conservación ex situ

Los jardines botánicos , zoológicos y acuarios son los lugares más convencionales para la conservación ex situ , albergando ejemplares completos y protegidos para su reproducción y reintroducción en la naturaleza. Estas instalaciones no solo proporcionan alojamiento y cuidado a ejemplares de especies en peligro de extinción, sino que también tienen un valor educativo. Informan al público sobre el estado de amenaza de estas especies y los factores que la provocan, con la esperanza de generar interés público en detener y revertir aquellos factores que ponen en peligro su supervivencia. Son los lugares de conservación ex situ más visitados por el público ; la Estrategia Mundial de Conservación de Zoológicos (WZCS, por sus siglas en inglés) estima que los 1100 zoológicos organizados en el mundo reciben más de 600 millones de visitantes al año. A nivel mundial, se estima que existen 2107 acuarios y zoológicos en 125 países. Además, muchos coleccionistas privados u otras organizaciones sin fines de lucro poseen animales y participan en esfuerzos de conservación o reintroducción. ^{[ 4 ] : 91} En Estados Unidos , existen aproximadamente 2000 jardines botánicos en 148 condados que cultivan o almacenan aproximadamente 80 000 taxones de plantas en 2004. ^{[ 4 ] : 10–11}

La criopreservación de plantas consiste en el almacenamiento de semillas, polen, tejido o embriones en nitrógeno líquido. Este método permite el almacenamiento prácticamente indefinido de material sin deterioro durante un período de tiempo mucho mayor que otros métodos de conservación ex situ . ^{[ 5 ]} La criopreservación también se utiliza para la conservación de la genética del ganado mediante la crioconservación de recursos genéticos animales . Si bien existen limitaciones técnicas que impiden la criopreservación de muchas especies, la criobiología es un campo de investigación activo y se están llevando a cabo numerosos estudios sobre plantas. ^{[ 5 ]}

El almacenamiento de semillas en un ambiente con temperatura y humedad controladas. Esta técnica se utiliza para taxones con semillas ortodoxas que toleran la desecación . Las instalaciones de los bancos de semillas varían desde cajas selladas hasta congeladores o bóvedas con control de temperatura. Los taxones con semillas recalcitrantes que no toleran la desecación generalmente no se conservan en bancos de semillas durante períodos prolongados.

Las plantaciones extensivas al aire libre se utilizan para mantener la diversidad genética de especies silvestres, agrícolas o forestales. Generalmente, las especies difíciles o imposibles de conservar en bancos de semillas se conservan en bancos de genes de campo. Estos bancos también pueden utilizarse para cultivar y seleccionar la descendencia de especies almacenadas mediante otras técnicas ex situ .

Plantas bajo cuidado hortícola en un paisaje artificial, generalmente un jardín botánico o arboreto . Esta técnica es similar a un banco de genes de campo, ya que las plantas se mantienen en su entorno natural, pero las colecciones no suelen ser tan diversas ni extensas genéticamente. Estas colecciones son susceptibles a la hibridación, la selección artificial, la deriva genética y la transmisión de enfermedades. Las especies que no pueden conservarse mediante otras técnicas ex situ a menudo se incluyen en colecciones cultivadas.

Las plantas reciben cuidados hortícolas, pero el entorno se gestiona para que se acerque a las condiciones naturales. Esto se aplica tanto a entornos restaurados como seminaturales. Esta técnica se utiliza principalmente para especies raras o en áreas donde el hábitat se ha degradado gravemente.

El tejido somático puede almacenarse in vitro durante cortos periodos de tiempo. Esto se realiza en un entorno con temperatura y luz controladas que regula el crecimiento celular. Como técnica de conservación ex situ, el cultivo de tejidos se utiliza principalmente para la propagación clonal de tejido vegetativo o semillas inmaduras. Esto permite la proliferación de plantas clonales a partir de una cantidad relativamente pequeña de tejido parental.

Gestionar poblaciones minimizando los valores medios de parentesco suele ser una forma eficaz de aumentar la diversidad genética y evitar la endogamia en poblaciones cautivas. ^{[ 12 ]} El parentesco es la probabilidad de que dos alelos sean idénticos por descendencia cuando se toma un alelo al azar de cada individuo que se aparea. El valor medio de parentesco es el valor promedio de parentesco entre un individuo dado y todos los demás miembros de la población. Los valores medios de parentesco pueden ayudar a determinar qué individuos deben aparearse. Al elegir individuos para la reproducción, es importante elegir aquellos con los valores medios de parentesco más bajos porque estos individuos están menos emparentados con el resto de la población y tienen los alelos menos comunes. ^{[ 12 ]} Esto asegura que se transmitan los alelos más raros, lo que ayuda a aumentar la diversidad genética. También es importante evitar el apareamiento de dos individuos con valores de parentesco promedio muy diferentes, ya que tales apareamientos propagan tanto los alelos raros presentes en el individuo con el valor de parentesco promedio bajo como los alelos comunes presentes en el individuo con el valor de parentesco promedio alto. ^{[ 12 ]} Esta técnica de manejo genético requiere que se conozca la ascendencia, por lo que en circunstancias donde se desconoce la ascendencia, podría ser necesario utilizar genética molecular, como datos de microsatélites , para ayudar a resolver las incógnitas. ^{[ 11 ]}

