No es fácil para la vida en el implacable desierto de Atacama de Chile: un lugar duro y hostil conocido por ser el desierto no polar más seco del planeta.
Sin embargo, 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.
Identificar los mecanismos detrás de estos éxitos improbables es una tarea que es más importante hoy que quizás nunca antes, ya que podría revelar los secretos de hacer crecer los alimentos en un mundo que se vuelve más cálido y seco con cada año que pasa.
en un nuevo estudio, los científicos han discernido algunos de esos trucos ocultos, descubriendo los fundamentos genéticos de una serie de adaptaciones que permiten que la vida vegetal prospere incluso en las condiciones extremas y devastadoras del desierto de Atacama.
La investigadora Gabriela Carrasco estudia muestras de plantas en el desierto de Atacama. (Melissa Aguilar)
“En una era de acelerada cambio climático, es fundamental descubrir la base genética para mejorar la producción de cultivos y la resiliencia en condiciones secas y pobres en nutrientes “. dice la bióloga de sistemas vegetales Gloria Coruzzi de la Universidad de Nueva York.
Durante un período de 10 años, Coruzzi y un equipo internacional de investigadores estudiaron la vida vegetal de Atacama en 22 sitios dentro del paisaje desértico, tanto in situ como fuera del sitio, transportando cuidadosamente muestras de plantas y suelos de regreso al laboratorio, congeladas en líquido. nitrógeno para conservarlos para análisis genómico.
En total, 32 de las plantas más dominantes del desierto tuvieron su transcriptomas secuenciados, que luego se compararon con 32 especies estrechamente relacionadas de otros lugares, ninguna con adaptaciones genéticas al entorno de Atacama.
“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”. Coruzzi dice
La técnica de comparación: un ejemplo de lo que se llama filogenómica – produjo 265 genes seleccionados positivamente, lo que sugiere que se correlacionan con mutaciones que podrían conferir ventajas en el desierto de Atacama.
Un análisis más detallado reveló que 59 de estos genes también aparecen en uno de los organismos modelo más estudiados en biología vegetal. Arabidopsis, en el que se han relacionado con procesos fisiológicos y moleculares que pueden mejorar la resiliencia de las plantas en condiciones ambientales extremas, dicen los investigadores.
En otras palabras, ya se sabe que estos genes, que se seleccionan positivamente en las plantas del desierto de Atacama, permiten Arabidopsis para soportar altas radiaciones y estrés por temperatura, regular el desarrollo floral y el tiempo de floración, ayudar a defenderse de los patógenos y ayudar con la absorción de agua y nutrientes.
Por lo que parece, eso casi se lee como un conjunto de herramientas evolutivas sobre cómo sobrevivir como planta en uno de los entornos más inhóspitos de la Tierra, y la buena noticia es que algunas de las mismas genéticas también se pueden encontrar en especies de cultivos alimentarios: lo que significa que podríamos tener una mejor idea de qué cultivos sembrar en el lugar donde el mundo se calienta, y también cuál es la mejor manera de cultivarlos, modificarlos y prepararlos 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 sal en el agua y el suelo que representan una amenaza significativa para la producción mundial de alimentos”. dice Rodrigo Gutiérrez, autor principal y biólogo de sistemas vegetales de la Pontificia Universidad Católica de Chile.
“Como algunas plantas de Atacama están estrechamente relacionadas con cultivos básicos, incluidos granos, legumbres y papas, los genes candidatos que identificamos representan una mina de oro genética para diseñar cultivos más resistentes, una necesidad dada la creciente desertificación de nuestro planeta”.
Los hallazgos se informan en PNAS.
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