Cada vez es más común criar insectos en granjas como alimento para otros animales , alimento para mascotas y, potencialmente, como alimento para las personas . El proceso de domesticar un animal salvaje en un entorno artificial conlleva desafíos únicos. Afortunadamente, existen importantes lecciones que aprender de todos los demás animales que la humanidad ha domesticado durante milenios.
Por Christine Picard, Héctor Rosche-Flores
Como investigadores que estudiamos cómo la domesticación de animales modifica sus genes, creemos que es importante reconocer las vulnerabilidades que conlleva. Las potentes herramientas biotecnológicas actuales pueden ayudar a los investigadores a anticipar y prevenir problemas de forma temprana.
La domesticación no es nada nuevo
Desde la domesticación de cereales, que comenzó hace 12.000 años, hasta las estrategias actuales de reproducción de alta tecnología basadas en el genoma , los seres humanos han manipulado la naturaleza para adaptarla a sus propósitos. Mediante la cría selectiva de plantas o animales individuales con características deseables, ya sea su apariencia, tamaño o comportamiento, los seres humanos han domesticado una gran cantidad de especies.
El mismo principio subyace en todos los intentos de domesticación, desde perros hasta cultivos. Un criador identifica a un individuo con un rasgo deseado, ya sea el talento de un perro para rastrear o la capacidad de una planta para resistir plagas. Luego, lo cruza para confirmar que el rasgo deseado puede transmitirse a la descendencia. Si funciona, el criador puede generar una gran cantidad de descendientes en un linaje con la ventaja genómica.
La gente ha creado cultivos resistentes a las enfermedades y a los desafíos ambientales , vacas dóciles que producen más leche o carne, aves de corral de pechos grandes y perros adorables.
Una larga historia de insectos trabajando para la gente.
La domesticación de insectos tampoco es nueva. Se han criado gusanos de seda (Bombyx mori) para producir seda durante más de 5000 años. Sin embargo , la cría selectiva y el aislamiento de sus parientes silvestres han provocado su incapacidad para volar, su dependencia de una sola fuente de alimento y la necesidad de ayuda para reproducirse. Como resultado, los gusanos de seda dependen completamente de los humanos para sobrevivir, y la especie original ya no existe.
De igual manera, durante siglos se han mantenido colonias de abejas melíferas occidentales (Apis mellifera) para la polinización y la producción de miel. Sin embargo, las abejas corren peligro debido al trastorno de colapso de colonias , un fenómeno en el que las abejas obreras desaparecen de colmenas aparentemente sanas. Se desconocen las causas del trastorno de colapso de colonias ; se están investigando enfermedades y pesticidas como posibles factores.
Ahora la industria de la agricultura de insectos ha puesto la mira en la domesticación de otros insectos como fuente de proteínas cultivadas de manera sustentable para otros animales o personas.
Insectos como la mosca soldado negra (Hermetia illucens) y el gusano de la harina (Tenebrio molitor) pueden crecer en los flujos de residuos orgánicos existentes. Su cría en granjas orgánicas y con residuos alimentarios contribuye a la circularización del sistema agrícola y reduce la huella ambiental del cultivo de proteínas.
Pero estos insectos deberán cultivarse a gran escala. La agricultura moderna se basa en monocultivos de especies que permiten uniformidad de tamaño y sincronización entre crecimiento y cosecha. Será necesario domesticar insectos silvestres para convertirlos en animales de granja.
La domesticación tiene un inconveniente inmunológico
Hoy en día, los pollos crecen más rápido y son más grandes que nunca . Sin embargo, los animales criados en granjas industriales son genéticamente muy homogéneos. Además, la gente se encarga de todo para estos animales domésticos. Tienen fácil acceso a los alimentos y reciben antibióticos y vacunas para su salud y seguridad.
En consecuencia, los pollos criados industrialmente han perdido gran parte de su capacidad inmunitaria. Desarrollar estas potentes proteínas que combaten enfermedades requiere mucha energía. Dado que sus entornos impecables y controlados los protegen, esos genes inmunitarios simplemente no son necesarios. La energía que sus cuerpos normalmente usarían para protegerse puede emplearse para crecer.
En la naturaleza, los individuos con genes inmunitarios defectuosos probablemente morirían a causa de patógenos, eliminando rápidamente estos genes dañinos de la población. Pero en un entorno doméstico, estos individuos pueden sobrevivir y transmitir genes potencialmente dañinos.
