los datos genéticos en toda una red, los científicos pueden detectar señales de advertencia antes de que ocurra el colapso real.
El estudio demuestra que monitorizar una sola población a menudo es insuficiente para captar estas señales. Para detectar eficazmente un punto de inflexión inminente, los conservacionistas deberían monitorizar múltiples poblaciones a lo largo de un paisaje para ver cómo está cambiando el “panorama general” de su salud genética
Para validar su modelo, el equipo de investigación utilizó datos reales y examinó cómo diferentes especies se ven afectadas por la fragmentación. Sorprendentemente, una red poblacional formada por un cactus, un pescador y un sapo se comportó de forma similar bajo fragmentación y como esperaba el modelo, ofreciendo oportunidades prometedoras para lograr cambios prácticos sobre el terreno.
Los hallazgos son relevantes para especies que van desde grandes mamíferos como lobos y elefantes, que dependen de vastos corredores migratorios, hasta poblaciones más pequeñas y aisladas como anfibios y reptiles del desierto, cuyos hábitats están cada vez más fragmentados.
El artículo de investigación titulado “Network-based genetic monitoring of landscape fragmentation”, ya está disponible en PNAS.
