Etiquetando las especies con códigos de barras

Publicado en Revista Ambiente Siglo XXI - ONG Econciencia
Autora Rosalía Paz

Todos estamos familiarizados con el concepto de código de barra, ¿no? Este conjunto de líneas paralelas se imprime en envases, embalajes o etiquetas de los productos. Según el grosor y espaciado puede combinarse de infinitas maneras, donde cada combinación define un código único que permite la identificación de un producto determinado sin posibilidad de cometer errores. De esta manera, es posible organizar en forma rápida y automática grandes volúmenes de productos o ítems a un bajo costo ya sea para hacer control de stocks, registros, seguimiento de productos, o estadísticas comerciales. Pues bien, ¿qué dirían Uds. si les comentara que los científicos están buscando ponerle una etiqueta a todos los seres vivos del planeta? ¡Están locos! ¿Con que necesidad? Bueno, estas son algunas de las cuestiones que vamos a tratar en esta nota.

Desde el desarrollo del sistema de clasificación de especies desarrollado por Carlos Linneo en 1731 a la fecha, los científicos han descripto cerca de 1,2 millones de especies en el mundo, entre animales, plantas y hongos. No obstante, las últimas estimaciones de biodiversidad, basados en nuevos métodos de predicción, indican que cerca del 86% de las especies terrestres y el 91% de las especies marinas no han sido descubiertas aún. Estos resultados, aunque predictivos, han dejado sin aliento a más de uno, y pese a que estos valores pueden ser discutibles, no dejan de reflejar el gran desconocimiento que tenemos del mundo en el que vivimos.

Clasificar una nueva especie es un proceso lento y complicado, una vez que la persona que lo descubre debe realizar un arduo trabajo. En primer lugar, debe identificarlo utilizando características morfológicas como la forma, el tamaño, el color de las partes del cuerpo. A pesar de que se han desarrollado recetas al estilo “hágalo Ud. mismo” para identificar especies (conocidas como claves dicotómicas, donde se van siguiendo instrucciones tipo paso a paso que según las características del organismo te van llevando a conocer su identidad), en la mayoría de las veces para estar seguro de que el espécimen descubierto es realmente nuevo, es necesario recurrir a especialistas en clasificación que están habituados con ese tipo de organismos (llamados taxónomos; del griego taxis, ‘ordenamiento’, y nomos ‘norma’). Pero si el espécimen está dañado, o si corresponde a un estadio inmaduro del desarrollo (por ejemplo: un renacuajo, o una larva de mariposa), aun el mejor especialista puede verse en serios problemas a la hora de realizar la identificación. Además, el proceso no termina ahí: luego de haber llegado a la conclusión de que el organismo que tenemos entre las manos no ha sido descubierto aún, es necesario compararlo con muestras de especies ya clasificadas y depositadas en museos, hacer estudios de ADN para estar seguros de que es realmente nuevo. Sin contar las pilas y pilas de formularios que hay que completar.

Etapas para la asignación de código de barras genético en las especies

Un científico, con suerte, puede llegar a describir una docena de especies nuevas a lo largo de su vida. No obstante, en los últimos años se están agregando a la lista de especies conocidas cerca de 15.000 nuevas especies por año. De esta manera, a menos que le agreguemos el clasificar una especie a las “tres metas de la vida” (tener un hijo, plantar un árbol y escribir un libro) a cada uno de los habitantes de este planeta, la tarea de clasificar los más de 7 millones de especies que restan descubrir nos llevaría cerca de 500 años. Si a esto le sumamos la estrepitosa tasa de extinción de especies que estamos experimentando, nos damos cuenta de la urgencia de avanzar en esta tarea.

Fue ante este panorama no muy alentador que en el año 2003 un científico canadiense llamado Paul Hebert propuso utilizar el sistema de código de barras para agilizar la identificación y clasificación de especies. Dicho sistema planteaba utilizar un método completamente estandarizado basado en el ADN que permitiera identificar en forma rápida si el espécimen que teníamos ante nosotros era realmente desconocido o no. Esta idea, inicialmente bastante alocada, sumó un gran número de científicos adeptos en el mundo que se volcaron en la ambiciosa tarea de lograr esa meta. A este método de lo denomino código de barras del ADN (en inglés, DNA barcoding).