La diversidad genética a menudo se pierde dentro de las poblaciones cautivas debido al efecto fundador y los consiguientes tamaños poblacionales pequeños. ^{[ 12 ]} Minimizar la pérdida de diversidad genética dentro de la población cautiva es un componente importante de la conservación ex situ y es crítico para reintroducciones exitosas y el éxito a largo plazo de la especie, ya que las poblaciones más diversas tienen un mayor potencial adaptativo . ^{[ 11 ]} La pérdida de diversidad genética debido al efecto fundador puede minimizarse asegurando que la población fundadora sea lo suficientemente grande y genéticamente representativa de la población silvestre. ^{[ 12 ]} Esto suele ser difícil porque eliminar un gran número de individuos de las poblaciones silvestres puede reducir aún más la diversidad genética de una especie que ya es de interés para la conservación. Una alternativa a esto es recolectar esperma de individuos silvestres y usarlo mediante inseminación artificial para traer material genético nuevo. ^{[ 13 ]} Maximizar el tamaño de la población cautiva y el tamaño efectivo de la población puede disminuir la pérdida de diversidad genética al minimizar la pérdida aleatoria de alelos debido a la deriva genética . ^{[ 12 ]} Minimizar el número de generaciones en cautiverio es otro método eficaz para reducir la pérdida de diversidad genética en poblaciones cautivas. ^{[ 12 ]}

La selección favorece rasgos diferentes en poblaciones cautivas que en poblaciones silvestres, por lo que esto puede resultar en adaptaciones que son beneficiosas en cautiverio pero perjudiciales en la naturaleza. ^{[ 12 ]} Esto reduce el éxito de las reintroducciones, por lo que es importante manejar las poblaciones cautivas para reducir las adaptaciones al cautiverio. Las adaptaciones al cautiverio se pueden reducir minimizando el número de generaciones en cautiverio y maximizando el número de migrantes de poblaciones silvestres. ^{[ 12 ]} Minimizar la selección en poblaciones cautivas creando un entorno similar a su entorno natural es otro método para reducir las adaptaciones al cautiverio, pero es importante encontrar un equilibrio entre un entorno que minimice la adaptación al cautiverio y un entorno que permita una reproducción adecuada. ^{[ 12 ]} Las adaptaciones al cautiverio también se pueden reducir manejando la población cautiva como una serie de fragmentos de población. En esta estrategia de manejo, la población cautiva se divide en varias subpoblaciones o fragmentos que se mantienen por separado. Las poblaciones más pequeñas tienen menor potencial adaptativo, por lo que es menos probable que los fragmentos de población acumulen adaptaciones asociadas al cautiverio. Los fragmentos se mantienen separados hasta que la endogamia se convierte en un problema. Entonces se intercambian inmigrantes entre los fragmentos para reducir la endogamia, y luego los fragmentos se gestionan nuevamente por separado. ^{[ 12 ]}

Los trastornos genéticos suelen ser un problema en poblaciones cautivas debido a que estas generalmente se establecen a partir de un pequeño número de fundadores. ^{[ 12 ]} En poblaciones grandes y exógamas , las frecuencias de la mayoría de los alelos deletéreos son relativamente bajas, pero cuando una población experimenta un cuello de botella durante la fundación de una población cautiva, los alelos previamente raros pueden sobrevivir y aumentar en número. ^{[ 11 ]} La endogamia adicional dentro de la población cautiva también puede aumentar la probabilidad de que se expresen alelos deletéreos debido al aumento de la homocigosidad dentro de la población. ^{[ 11 ]} La alta incidencia de trastornos genéticos dentro de una población cautiva puede amenazar tanto la supervivencia de la población cautiva como su eventual reintroducción en la naturaleza. ^{[ 14 ]} Si el trastorno genético es dominante , puede ser posible eliminar la enfermedad por completo en una sola generación evitando la reproducción de los individuos afectados. ^{[ 12 ]} Sin embargo, si el trastorno genético es recesivo , puede que no sea posible eliminar completamente el alelo debido a su presencia en heterocigotos no afectados . ^{[ 12 ]} En este caso, la mejor opción es intentar minimizar la frecuencia del alelo eligiendo selectivamente parejas de apareamiento. En el proceso de eliminación de trastornos genéticos, es importante considerar que cuando se impide la reproducción de ciertos individuos, se eliminan alelos y, por lo tanto, diversidad genética de la población; si estos alelos no están presentes en otros individuos, pueden perderse por completo. ^{[ 14 ]} Impedir la reproducción de ciertos individuos también reduce el tamaño efectivo de la población, lo que se asocia con problemas como la pérdida de diversidad genética y el aumento de la endogamia. ^{[ 12 ]}