Alboroto en el pastizal: cultivos ladrones de genes

La observación en pastos de un mecanismo conocido como transferencia lateral de genes desafía nuestra comprensión de la evolución, basada en el supuesto de que la información genética se transmite de padres a hijos.

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Nassella tenuissima

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Foto: iStock

Algunos cultivos de pasto pueden doblegar las reglas de la evolución tomando prestados genes de sus vecinos para adquirir ciertas ventajas competitivas. Esta es la idea defendida por un articulo que se publica esta semana en la revista New Phytologist bajo el título Widespread lateral gene transfer among grasses.

La investigación, dirigida por científicos de la Universidad de Sheffield, es la primera en demostrar que los pastos pueden incorporar ADN de otras especies en sus genomas a través de un proceso conocido como transferencia lateral de genes, un mecanismo evolutivo observado en procariotas, hongos y virus, pero muy raramente en organismos eucariotas. Estos "secretos genéticos robados" ofrecen a los pastos una ventaja evolutiva al permitirles crecer más rápido, más grandes o más fuertes y adaptarse a nuevos entornos más rápido.

"Averiguamos que los pastos están cogiendo un atajo evolutivo al tomar prestados genes de sus vecinos"

Para estudiar el proceso, el equipo dirigido por el doctor Luke Dunning, del departamento de Ciencias Animales y Vegetales de la Universidad de Sheffield analizó diversos linajes de pastos que incluyen algunas de las plantas más importantes desde el punto de vista económico y ecológico, como las variedades de trigo, maíz, arroz y cebada más cultivadas a nivel mundial. "Averiguamos que los pastos están cogiendo un atajo evolutivo al tomar prestados genes de sus vecinos" declara Dunning. "Al aplicar un trabajo de detective genético para rastrear el origen de cada gen, encontramos más de 100 ejemplos en los que los genes de algunas plantas tenían una historia significativamente diferente a los de su propia especie", continúa. “Estos hallazgos pueden hacernos reconsiderar como sociedad el modo en el que contemplamos la tecnología de modificación genética, ya que los pastos están explotando de manera natural un proceso de intercambio muy similar", añade. Y es que los hallazgos podrían guiar el trabajo futuro para crear cultivos que sean más resistentes a los efectos del cambio climático o ayudar a abordar los problemas de seguridad alimentaria.

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La posibilidad de una evolución horizontal

Desde Darwin, gran parte de nuestra comprensión de la evolución se ha basado en el supuesto de que la transmisión vertical de genes a través de la descendencia es la regla para la evolución de las plantas y los animales. También de que la información genética se transmite de padres a hijos, así como que el potencial adaptativo de una especie está enormemente limitado por su historia evolutiva, la cantidad de variación genética permanente y la tasa de nuevas mutaciones. La transferencia lateral de genes, sin embargo, permite a los organismos superar estas limitaciones mediante el intercambio de material genético entre linajes entre los que se han desarrollado importantes barreras reproductivas.

En este sentido, los genes transferidos pueden tener un efecto enorme sobre la adaptación de las especies, por ejemplo facilitando la colonización de nuevos nichos o el desarrollo de nuevos fenotipos tal y como sucede en las bacterias y su rápido desarrollo de resistencia a los antibióticos, algo que se está convirtiendo en unos de los mayores problemas a corto y medio plazo en los ámbito de la medicina y la farmacología.

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“Lo que estamos viendo no es hibridación" continúa explicando Dunning, refiriéndose al proceso en que se produce un intercambio entre individuos de diferente identidad genética. "Pero las consecuencias son similares", prosigue. "La transferencia lateral de genes puede mover información genética a través de distancias evolutivas mucho más amplias, lo que significa que potencialmente puede tener impactos aún mayores".

“Si bien solo se transfiere una proporción relativamente pequeña de genes entre especies, este proceso permite potencialmente que los pastos obtengan información de otras especies. Esto probablemente les brinde enormes ventajas y les permita adaptarse más rápidamente al entorno que los rodea", añade el investigador.

La transferencia lateral de genes permite potencialmente que los pastos obtengan información de otras especies

Por su parte, Samuel Hibdige, autor principal de la investigación y estudiante de doctorado en la Universidad de Sheffield, especifica que: "todavía no sabemos cómo está sucediendo esto o cuáles son todas sus implicaciones, pero sabemos que es un proceso muy extendido en los pastos, una familia de plantas que proporcionan la mayor parte de los alimentos que comemos".

"Detectamos ADN extraño en una amplia gama de pastos con todo tipo de estrategias de ciclo de vida que indican que no se trata de un mecanismo restringido a ciertas especies de plantas con unos rasgos específicos, sino que este se produce de forma general. No obstante también cabe decir que detectamos un aumento estadístico en las especies que poseen ciertos tipos de tallos modificados llamados rizomas", concluye. Los próximos pasos del equipo consistirán en determinar los mecanismos biológicos que se hallan detrás de este fenómeno e investigar si se trata de un proceso continuo en los cultivos que contribuye a las diferencias que observamos las distintas plantas que cultivamos y comemos.

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