La genómica puede ayudar a los agricultores de insectos a evitar trampas de domesticación

Los insectos se vuelven cada vez más populares para crecer en granjas de alimentos para otros animales, alimentos para mascotas y potencialmente como alimento para las personas. El proceso de llevar animales salvajes a un entorno artificial, conocido como domesticador, viene con desafíos únicos. Afortunadamente, hay lecciones importantes que aprenden de todos los demás animales que las personas han domesticado hasta el milenio.

Como investigadores que estudian cuántos animales locales cambian sus genes, creemos que el reconocimiento de las vulnerabilidades con la domesticación. Las poderosas herramientas de biotecnología de hoy pueden ayudar a los investigadores a ignorar y ponerse en duda temprano.

La domesticación no es nada nuevo

Desde una domesticación de grano, que comienza hace 12,000 años en las estrategias de crecimiento de alta tecnología basadas en el genoma, las personas son una naturaleza plegable que se adapta a sus propósitos. Se reproduce selectivamente plantas o animales individuales que tienen características deseables, ya sea ese aspecto, tamaño o comportamiento, las personas domesticaron toda la especie huésped.

El mismo principio ingresa a todos los intentos de domesticación, desde perros hasta cultivos. El criador identifica a un individuo con la característica deseada, ya sea un talento para perros para monitorear o habilidad una planta para soportar plagas. Luego los reproducen para confirmar que el rasgo deseado puede transferirse a la descendencia. Si funciona, el criador puede criar muchos descendientes en la ronificación con una ventaja genómica.

Las personas hicieron que los cultivos fueran resistentes a las enfermedades y desafíos de la protección del medio ambiente, vacas evidenciadas que dan más leche o carne, grandes pechos de aves de corral y perros dulces.

Larga historia de insectos que trabajan para personas

El hogar sobre el insecto también está lejos de ser nuevo. Las personas crían platos de seda (Bombix Mori) para producir seda durante más de 5,000 años. Pero la reproducción selectiva y el aislamiento de parientes salvajes han llevado a su incapacidad para volar, dependencia de una fuente de alimentos y es necesario jugar. Como resultado, los seda que todos confían completamente en las personas para la supervivencia, y las especies originales ya no existen.

Las polillas de seda han perdido la capacidad de volar y dependen completamente de las personas para la supervivencia. Baobao ou / momento abierto a través de getty imágenes

Del mismo modo, las personas mantuvieron las colonias de miel occidental (AIS Mellifer) para polinizar y producir miel durante siglos. Pero las abejas están en riesgo debido a los trastornos del colapso de colaRes, un fenómeno en el que las abejas laborales desaparecen de las colmenas aparentemente saludables. Se desconocen las causas de los trastornos del colapso de colonium; Los investigadores pueden ser investigados de enfermedades y pesticidas como posibles factores.

Ahora la industria de la agricultura de insectos estableció su mirada para recibir algunos otros insectos como fuente de proteínas elevadas de manera sostenible para otros animales o personas.

Los insectos como una mosca de soldado negro (ilusas de Hermetia) y el revestimiento (Molitor Tenebrio) pueden crecer en los flujos de desechos orgánicos existentes. La reproducción en granjas orgánicas y el desperdicio de alimentos circula el sistema agrícola y reduce el impacto en el medio ambiente del cultivo de proteínas.

Pero estos insectos tendrán que cultivarse en una escala. La agricultura contemporánea se basa en monocultivos de especies que permiten la uniformidad en tamaño y el crecimiento y la cosecha sincronizados. Recibir insectos salvajes necesitará convertirlos en animales adultos.

Las larvas voladoras del soldado negro en los alimentos son una mezcla de presa de trigo, maíz y alfalfa cuando se cultivan en laboratorio y granjas. La domatización de Christine Picard tiene inmunidad hacia abajo

Los polluelos de hoy crecen más rápido y más grande que nunca. Pero los animales en la agricultura de fábrica son genéticamente muy homogéneos. Además, las personas cuidan todo por estos animales domesticados. Tienen fácil acceso a los alimentos y proporcionan antibióticos y vacunas para su salud y seguridad.

En consecuencia, los pollos de la agricultura industrial han perdido muchas de sus capacidades inmunes. La construcción de estas proteínas fuertes que luchan contra las enfermedades requieren mucha energía. Desde su entorno impecable y controlado los protegen, simplemente no son necesarios por los genes. La energía de sus cuerpos generalmente beneficiaría que la protección puede usarse para aumentar.

