Una ‘mina de oro hereditaria’ en el desierto más duro de la Tierra puede ser la clave para alimentar el futuro

No es fácil vivir en el implacable desierto de Atacama de Chile: un lugar duro y hostil famoso por ser el desierto no polar más seco del planeta.

Pero contra todo pronóstico, la vida de alguna manera sobrevive en estas tierras baldías yermas, que tienen una historia de agricultura que se remonta a miles de años.

Determinar los mecanismos detrás de estos éxitos inesperados es una tarea más importante hoy que nunca, ya que puede revelar los secretos para hacer crecer los alimentos en un mundo que se vuelve más cálido y seco con cada año que pasa.

en un Nuevo estudioLos científicos han descubierto algunos de estos trucos ocultos, descubriendo los fundamentos genéticos de un conjunto de adaptaciones que permiten que la vida vegetal prospere incluso en las duras y devastadoras condiciones del desierto de Atacama.

La investigadora Gabriela Carrasco estudia especímenes de plantas en el desierto de Atacama. (Melissa Aguilar)

En una época trepidante Cambio climáticoEs fundamental revelar la base genética para mejorar el rendimiento y la resiliencia de los cultivos en condiciones secas y pobres en nutrientes “. Él dice La bióloga de sistemas vegetales Gloria Corozzi de la Universidad de Nueva York.

En el transcurso de 10 años, Coruzzi y un equipo internacional de investigadores han estudiado la vida vegetal de Atacama en 22 sitios dentro de paisajes desérticos, tanto en el sitio como fuera del sitio, transportando cuidadosamente muestras de plantas y suelos a un laboratorio, congeladas en nitrógeno líquido. para su custodia para análisis genéticos.

En total, hubo 32 de las plantas más extendidas en el desierto. Copiar secuenciados, que luego se compararon con 32 especies estrechamente relacionadas de otros loci, ninguno de los cuales mostró adaptaciones genéticas al medio ambiente de Atacama.

“El objetivo era utilizar este árbol evolutivo basado en secuencias del genoma para identificar cambios en las secuencias de aminoácidos codificadas en genes que apoyan la evolución de la adaptación de la planta de Atacama a las condiciones del desierto”. Coruzzi dice.

Técnica comparativa: un ejemplo de la llamada Genética – produjo 265 genes seleccionados positivamente, lo que indica que están asociados con mutaciones que pueden conferir ventajas en el desierto de Atacama.

Un análisis adicional reveló que 59 de estos genes también aparecen en uno de los organismos más estudiados en biología vegetal, Arabidopsis, que se han relacionado con procesos fisiológicos y moleculares que pueden mejorar la resiliencia de las plantas en condiciones ambientales adversas, dicen los investigadores.

En otras palabras, ya se sabe que estos genes, que se seleccionan positivamente en las plantas del desierto de Atacama, pueden hacer precisamente eso. Arabidopsis Para resistir el estrés de alta radiación y temperatura, regular el crecimiento de las flores y el tiempo de floración, ayudar en la resistencia a los patógenos y ayudar en la absorción de agua y nutrientes.

Por lo que parece, esto suena casi como un conjunto de herramientas evolutivas sobre cómo sobrevivir como planta en uno de los entornos más duros de la Tierra, y la buena noticia es que algunos de los mismos genes también se pueden encontrar en especies de cultivos alimentarios: lo que significa que podríamos tener una mejor idea de los cultivos que cultivamos donde el mundo se está calentando, así como la mejor manera de cultivarlos, modificarlos y probarlos para el futuro.

El trabajo es “directamente relevante para las regiones de todo el mundo que se están volviendo cada vez más áridas, con factores como la sequía, las temperaturas extremas y la salinidad en el agua y el suelo que representan una gran amenaza para la producción mundial de alimentos”. Él dice Rodrigo Gutiérrez, autor principal y biólogo de sistemas vegetales de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

“Debido a que algunas plantas de Atacama están estrechamente relacionadas con cultivos básicos, incluidos cereales, legumbres y papas, los genes candidatos que hemos identificado representan una mina de oro genética para la ingeniería de cultivos más resistentes, una necesidad dada la creciente desertificación de nuestro planeta”.

Los resultados se informan en PNAS.