Las plantas silvestres nos salvarán a todos

Desde el Laboratorio de Comunicación Científica | #LabcomUy

La historia ya nos demostró qué pasa cuando nuestra fuente de alimento es poco diversa, es decir, cuando nos alimentamos de pocas variedades de plantas. A mediados del siglo XVII un pequeño organismo protista, Phytophthora infestans (también llamado tizón tardío) causó la Gran Hambruna de Irlanda. Esta plaga, similar a los hongos, arrasó con la mitad de las plantaciones de papa, lo que generó la muerte de un millón de personas y la emigración de otro millón. Por aquel entonces en Irlanda sólo se plantaba la variedad de papa Irish lumper, por lo que, una vez que el protista entró en la isla, se propagó muy rápidamente por los cultivos de papa de todo el país. Si a esto sumamos que dos quintos de la población se alimentaban a base de este vegetal, el resultado fue catastrófico.

¿Cómo podemos estar preparados para enfrentar un enemigo al que no estamos esperando? La respuesta está en la flora nativa. Sí, señores, no existe nada mejor que un locatario para mostrarnos cómo se arreglan las cosas en casa.

Las silvestres

Las plantas silvestres están adaptadas al medio en el que viven y, como es evidente, no se pueden mover. Por esta razón deben soportar los cambios de clima, la calidad del suelo y, por sobre todas las cosas, los depredadores. Han logrado esto gracias a que, como en todo ser vivo, en su ADN se producen y acumulan mutaciones, pequeños cambios en los genes que generan nuevas formas o variantes del gen. Las variantes que le dan una ventaja a la planta se vuelven comunes en la población y le permiten, en algunos casos, evolucionar a una nueva especie. Este fenómeno se conoce como selección natural y fue lo que postuló Charles Darwin en su famoso libro El origen de las especies.

Hace diez mil años los Homo sapiens sapiens (o sea, nosotros) dejamos de recolectar comida para empezar a plantar las variedades que más nos alimentaban, y esto nos permitió establecer nuestras comunidades. Como cada casa es un mundo, los agricultores elegían qué variedades plantar según sus preferencias, lo que llevó a domesticar muchas variedades distintas. Por ejemplo, en México hay unas 600 variedades de maíz. Y hasta aquí todo bien, pero el proceso de domesticación implica plantar una y otra vez semillas de la cosecha anterior para obtener variedades estables, con frutos parejos y sincronizadas en el tiempo de crecimiento y maduración. En otras palabras, implica que las plantas se reproduzcan con sus hermanos y sean cada vez más iguales entre sí, perdiendo diversidad. Esta pérdida de diversidad se conoce como “deterioro genético”, ya que los cultivos empiezan a acumular genes no deseados, como los de susceptibilidad a enfermedades y temperaturas extremas, pérdida de defensas contra depredadores y aumento de las necesidades nutricionales.

Por eso, cuando queremos mejorar las características de una planta debemos buscar las plantas que naturalmente las tienen: los parientes silvestres de los cultivos. Estas son plantas que evolucionaron para sobrevivir en el ambiente donde habitan y son de vital importancia en la agricultura, porque proporcionan los genes que nos permiten contrarrestar el deterioro genético, incrementar el rendimiento y aumentar la diversidad genética de los cultivos. El uso de las plantas silvestres en el mejoramiento de los cultivos ha sido desde siempre la forma de obtener nuevas variedades con características mejor adaptadas a los diversos ambientes donde son plantados.

Papas uruguayas

¿Sabían que en Uruguay tenemos tres especies de papas nativas? El nombre científico de estas especies de papas es Solanum commersonii, Solanum malmeanum y Solanum chacoense, aunque comúnmente se las conoce como “papa parda”. No son como la papa blanca ni la rosada que compramos en la feria, y de hecho no las podemos comer porque tienen glicoalcaloides, un tipo de molécula muy tóxica que nos puede generar desde una gastroenteritis hasta la muerte. Entonces, ¿de qué nos sirven estas plantas si no las podemos comer? Pues estas papas son muy importantes y codiciadas por otras de sus características: son resistentes al frío y a varias enfermedades, como la que produce la bacteria Ralstonia solanacearum que ataca las plantaciones de papa y otras especies emparentadas como el tomate y la berenjena, generando grandes pérdidas en la cosecha, y por ende reduciendo el acceso a los alimentos.

La papa parda es estudiada por varias instituciones de nuestro país y del mundo, y muchos grupos de investigadores han logrado transferir sus genes a la papa cultivada, obteniendo variedades más resistentes. Lo increíble es que siempre se usaron unos pocos clones de Solanum commersonii de Uruguay, pero se sabe muy poco de su diversidad local. En el Laboratorio de Domesticación y Evolución de Plantas de la Facultad de Agronomía (donde hice mi tesis de grado) se está trabajando para revertir esta situación y conocer cómo se distribuyen y qué características presentan las diferentes especies de papa parda del país. El objetivo es conocer lo mejor posible la diversidad de papa parda que existe en Uruguay y, a partir de ello, elegir las mejores variedades y combinaciones para mejorar el cultivo de papa.

