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Una nueva era para la biología: oportunidades y desafíos de la macrogenética

Una nueva era para la biología: oportunidades y desafíos de la macrogenética
Bellotas de roble. Crédito: The Morton Arboretum

El floreciente campo de la macrogenética es el foco de una nueva revisión publicada en Nature Reviews Genetics por un equipo global y multidisciplinario de investigadores que buscan responder mejor a las preguntas fundamentales sobre la biodiversidad.


por The Morton Arboretum


Dirigidos por Sean Hoban, Ph.D., biólogo de conservación de árboles en The Morton Arboretum, los investigadores brindan información sobre la macrogenética, que utiliza big data para identificar los impulsores globales de la diversidad genética dentro y entre poblaciones a amplias escalas espaciales, temporales y taxonómicas.

«El objetivo de la macrogenética es utilizar miles de conjuntos de datos para responder una pregunta fundamental sobre la vida en la tierra: ¿Por qué algunas regiones del mundo tienen más biodiversidad que otras?» dijo Hoban.

Hasta hace poco, dicen los autores, los análisis a gran escala en genética de poblaciones, biología evolutiva y ecología molecular eran extremadamente raros debido a los altos costos y las metodologías complicadas. Sin embargo, los avances en tecnología, biología molecular, estadísticas y la disponibilidad generalizada de grandes conjuntos de datos, entre otros factores, han allanado el camino para el nuevo campo de estudio, abordando preguntas a una escala mayor que nunca.

«La ciencia se está moviendo hacia un modelo de trabajo más colaborativo en el que los investigadores publican sus datos completos en línea en bases de datos fácilmente buscables, para que otros puedan reutilizarlos para otros fines, incluida la macrogenética y la conservación», dijo Hoban. «Es emocionante ver que los científicos están haciendo que su trabajo sea accesible, reutilizable y más fácil de construir; algunos lo llaman ‘ciencia abierta'».

Hoban indicó que la diversidad genética es un factor clave de complejidad y resiliencia en los sistemas, lo que permite que las poblaciones prosperen y se adapten, pero que su conservación a menudo se descuida en las políticas públicas. «Los estudios macrogenéticos que evalúan la diversidad genética a lo largo del tiempo y el espacio proporcionarán oportunidades valiosas a gran escala para detectar cambios ambientales , incluidas, por ejemplo, las señales genéticas tempranas de los efectos del cambio climático que de otro modo podrían escapar a la detección», dijo.

En última instancia, según los autores, las observaciones de patrones a gran escala deben estar vinculadas a la legislación nacional y las iniciativas globales como el Convenio sobre la Diversidad Biológica o los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas. Para que esto ocurra, los macrogenetistas deben extender la comunicación de sus estudios científicos al público en general, la industria y los legisladores, enfatizaron los autores.

«Esperamos poder responder preguntas fundamentales sobre la biodiversidad: no solo si los humanos tienen un impacto, sino a qué escala y en qué umbral», dijo Hoban. «Luego, podemos usar esos hallazgos para informar políticas que sean sostenibles e impactantes».

Hoban también señaló que la investigación macrogenética podría resolver un debate duradero entre científicos: si los mismos factores ambientales que afectan la diversidad de especies en una región también afectan la diversidad genética.

Según la revisión, el creciente acceso a los datos ha abierto muchas puertas para los investigadores genéticos, pero también tiene sus propios desafíos estadísticos importantes. «La cantidad de datos a los que podemos acceder ahora es asombrosa. El mayor desafío es determinar las técnicas estadísticas correctas», dijo Hoban. Los autores escriben que la mayoría de las herramientas estadísticas y analíticas utilizadas en macrogenética se reutilizan de otras disciplinas, y esperan y alientan a los investigadores a explorar qué herramientas están mejor adaptadas para analizar conjuntos de datos macrogenéticos mejorados.

Hoban señaló que el análisis de datos a gran escala también es una tendencia creciente entre los investigadores ecológicos y los profesionales de la conservación. Los científicos de The Morton Arboretum están utilizando grandes conjuntos de datos para realizar análisis de brechas de conservación global, determinar patrones de evolución de rasgos de plantas leñosas, descubrir cómo evolucionan los ecosistemas durante largos períodos de tiempo y documentar cambios en los bosques bajo temperaturas más altas , entre otros proyectos. También están produciendo tales conjuntos de datos, incluso en el herbario del arboreto.

«Este es un momento extremadamente emocionante: el campo está creciendo de una docena de estudios a cientos en el horizonte», dijo Hoban. «Se siente como si estuviéramos en un nuevo capítulo de avance científico», agregó.



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