Las plantas silvestres podrían ayudar a los cultivos a tolerar el calor, a medida que el mundo experimenta una variabilidad climática más extrema

El cambio climático ha generado un desafío sin precedentes para la agricultura y los ecosistemas del planeta. Las altas temperaturas, junto con los cambios en los patrones de precipitación, están afectando la capacidad de los cultivos para prosperar. A medida que el mundo experimenta una variabilidad climática más extrema, es crucial que los agricultores y científicos busquen soluciones innovadoras para proteger los cultivos y mantener los rendimientos. En este contexto, un estudio reciente, liderado por Sam Yeaman y publicado en la revista Science, ha resaltado la importancia de las plantas silvestres como una fuente clave para mejorar la tolerancia de los cultivos al estrés térmico.

El trabajo subraya cómo la vegetación salvaje, en su adaptación a climas extremos, han desarrollado estrategias genéticas y fisiológicas que podrían ser fundamentales para la agricultura moderna. Con el cambio climático prediciendo una caída en los rendimientos de los cultivos de hasta el 23% en algunas regiones, las soluciones basadas en las adaptaciones naturales de las plantas pueden ofrecer una respuesta valiosa para hacer frente a las temperaturas extremas.

Y es que, las plantas tienen una gran desventaja frente a los animales cuando se trata de adaptarse a cambios climáticos extremos: no pueden moverse. Sin embargo, a lo largo de su evolución, han desarrollado mecanismos fisiológicos que les permiten sobrevivir a condiciones climáticas cambiantes. Estos incluyen cambios en el uso del agua para mejorar su eficiencia o modificaciones en sus ciclos de floración para evitar los periodos de sequía. Como se explica en el estudio, estos ajustes son fundamentales para garantizar el crecimiento, la supervivencia y la reproducción de las plantas. Comprender estos mecanismos es especialmente importante cuando se trata de mejorar los cultivos agrícolas, ya que es necesario equilibrar el aumento de rendimiento con la capacidad de los cultivos para soportar el estrés térmico y la falta de agua.

Para abordar estos desafíos, los avances en biotecnología han sido clave. Herramientas como CRISPR-Cas9, que permiten editar el genoma de los cultivos, han abierto nuevas posibilidades para mejorar la tolerancia al estrés en especies agrícolas. Aunque estas tecnologías son muy prometedoras, las estrategias convencionales suelen centrarse en un conjunto limitado de genes dentro de las especies agrícolas. Esto limita el alcance de las mejoras, ya que no se explora toda la diversidad genética disponible.

En este sentido, el estudio subraya cómo las plantas silvestres ofrecen una gran diversidad genética que aún no se ha aprovechado en los cultivos. Y es que al estudiar cómo estas especies se adaptan a condiciones climáticas extremas, los científicos están descubriendo nuevos genes y variantes genéticas que podrían ser cruciales para mejorar los cultivos frente a las condiciones adversas.

Un punto clave del estudio es la diversidad adaptativa de las plantas silvestres. A medida que los avances en secuenciación genómica permiten descifrar los genomas de más de 10,000 especies de plantas, los científicos pueden ver patrones de adaptación que no son visibles en los cultivos. Esto incluye genes que se han adaptado a la temperatura o la precipitación extremas, lo que permite a estas especies sobrevivir en entornos muy cambiantes.

A pesar de que un solo genoma no revela toda la historia de cómo una planta se adapta a su entorno, la comparación de múltiples especies ayuda a identificar genes con tasas de cambio rápido. Estos son probablemente los responsables de las adaptaciones a climas más extremos. Sin embargo, los investigadores también advierten que es un proceso complejo, ya que algunas adaptaciones son tan específicas que pueden ser difíciles de identificar.

Un concepto fundamental que aborda el estudio es el de la adaptación repetida. Este fenómeno se refiere a cuando diferentes especies desarrollan adaptaciones similares para afrontar el mismo estrés ambiental, como el calor o la sequía. Este tipo de adaptación es crucial porque permite identificar genes que son potencialmente útiles para mejorar la resistencia de los cultivos.

Por ejemplo, el gen FLOWERING LOCUS T (FT), que influye en la respuesta de las plantas a los cambios estacionales, mostró asociaciones con la precipitación en varias especies. Este gen podría ser clave para ajustar el tiempo de crecimiento de los cultivos en función de las lluvias. Igualmente, otros genes, como AT5G16780 y AT3G03010, también demostraron estar relacionados con la variabilidad climática en muchas especies, lo que refuerza la importancia de la adaptación repetida.

Sin embargo, no todas las adaptaciones se dan de la misma manera. Algunas especies presentan adaptaciones que implican varios loci genéticos diferentes, lo que hace que la identificación de los genes responsables sea más compleja. Este desafío, no obstante, está siendo abordado mediante el uso de metodologías más avanzadas, como los estudios de genómica comparativa.

El estudio concluye que, aunque las herramientas actuales de biotecnología, como la selección genética y la edición génica, seguirán siendo esenciales en el mejoramiento de los cultivos, las plantas silvestres tienen un gran potencial para ofrecer soluciones adicionales. Al estudiar cómo estas plantas se han adaptado a las condiciones extremas, los científicos pueden descubrir nuevas variantes genéticas que podrían ser introducidas en los cultivos para mejorar su resistencia al calor y la sequía.

La clave está en combinar los avances en biotecnología con la diversidad genética de las plantas silvestres. De esta manera, se podrán diseñar cultivos más resistentes y adaptados a un clima cada vez más impredecible. Además, se necesitarán proyectos de colaboración internacional que integren los datos genéticos de especies silvestres y cultivos agrícolas para aprovechar al máximo la diversidad genética que la naturaleza tiene para ofrecer.