En 2017 se comenzaron a realizar salidas de campo para colectar individuos de la mayor cantidad de localidades posible, priorizando aquellas en las que no se había colectado anteriormente o que, por alguna razón, el material previamente colectado ya no estaba disponible. Analizando las características de 74 de las plantas colectadas pudimos confirmar que las especies tienen una distribución bien particular: mientras S. malmeanum se distribuye en los departamentos del litoral, al oeste de la Cuchilla de Haedo y al norte del río Negro, S. commersonii se distribuye al este de la Cuchilla de Haedo y en el sur del territorio nacional y S. chacoense aparece en algunos puntos dispersos del país. Lo más notable de este descubrimiento es que la forma en que se distribuyen estas especies coincide con la distribución de otras especies de plantas, como las subespecies de Petunia axillaris (las petunias) y Turnera sidoides (las amapolitas). Este patrón descubierto nos dice algo muy importante, ya que cuando varios grupos de especies tienen la misma distribución podemos asociar esa distribución a un proceso histórico.

Una de las hipótesis más aceptadas postula que durante la última gran glaciación, que comenzó hace aproximadamente 13.000 años, algunas regiones de Sudamérica funcionaron como refugios biológicos, zonas en donde las condiciones no fueron tan hostiles y permitieron el desarrollo de comunidades biológicas. De acuerdo con esta hipótesis, la distribución de las especies habría quedado fragmentada, ya que las poblaciones alojadas en refugios diferentes no podían intercambiar genes entre sí, lo que permitió, selección natural mediante, procesos de especiación. Es decir, con el fin de la glaciación, hace aproximadamente 11.700 años, la vida se expandió desde estos refugios, y las plantas que antes formaban una misma especie siguieron un camino evolutivo distinto y dieron lugar a especies diversas que ocuparían las regiones que antes ocupó su ancestro común.

La mejor forma de utilizar los parientes silvestres de los cultivos en el mejoramiento requiere conocer qué genes carga cada variedad de cada región. Su condición de silvestres los hace sumamente diversos y mestizos, ya que la reproducción no está dirigida por la selección humana, los cruzamientos son bastante al azar y podemos incluso encontrar híbridos naturales. Además, al evolucionar por selección natural a la par de sus depredadores y plagas, seguramente estén mejor adaptados a convivir con ellos. Conocer las poblaciones naturales de especies de nuestro país y entender cómo se articulan y dónde se distribuyen nos permite acceder a ellas cuando lo necesitemos y así recurrir a los recursos genéticos que nos ofrecen.

Coleccionar

Así como guardamos nuestros recursos financieros en un banco, o nuestro acervo literario en una biblioteca, las especies silvestres se guardan en colecciones biológicas. Las colecciones permiten reunir toda la diversidad conocida en un mismo lugar y son una fuente inagotable de variabilidad. Son importantes, además, porque pueden contener registros de especies ya extintas en la naturaleza, que sólo se conservan en las colecciones, o registros únicos de especies poco frecuentes. Su papel en la preservación y el estudio de la diversidad biológica es crucial, porque nos permiten ver todas las variantes de una especie a lo largo del territorio y a lo largo de los años. Pueden ser plantas o sus partes, estar vivas o secas, pero es fundamental mantenerlas en condiciones que garanticen su conservación.

Los recursos genéticos ofrecen muchos usos, pueden utilizarse para desarrollar variedades mejor adaptadas a regiones más específicas, identificar las características más estables en los diferentes ambientes y generar cultivos uniformes pero resistentes, o descubrir nuevas formas de utilizar un organismo. En definitiva, las colecciones nos permiten acceder con mayor facilidad a los recursos genéticos con los que contamos para eventualmente mejorar nuestros cultivos y nuestra alimentación.

Hace 10.000 años, cuando empezamos a plantar, hicimos un compromiso con las plantas, lo que nos llevó una dependencia mutua. Nuestra constante presión sobre los sistemas naturales y el deterioro genético que afrontan los cultivos hacen que las colecciones biológicas sean fundamentales en el futuro, ya que nos permitirán conservar y acceder a los recursos necesarios para adaptarnos a los nuevos desafíos. Hoy debemos renovar nuestro compromiso con la conservación de la diversidad biológica, conscientes de su importancia en los sistemas naturales para continuar generando variabilidad; debemos, asimismo, comprometernos con mantener un registro fiel y completo de esta diversidad, ya que la mejor forma de preservarla es conociéndola en profundidad.

Germán Abad Njers es investigador júnior en genética y biología molecular, especializado en botánica y mejoramiento genético.