Propiedades genéticas de plantas del desierto ayudarán a enfrentar el cambio climático

El desierto de Atacama presenta altos niveles de radiación solar, violentas oscilaciones diarias de temperaturas, suelos pobres en nutrientes y casi nula precipitación. Estas condiciones lo han transformado en un laboratorio natural para entender por qué las plantas que viven allí han sobrevivido y colonizado este ambiente por millones de años.
Para comprender mejor sus procesos, un grupo de especialistas de la U. Católica se ha dedicado a estudiarlas durante una década, como también las características del suelo y los nutrientes.
El área monitoreada va desde el borde oriental del salar de Atacama hasta la laguna Lejía, a unos 4.325 metros de altitud, en la Región de Antofagasta.
"El límite inferior de la vegetación está relacionado con la aridez y la temperatura. Por sobre esa altura tampoco pueden crecer porque es muy frío", explica el ecólogo Claudio Latorre.
Los resultados de este estudio en uno de los lugares más áridos del mundo, y que publicó este mes la revista Proceedings de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, revelan cómo 32 de estas plantas han modificado su respuesta al estrés, mejorando su metabolismo, la producción de energía, e incluso han establecido relaciones con bacterias benéficas en sus raíces para aumentar la captación de nutrientes, y así adaptarse mejor al ambiente. "En general son plantas nativas que todos en el norte conocen, como las tolas y los coirones de la estepa", detalla el ecólogo.
"Cuando decimos que identificamos cambios que se asocian con la capacidad de adaptarse o de sobrevivir a Atacama, se refiere a un análisis filogenómico que busca entender cuáles son las peculiaridades de las especies de Atacama si uno las compara con especies emparentadas que no viven allí", explica el microbiólogo Rodrigo Gutiérrez.
Mejoramiento
Gracias al análisis a nivel molecular, los expertos pudieron distinguir las diferencias a nivel de las secuencias de las proteínas entre la especie local y la que no es residente y cómo esas diferencias se relacionan con la capacidad de sobrevivencia de la primera.
"Hay algunos genes que son específicos de los pastos, pero hay un grupo grande, diría dos tercios de los genes, que están presentes en especies de distintos grupos taxonómicos por lo que tienen un gran potencial", asegura Gutiérrez.
"Varias de las especies estudiadas están emparentadas con cultivos de interés, como por ejemplo el tomate ( Solanum lycorpesicum ). Su pariente el Solanum chilense o tomatillo, está adaptado para vivir en esas condiciones hostiles. Algo parecido ocurre con algunos pastos que son parientes del maíz, de la cebada, el trigo y el arroz, los que también presentan información genética que podría mejorar el crecimiento de esos cultivos.
En cuanto a la tecnología que se puede emplear para ello, el microbiólogo indica que hay varias alternativas. Está el mejoramiento genético tradicional, la introducción de genes en las plantas seleccionadas mediante ingeniería genética o la edición del genoma actual de una planta para modificar la secuencia.
Los investigadores ya están trabajando en colaboración con investigadores de Estados Unidos para probar estos genes en el maíz y con un pasto que se emplea como biocombustible.
"También queremos estudiar con más detalle algunos de estos genes para entender mejor los mecanismos involucrados. Hay muchos que no se sabe todavía cómo ayudan a estas plantas a sobrevivir", indica Gutiérrez.
Cuenta que también están trabajando en un proyecto del FIA respecto de potenciar el cultivo de algunas de las especies endémicas de Atacama. "Estamos tratando de rescatar algunos de estos alimentos que en tiempos precolombinos eran usados por las culturas del norte, pero se han olvidado". Un ejemplo es el culchao, el que podría considerarse como un alimento para el futuro a la luz del aumento de la desertificación.
"Hemos colectado suelo para ver si podemos hacer crecer estas plantas bajo condiciones de invernadero", dice Latorre.
Ventajas decisivasEl estudio reveló que las plantas del desierto desarrollan procesos específicos que les permiten sobrevivir "no solo a la falta de agua, que es una de las grandes limitantes que hay en el desierto, sino que además los suelos son muy pobres y hay una radiación brutal", dice el microbiólogo Rodrigo Gutiérrez. "Hay una serie de adaptaciones que tienen que ver con optimizar la captura del agua, la retención de nutrientes, la protección de la radiación, la regulación del crecimiento, que en conjunto ayudan a la planta a enfrentar estresores", agrega.
Según el ecólogo Claudio Latorre, más que cultivar en el desierto, la idea es detener la expansión del mismo con plantas más resistentes que las actuales. Admite que hay áreas donde nunca podrán cultivarse por más que se desarrollen superplantas. "Lo mínimo de precipitaciones que pueden recibir (las plantas) son entre 10 y 30 milímetros al año. Bajo eso ninguna planta es capaz de subsistir", reconoce.