Durante años, los investigadores chilenos han recolectado muestras de plantas del desierto de Atacama y secuenciado su ADN en un esfuerzo por comprender cómo, contra todo pronóstico, pueden resistir uno de los lugares más duros de la Tierra. En un nuevo estudio, los científicos han informado de una variedad de genes que han permitido que estas resistentes plantas prosperen sin agua de lluvia y que, en el futuro, pueden ayudar a nuestros cultivos alimentarios a hacer frente a climas cada vez más secos.
La vida encuentra un camino incluso en un entorno similar a Marte
El desierto de Atacama en Chile se extiende a lo largo de una extensión de tierra de aproximadamente 1,000 kilómetros encajada entre la cordillera costera de la Cordillera de la Costa y la Cordillera de los Andes, una topografía inusual que bloquea las lluvias del este y evita la formación de nubes de lluvia. La precipitación anual en Atacama es de solo 15 milímetros, lo que lo convierte en el lugar más seco de la Tierra con diferencia. Algunas partes del desierto ven lluvia solo una vez en un par de siglos y su paisaje extremadamente árido lo ha convertido en el lugar favorito de un director de cine para filmar películas sobre Marte.
Pero a pesar de que el desierto de Atacama suena como un infierno, hay algunas plantas que han encontrado la manera de hacer frente a la sequedad extrema, la gran altitud, el suelo pobre en nutrientes y la radiación excesiva del sol. Por lo general, son plantas pequeñas, espinosas y de raíces profundas que pueden llegar a las profundidades del subsuelo para capturar parte de la humedad que se encuentra allí. Estos incluyen el arbusto salado, el pasto con mechones, el arbusto de trigo sarraceno, el arbusto negro, los arbustos “tola”, el pasto de arroz, los helechos, el arbusto de hojas pequeñas, la salvia negra y el Chrysothamnus.
Durante la última década, Rodrigo Gutiérrez, profesor del Departamento de Genética Molecular y Microbiología de la Pontificia Universidad Católica de Chile, ha recolectado plantas de 22 sitios diferentes que cubren una amplia gama de vegetación y elevaciones. Para cada muestra, Gutiérrez y sus colegas registraron una variedad de factores, como la temperatura, los niveles de radiación, la calidad del suelo y el contenido de agua.
Esta caracterización de cada muestra, junto con la secuenciación del ADN, permitió a los investigadores armar un perfil genético de 32 de las especies vegetales más importantes de Atacama. El análisis también evaluó los microbios del suelo asociados a las plantas en función de esta secuenciación de ADN, y mostró que algunas de las plantas desarrollaron bacterias simbióticas cerca de sus raíces que optimizan la ingesta de nitrógeno, un nutriente crítico para el crecimiento de las plantas que carece gravemente en este desierto. Colegas de la Universidad de Nueva York dirigidos por Gloria Coruzzi del Departamento de Biología y el Centro de Genómica y Biología de Sistemas identificaron los genes específicos que están asociados con las adaptaciones en las plantas de Atacama al comparar las 32 plantas del desierto con 32 no adaptadas pero genéticamente similares.
“El objetivo era utilizar este árbol evolutivo basado en secuencias del genoma para identificar los cambios en las secuencias de aminoácidos codificadas en los genes que apoyan la evolución de la adaptación de la planta de Atacama a las condiciones del desierto”, dijo Coruzzi.
Fortalecimiento de los cultivos alimentarios
Este análisis genético de última generación identificó 265 genes cuya secuencia de proteínas pudo haber sido seleccionada por fuerzas evolutivas, forjada por millones de años de vida en el duro desierto de Atacama. Estos incluyen genes involucrados en la fotosíntesis que pueden permitir a las plantas hacer frente a la alta radiación, así como aquellos involucrados en la regulación del estrés, la sal y los iones metálicos, lo que puede explicar cómo las plantas pueden crecer en un suelo pobre en nutrientes.
“Nuestro estudio de las plantas en el desierto de Atacama es directamente relevante para las regiones del mundo que se están volviendo cada vez más áridas, con factores como la sequía, las temperaturas extremas y la sal en el agua y el suelo que representan una amenaza significativa para la producción mundial de alimentos”, dijo Gutiérrez, quien compara los hallazgos con una “mina de oro genética”.
Algunas de las plantas de Atacama están relacionadas con cultivos básicos, como cereales, legumbres y patatas. Como tal, estos genes candidatos recientemente identificados podrían usarse para diseñar cultivos más resistentes y mejorar nuestra seguridad alimentaria frente a la creciente desertificación del planeta.
Los hallazgos aparecieron en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Fuente: ZME Science.
