(Martin-Luther-Universität halle-Wittenberg, 2022)
A través de muchos miles de años, los seres humanos convirtieron el centeno en una planta cultivada. Al hacerlo, limitaron considerablemente su flexibilidad genética. Hoy en día, el centeno silvestre no solo tiene una composición genética más diversa, sino que puede recombinarla más libremente que sus parientes domesticados. Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) y el Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivo (IPK) ha demostrado lo anterior, en un nuevo estudio publicado en la revista científica “Molecular Biology and Evolution”. Los resultados también explican por qué el centeno cultivado es menos resistente que las especies silvestres, a fenómenos como el cambio climático
En este estudio, el equipo investigó diversas propiedades y el material genético de 916 plantas de centeno silvestres y domesticadas, de diferentes regiones de Europa y Asia. Estaban particularmente interesados en las llamadas regiones recombinantes del centeno. En esencia, esto describe con qué frecuencia el material genético dentro de una planta se mezcla a lo largo de un cromosoma durante la división celular. «El proceso de recombinación juega un papel importante en la evolución de una especie porque permite que se combinen dos variantes genéticas benéficas», explica el Dr. Steven Dreissig de MLU. Al mismo tiempo, las variantes útiles también se pueden separar de aquellas que son menos benéficas. Cuanto mayor sea el escenario de recombinaciones, más plantas podrán recombinar su material genético de manera flexible.
Sin embargo, para los primeros agricultores este proceso fue desventajoso: la agricultura se basa en plantas uniformes con más o menos las mismas propiedades y el mismo material genético. En el caso del centeno, dice Dreissig, la situación se agrava por el hecho de que las plantas dependen de la polinización cruzada; a diferencia de la cebada o el trigo, no pueden autopolinizarse. «El polen de centeno puede viajar varios kilómetros. Esto permite que las poblaciones que están espacialmente separadas permanezcan en contacto e intercambien material genético», dice Dreissig.
El ser humano empezó a cultivar cereales, como la cebada o el trigo, hace unos 12 000 años. La mayoría de las variedades establecidas actualmente se originaron en la región de la Media Luna Fértil del Medio Oriente. «Se supone que el centeno se propagó primero a Europa como arvense y solo pudo ser domesticado ahí mucho más tarde porque no había variedades silvestres perturbadoras», dice el Dr. Martin Mascher de IPK, quien también es miembro del Centro Alemán para la Investigación de la Biodiversidad Integrativa (iDiv) Halle-Jena-Leipzig.
Sus nuevos análisis han permitido a los investigadores reconstruir la distribución del centeno y recrear una red de parentesco desde Asia hasta Europa Central. Cuanto mayor sea la distancia entre las ubicaciones individuales, mayores serán las diferencias en el escenario de recombinación de las plantas. «De hecho, encontramos grandes diferencias entre el centeno domesticado y el silvestre, especialmente en las regiones que no se combinan. En el centeno cultivado, las regiones de recombinación son significativamente más pequeñas que en las plantas arvenses, como las que todavía se encuentran hoy en Turquía», dice Dreissig. Esto es ventajoso para las plantas cultivadas porque produce plantas con propiedades deseables, por ejemplo, espigas firmes y granos grandes, más uniformes y controlables. Por otra parte, el centeno silvestre se beneficia de esta flexibilidad genética, que le permite reaccionar mejor a los factores perturbadores, como un clima cambiante.
El equipo también identificó una región genética que parece desempeñar un papel importante en la flexibilidad del material genético. Al hacerlo, también encontraron un gen que ya se sabía que influía en las regiones recombinantes de la levadura.
Referencias:
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. (20 de Julio de 2022). A history of rye: How early farmers made plants genetically less flexible. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2022-07-history-rye-early-farmers-genetically.html
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