La gripe aviar H5N1 es un ejemplo reciente de lo que puede salir mal cuando una población homogénea de animales domésticos se topa con un patógeno peligroso . Cuando estalló la enfermedad, el sistema inmunitario debilitado de los pollos domésticos se desmoronó bajo la presión. La enfermedad puede propagarse rápidamente en grandes instalaciones, y eventualmente todos los pollos deben ser sacrificados.
La domesticación y los riesgos del monocultivo
Los sistemas inmunológicos débiles no son la única razón por la que la gripe aviar se propagó como lo hizo.
La domesticación suele implicar el cultivo de grandes cantidades de una sola especie en áreas pequeñas y concentradas, lo que se conoce como monocultivo . Todos los individuos de un monocultivo son prácticamente iguales, tanto física como genéticamente, por lo que todos presentan las mismas susceptibilidades.
Los cultivares de banano son un ejemplo. Las plantas de banano cultivadas a principios del siglo XX descendían de un solo clon, llamado Gros Michel. Pero cuando el mortal mal de Panamá se propagó, las plantas perdieron sus defensas y el cultivar quedó diezmado.
Los productores de plátano recurrieron a la variedad Cavendish, cultivada en las mayores fincas bananeras actuales. La industria bananera sigue siendo vulnerable al mismo riesgo que arruinó a Gros Michel. Una nueva cepa de hongos está en auge, y los científicos se apresuran a evitar un colapso global del plátano Cavendish .
Las lecciones sobre las debilidades que trae consigo la domesticación son importantes para la industria relativamente nueva que promueve a los insectos como el futuro de la producción sustentable de proteínas y el reciclaje de desechos orgánicos.
Cómo la genómica puede ayudar a corregir el rumbo
La genómica moderna puede brindar a la agricultura de insectos un nuevo enfoque para el control de calidad. Las herramientas tecnológicas pueden ayudar a los investigadores a comprender cómo se relacionan los genes de un organismo con sus características físicas. Con este conocimiento, los científicos pueden ayudar a los organismos en proceso de domesticación a evitar las posibles desventajas del proceso.
Por ejemplo, los científicos combinaron datos de cientos de genomas de tomates domesticados, así como de sus homólogos silvestres. Descubrieron algo que probablemente hayas experimentado: al seleccionar tomates para una mayor durabilidad, se eliminaron involuntariamente los genes del sabor .
Un enfoque similar de cribado genómico ha permitido a los científicos descubrir la combinación de genes que mejora la producción de leche en las vacas lecheras . Los ganaderos pueden criar intencionalmente individuos con las combinaciones adecuadas de genes productores de leche, mientras vigilan qué otros genes poseen o carecen los animales. Este proceso garantiza que los criadores no pierdan rasgos valiosos, como un sistema inmunitario robusto o altas tasas de fertilidad, a la vez que seleccionan rasgos económicamente valiosos durante la domesticación.
Los criadores de insectos pueden aprovechar estas herramientas genéticas desde el principio. Rastrear los marcadores genéticos de una población animal es como monitorear los signos vitales de los pacientes en el hospital. Los criadores de insectos pueden analizar los genes para evaluar la salud de la colonia y la necesidad de intervenciones. Con el monitoreo genético regular de la población de cría, si comienzan a detectar individuos con marcadores de genes «malos», pueden intervenir de inmediato, en lugar de esperar a que ocurra un desastre.
Los mecanismos para remediar un desastre emergente incluyen la incorporación de una nueva cría de la naturaleza o de otra colonia cuyos genes puedan renovar el genoma endogámico y homogéneo de la población domesticada. Además, los investigadores podrían utilizar técnicas de edición genética como CRISPR-Cas9 para replicar combinaciones de genes sanas y productivas en una nueva generación completa de insectos domesticados.
El mejoramiento genético asistido por genómica complementa las prácticas estándar, no las reemplaza. Ayuda a los criadores a identificar qué rasgos están en riesgo, cuáles están evolucionando y dónde podrían encontrarse reservas naturales de diversidad genética. Permite a los criadores tomar decisiones más informadas, identificar problemas genéticos y ser proactivos en lugar de reactivos.
Al aprovechar el poder de la genómica, la industria de la agricultura de insectos puede evitar prepararse para un colapso accidental en el futuro y, al mismo tiempo, seguir avanzando en la producción sostenible de proteínas y la circularización del ecosistema agrícola.
Este artículo se republica de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