En la naturaleza, las personas con genes inmunes defectuosos probablemente matarían a los patógenos, limpiando rápidamente estos genes malos de la población. Pero en un entorno domesticado, tales individuos pueden sobrevivir y pasar a genes potencialmente terribles.

El agarre de las aves H5N1 proporciona un ejemplo reciente de lo que puede salir mal cuando la población homogénea de animales domesticados se encuentra con un patógeno peligroso. Cuando estalló la enfermedad, los malos sistemas inmunes de pollos domesticados se agrietaron bajo presión. La enfermedad puede expandirse rápidamente a través de grandes instalaciones, y al final todos los pollos tuvieron que ser sacrificados.

Pollos industriales genéticamente homogéneos y perdieron la mayor parte de su defensa inmune. Pidjoe / E + a través de Getty Images Domestion and Monoculture Risks

Los sistemas inmunes débiles no son la única razón por la que se propaga la gripe aviar.

La marcación a menudo implica un gran número de especies iguales en áreas concentradas pequeñas, que se llama monocultivo. Todas las personas en monocultivos son casi iguales, tanto físicamente como en sus genes, por lo que todos tienen la misma sensibilidad.

Los cultivares de plátano son un ejemplo. Las plantas de plátano se cultivaron a principios de 1900, todos los descendientes de un clon, llamado Gros Michel. Pero cuando la enfermedad del hongo de Grmski Panamá es maldita, las plantas no tenían defensa y el cultivar es el Dojan.

Las granadas que se criaron hoy en el tipo de caventina, se criaron en la granja de plátanos más grande de hoy. La industria de los plátanos sigue siendo vulnerable al mismo tipo de riesgo asumido por Gros Michel. La nueva tensión fúngica está en aumento, y los científicos se apresuran a comenzar a colapsar a nivel mundial colapsar los plátanos Cavendish.

Las lecciones sobre las debilidades que conlleva el cumplimiento son importantes para la industria relativamente nueva que avanza a los insectos como el futuro de la producción sostenible de proteínas y el reciclaje de residuos orgánicos.

Cómo la genómica puede ayudar al curso correcto

La genomía contemporánea puede proporcionar a una agricultura de insectos un nuevo enfoque de control de calidad. Las herramientas tecnológicas pueden ayudar a los investigadores a aprender cómo los genes del organismo se relacionan con sus cualidades físicas. Con este conocimiento, los científicos pueden ayudar a los organismos que son domesticados por el sustrato a posibles defectos del proceso.

Por ejemplo, los científicos combinaron datos de cientos de diferentes genes de tomate domesticados, así como de sus colegas salvajes. Descubrieron algo que probablemente experimentó: al elegir un límite de tiempo a largo plazo, el gen de los aromas de tomate se omiten involuntariamente.

Un enfoque similar para la detección del genoma ha permitido a los científicos descubrir una combinación de genes que aumentan la producción de leche en las vacas de leche. Los agricultores intencionalmente pueden criar a los individuos correctamente la combinación de productos genéticos que producen lácteos, y simultáneamente observan lo que otros genes de animales tienen o faltan. Este proceso garantiza que los criadores no pierdan propiedades valiosas, como sistemas inmunes robustos o altas tasas de fertilidad, selecciona propiedades económicamente valiosas durante la domesticación.

Los criadores de insectos pueden aprovechar estas herramientas genéticas desde el principio. El monitoreo de los marcadores genéticos de la población de animales es como monitorear los signos vitales de los pacientes en el hospital. Los criadores de insectos pueden mirar los genes para evaluar la salud de la colonia y la necesidad de intervenciones. Con el monitoreo genético regular, cultivarán poblaciones, si comienzan a ver individuos con marcadores para algunos genes “malos”, pueden intervenir de inmediato, en lugar de esperar un desastre.

Los mecanismos para eliminar el desastre resultante incluyen la adopción de una nueva camada salvaje u otro colonium cuyos genes pueden refrescar a los habitantes rotos de la población y la población homogénea. Además, los investigadores podrían usar técnicas de edición de genes como CRISPR-CAS9 para replicar las combinaciones de genes sanos y productivos en una generación completamente nueva de insectos domesticados.

El cultivo de la Genómica Asistente es una adición a las prácticas estándar, no un reemplazo. Puede ayudar a los productores a ver qué propiedades están en riesgo, desarrollando y dónde se pueden encontrar depósitos de diversidad genética natural. Permite a los criadores traer decisiones más informadas, identificar problemas genéticos y ser proactivos, no reactivos.

Use el poder de la genómica, se puede evitar una industria agrícola de insectos para un colapso futuro aleatorio, continuando instalando la instalación de proteínas sostenibles y circulando por el ecosistema agrícola.