Ya hace muchos años que se usa el ADN para la identificación de especies, esto no es una novedad. Pero la dificultad que existe en la actualidad es que cada grupo de investigación emplea un método basado en el ADN distinto, con lo que es muy difícil unificar los criterios para poder comparar los descubrimientos. Lo novedoso de la propuesta de Hebert era lograr identificar un “gen universal” que fuera bastante conservado para estar presente en todos los seres vivos, pero a su vez bastante variable como para que hubiesen diferencias entre las especies. Otro requisito que debería cumplir este “gen candidato” era que debería ser fácilmente identificado en todas las especies y de rápido análisis. Esto es muy importante porque cualquier persona, sin conocimientos de taxonomía, podría utilizarlo para identificar los especímenes que tenía ante sí de una manera inequívoca, y estar seguro si estaba o no ante una nueva especie.

Aunque medio alocado, todo parecía lógico. No obstante la puesta a punto de estos códigos de barra genéticos no ha resultado una tarea tan fácil. Después de mucho tiempo de búsqueda de ese “gen universal” sin éxito, los científicos tuvieron que separar los reinos entre sí. De todos, el caso más exitoso fue el de los animales, para los cuales identificaron la secuencia del gen CO1 que ha permitido hacer importantes avances en la identificación de especies. Este gen ha resultado muy potente, una vez que permite discriminar el 95% de las especies (el 5% de las especies restantes no posee la suficiente variación genética a nivel de este gen para que permita ser separada). En el caso de las plantas, no se ha podido identificar ese “gen universal” y los científicos tuvieron que adoptar dos genes, matK y rbcL, cuyas secuencias en conjunto tienen una eficiencia discriminatoria del 72% de las especies. Para los hongos, esta búsqueda está bastante empantanada, y a la fecha no se ha llegado aún a un consenso sobre cuál es el mejor código de barras genético a utilizar.

Pese a las limitantes metodológicas que aún restan, el uso del código de barras genético para identificar especies está resultando muy eficiente para identificar y reclasificar los seres vivos. Actualmente se ha creado una red de laboratorios mundiales adonde las muestras de los especímenes son enviadas, y donde se les asigna un código de barras genético. Este código es comparado con los depositados en una base de datos mundial llamada BOLD (Base de datos de códigos de barra genéticos de la vida, del inglés “Barcode of Life Database”) donde están disponibles todos los códigos de barra de las especies ya analizadas por esta metodología. Cada especie identificada y reclasificada según su código de barra genético posee una ficha técnica que la vincula toda la información disponible de la especie (distribución geográfica, hábitat, riesgo de extinción, etc) y con los centros donde están disponibles materiales biológicos de colección (museos, herbarios, zológicos, acuarios, bancos de semilla, etc).

Toda esta información está resultando muy útil, no solo para la realización de inventarios o monitoreos de colecciones, sino también para controlar el estado de conservación de parques nacionales, recursos pesqueros, calidad del agua, etc. En todos los casos, se está descubriendo que existen más especies de las que se creían. En lo que respecta problemas de especies invasoras, esta metodología permite la rápida identificación de la especie para planear métodos de contingencia y control. También están teniendo una gran aplicación en los estudios de las cadenas tróficas de los animales, una vez que es posible identificar con mayor precisión de que plantas o animales se alimentan. Otras aplicaciones muy útiles son la certificación de la sanidad y autenticidad de los alimentos (muy utilizado en el caso de los peces); o para estudios forenses donde se asocia a la escena del crimen muestras biológicas de plantas o animales.

Los códigos de barra genéticos son una forma rápida de identificar especies. El procedimiento utiliza secuencias genéticas muy cortas de porciones del ADN previamente estandarizadas de una forma similar a como el escáner de un supermercado distingue productos utilizando el lector laser. Dos ítems pueden parecer muy similares a un ojo no entrenado, pero en ambos casos, el código de barras es distinto. Nuestro país es pionero a nivel de Latinoamérica en aplicar los códigos de barra genético, y cuenta con cinco centros especializados en procesar las muestras enviadas por los distintos institutos de investigación y determinar los códigos de barra genéticos de sus especies.

 

Información suplementaria en español:

 

PDF: Revista Ambiente Siglo XXI. N° 29 julio-Agosto.pdf

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