Consideraciones genéticas

Staghorn Corales en Cane Bay, St. Croix. Foto © Kemit-Amon Lewis / TNC

Un objetivo importante de los esfuerzos de mejora de la población incluye garantizar que las poblaciones de coral en recuperación sean genéticamente diversas. La obtención de individuos genéticos y el seguimiento de los genotipos de corales en viveros y durante la plantación es importante para el éxito a largo plazo de los esfuerzos de restauración y la restauración de las poblaciones de coral. Esto es especialmente importante para las especies de coral que están en peligro de extinción o que tienen poca abundancia porque es probable que ya hayan sufrido un cuello de botella genético, donde las dramáticas pérdidas de colonias de coral han reducido una gran cantidad de material genético (llamados "efectos fundadores"). Por lo tanto, se han desarrollado varios recursos para ayudar a los profesionales de la restauración de coral a construir una mayor diversidad genética en sus corales cultivados y extraídos.

Definiciones - ver el Seminario web de Investigación y Restauración de Genética Coral para una descripción más detallada

  • Diversidad genetica - el número de alelos diferentes dentro de una población
  • Alelos - formas alternativas de un gen que surgen por mutación y se encuentran en el mismo lugar en un cromosoma. Los alelos están influenciados por la inmigración de nuevos alelos de otras partes de la población y la mutación de genes en nuevos alelos
  • Diversidad genotípica - el número de clones o genetas dentro de una población (ya que los corales pueden fragmentarse, las colonias individuales pueden tener el mismo genotipo y ser genéticamente idénticas)
  • Depresión endogámica - Una reducción en el estado físico debido al apareamiento de familiares; Puede hacer que las tasas de fertilidad disminuyan y aumente la enfermedad.
  • Depresion - puede resultar del apareamiento entre individuos con una relación distante o del apareamiento entre individuos que están fuertemente adaptados a las condiciones locales; causando una condición física menor que la de los padres, reúne genes que no funcionan bien juntos porque son de entornos diferentes
  • Efectos fundadores - diversidad genética reducida cuando una población desciende de un pequeño número de ancestros colonizadores

Riesgos genéticos asociados con la restauración

El componente genético de la restauración siempre debe tenerse en cuenta durante las actividades de jardinería de corales, ya que los métodos de mejoramiento de la población aprovechan la fragmentación asexual, creando muchas colonias que son genéticamente idénticas (por ejemplo, clones). Si hay poca diversidad genética disponible durante el desove para la reproducción sexual, la población está en riesgo de endogamia u otros riesgos genéticos que conducen a una reducción de la salud y la condición física de los corales. La adición artificial de genotipos seleccionados también puede disminuir la diversidad genética general de la población silvestre que se está restaurando.

Los viveros de coral también pueden representar un riesgo para la diversidad genética al exponer a los corales a un ambiente nuevo o controlado con condiciones que pueden no ser óptimas para todos los genotipos guardados en el vivero. Por lo tanto, estas condiciones podrían seleccionar artificialmente ciertos rasgos genéticos, dando como resultado el uso excesivo de un subconjunto de genotipos que funcionan bien en los viveros.

Incorporación de la genética en la restauración

Los practicantes de jardinería de corales deben apuntar a la cultura y sobrepasar tantos genotipos como sea posible. Al recolectar corales, los operadores de viveros deben tratar de recolectar fragmentos de tantas áreas de arrecifes físicamente separadas como sea posible para aumentar la probabilidad de obtener genotipos únicos para los esfuerzos de propagación. También existen varios métodos genéticos para ayudar a los profesionales a determinar si los corales en sus viveros son genotipos diferentes, así como para medir la diversidad genética, la estructura genética de la población, la endogamia, la consanguinidad y los efectos fundadores. Estos incluyen marcadores microsatélite y polimorfismos de un solo nucleótido (SNP).

  • Marcadores de microsatélite: analiza los números de pares de bases de repetición en un alelo
    • Utiliza la amplificación por PCR
    • Beneficios: flexible en la cantidad de muestras que puede ejecutar, los archivos de datos son pequeños y el análisis genético es sencillo
    • Ya se han desarrollado muchos marcadores microsatélite para corales del Caribe y Symbiodinium
  • Polimorfismos de un solo nucleótido (SNP): analiza el cambio de un solo par de bases en una secuencia del genoma
    • Utiliza la secuenciación de etiquetas RAD
    • Inconvenientes: los archivos de datos son grandes y el análisis requiere experiencia en programación, la bioinformática es un desafío y requiere cierta experiencia

Si hay pocas colonias disponibles para poblar su vivero, no se sugiere utilizar fragmentos de coral desfauperados genéticamente, lo que puede conducir a una mayor diversidad genética reducida debido a la alta selectividad en los viveros. En lugar de mover colonias de coral de otros sitios de arrecifes de coral, se recomienda que los practicantes muevan los gametos de coral a través de grandes distancias y se sometan al proceso de criar corales desde la etapa larvaria, ya que es probable que tengan una mejor supervivencia. Nuevamente, para los gametos que se recolectan, la reproducción de diferentes genotipos es importante para la restauración para reducir la depresión por endogamia y la depresión por exceso de raza.

Los practicantes deben continuar propagando una variedad de genotipos de coral independientemente de si un genotipo muestra una productividad alta o baja dentro de los viveros. Por ejemplo, el desempeño de un genotipo de coral dentro de un vivero no siempre predice su desempeño cuando se lo planta, y los genotipos pueden tener tasas de crecimiento muy diferentes dependiendo de las condiciones ambientales. ref. Debido a las compensaciones ecológicas naturales en el uso de los recursos, los genotipos de crecimiento más lento pueden ser más resistentes a las perturbaciones, como las temperaturas cálidas. Por lo tanto, los profesionales no deben ignorar los genotipos que están por debajo de otros genotipos o puntos de referencia generales del programa de supervivencia y crecimiento. Para determinar cómo se ajustan los diferentes genotipos en diferentes condiciones, se recomienda que los profesionales realicen un seguimiento de todos los genotipos en los viveros y después de la plantación, así como durante diferentes condiciones ambientales.

Al plantar, los profesionales deben sobrepasar los corales criados en viveros en condiciones geográficas y ambientales similares para asegurar la máxima supervivencia y condición física. La planificación de varios genotipos diferentes en estrecha proximidad aumentará las posibilidades de reproducción sexual exitosa y el asentamiento de larvas que ayudarán a lograr la diversidad genotípica en todo el sitio.

(de Johnson et al. 2011)

(de Johnson et al. 2011)