Ciencia

Fruto del tomate. Fotografía cortesía Natalia Pabón Mora.

¿Sabía que la papa, la berenjena, el tomate, los pimientos y el tabaco son parientes? Hacen parte de las solanáceas, una familia de plantas con cerca de 3.000 especies, considerada por biólogos y botánicos como el núcleo de la cocina y las adicciones humanas.

Producen frutos carnosos o frutos secos que se abren, conocidos como dehiscentes; de estas plantas provienen cultivos comestibles, ornamentales e incluso tóxicos.

En la búsqueda por conocer cómo funcionan los genes asociados al desarrollo de plantas no modelo, entre ellas las solanáceas, el grupo Evolución y desarrollo en plantas —Evo-Devo—, de la Universidad de Antioquia, explora cómo estas forman sus células y partes, y cuáles son los procesos de regeneración o de mutación continuos.

¿Desea agrandar su pedido?

La mayoría de las mutaciones de las plantas son atribuidas a procesos naturales; algunas, como el maíz, tenían ancestros que no eran útiles para los seres humanos. Con la biología molecular se espera inducir mutaciones para modificar características como el tamaño y la carnosidad del fruto.

Los investigadores Evo-Devo, de la Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, se dieron a la tarea de comparar, entre las solanáceas, las redes genéticas del tabaco (fruto rígido que se abre), y un fruto carnoso como el tomate, con el objetivo de establecer qué genes incidían en la caracterización del fruto. 

De acuerdo con la coordinadora del grupo, Natalia Pabón Mora, si estos genes no se hubieran apagado de manera natural en ese grupo de plantas, posiblemente no tendríamos en nuestra mesa tomates, uchuvas, pimentones o berenjenas.

Tal observación motivó el estudio. Después de meses de pruebas ensayo - error, los investigadores identificaron por primera vez en la historia de la biología molecular dos genes que limitan la lignificación, es decir, que dominan el proceso final del crecimiento celular de las plantas, produciendo el endurecimiento y aumento del volumen de la misma.

“Encontramos dos genes, Alcatraz / Spatula  —ALC y SPT—, que al retirarlos del tomate, el fruto se endurece. El cambio no es tan abrupto como para afirmar que el tomate se convirtió en tabaco, pero empieza a lignificar el pericarpo, o sea, endurece las capas del fruto que deberían ser carnosas, como la piel y la parte jugosa del tomate”, explica Pabón Mora.

El artículo Evolución de los genes asociados con el patrón de gineceo y el desarrollo de la fruta en Solanaceae, publicado en la revista Annals of Botany (Anales de la Botánica) de Oxford Academic, explica cómo los datos recopilados por los investigadores de la Universidad de Antioquia muestran patrones de expresión opuestos en ALC y SPT durante el desarrollo de la fruta carnosa, versus el desarrollo del fruto seco dehiscente.

“Este descubrimiento es importante porque la comunidad científica no conocía qué regulaba este cambio en los frutos; la Universidad de Antioquia es pionera en el mundo con este hallazgo. Podríamos hacer más adelante que los frutos sean más carnosos y más grandes (…) La humanidad no entiende cómo las plantas producen sus frutos; sin saber cómo lo están haciendo es imposible modificarlas”, señala la investigadora. 

Características tipo buffet 

Fruto del tabaco. Fotografía cortesía Natalia Pabón Mora.

Evo-Devo avanza en las investigaciones sobre cómo la naturaleza dirige los genes para la diversificación de las formas de las plantas, entendiendo que los genes controlan todo. De acuerdo con los genes que se alteren, las plantas no florecerían, no formarían frutos, o dejarían de crecer, por ejemplo.

Con diversas investigaciones sobre las orquídeas, el grupo busca identificar los genes causantes de la floración, una de las principales debilidades de las orquidáceas. 

“Analizamos cómo censa la planta a su ambiente, toma una decisión y mueve una proteína en particular al eje que forma hojas para florecer. Es un proceso normal que tiene incidencia en el mercado, porque puedes controlar que florezcan regularmente. Esto es conocido en otras especies, pero poco explorado en las orquídeas“, explica la coordinadora de Evo-Devo.

Según el coordinador del Herbario de la Universidad de Antioquia, el biólogo Felipe Cardona Naranjo, la alimentación humana está basada en pocas plantas y son aún menores los usos potenciales que les damos. 

“Hubo un boom de producir frutos gigantes con hormonas de crecimiento, sin embargo, esto acarrea implicaciones ambientales y de salud para quienes las consumen. Las investigaciones de los genes representan una oportunidad de hacer las cosas más rápido. Desde hace años sabemos que los recursos naturales del país y su investigación están subutilizados”, señala el biólogo. 

Pabón Mora hace énfasis en que la mitad de los problemas radican en que no conocemos, entendemos y aprovechamos las plantas. Manipular el tamaño, la calidad y el tiempo de crecimiento de los frutos, podría ser uno de los primeros pasos para dar cambios considerables en la seguridad alimentaria y potenciar el mercado floricultor de manera radical.

Flor del tomate. Cortesía Natalia Pabón Mora.