Investigadores proponen a la verdolaga como modelo a seguir ante el cambio climático
9 agosto, 2022
El cambio climático representa riesgos para todo tipo de cultivos. Por una parte la temperatura aumenta y para muchas plantas esto va más allá de sus capacidades. Por otro lado, las sequías las obligan a enfrentarse a niveles cada vez más bajos de agua. En algunos cultivos se ha reconocido la capacidad de enfrentar a uno u otro de estos obstáculos climáticos.
Un estudio publicado recientemente en la revista científica Science Advances encontró ambas capacidades en las verdolagas.
Alternativas evolutivas distintas en una misma planta
A lo largo de su historia evolutiva, las plantas han creado mecanismos distintos para realizar la fotosíntesis. En este proceso, las plantas usan la luz solar para sintetizar los nutrientes del dióxido de carbono. C4 y CAM son dos tipos de fotosíntesis distintos que se han adaptado a condiciones específicas.
Hasta ahora se creía que las fotosíntesis C4 y CAM eran incompatibles. La fotosíntesis C4 permite a las plantas sobrevivir a las temperaturas altas; ejemplo de ella son el maíz y la caña de azúcar. Por otro lado, la fotosíntesis CAM permite a las plantas vivir en condiciones de escasez de agua, por ejemplo en los desiertos; las suculentas, cactus y agaves funcionan de esta forma.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Yale encontró una planta que combina ambos métodos de fotosíntesis: Portulaca oleracea, mejor conocida como verdolaga. “Esta es una rara combinación de rasgos y ha creado una especie de súper planta —una que podría ser potencialmente útil en esfuerzos como la ingeniería de cultivos”, explica Erika Edwards, quien es profesora de ecología y biología evolutiva en Yale y aparece como primera firmante del artículo.
C4 y CAM cumplen funciones diferentes. Aún así, recurren a la misma ruta bioquímica para complementar a la fotosíntesis común. La verdolaga es la única planta que se ha estudiado hasta ahora donde se reconocen ambos mecanismos. Es al mismo tiempo altamente productiva y resistente a la sequía.
En principio se creyó que ambos mecanismos funcionarían de forma independiente. Sin embargo, el análisis de las hojas de verdolaga mostró que se encuentran integrados. Operan en las mismas células con productos de las reacciones CAM procesados por la ruta C4. Además de reconocer esta integración, los investigadores construyeron modelos de flujo metabólico para proponer un sistema integrado C4+CAM capaz de reflejar sus resultados experimentales.
Las aplicaciones de estos modelos experimentales ayudarían a crear cultivos más resistentes a la sequía en el futuro. La profesora Edwards explica que aún falta mucho para conseguir un cultivo diseñado para combinar estos dos mecanismos, usa al maíz como ejemplo. “Pero lo que hemos demostrado es que las dos vías se pueden integrar de manera eficiente y compartir productos. C4 y CAM son más compatibles de lo que habíamos pensado, lo que nos lleva a sospechar que hay muchas más especies de C4 + CAM por ahí, a la espera de ser descubiertas”, señala la investigadora.
Por ahora, ya sabemos que estos dos métodos para hacer la fotosíntesis pueden existir juntos en la naturaleza. Lo que sigue es buscar otras plantas que funcionen de una materia similar. Así será cada vez más probable conseguir modificar cultivos para que mejoren su nivel de resistencia a la sequía. Ante el cambio climático esto se vuelve cada vez más urgente.
Fuente: YaleNews