Hay más de 350.000 especies de plantas con flores en la Tierra, pero sólo 12 de ellas salvan a los humanos de la hambruna.
por Jill Radsken, Gaceta de Harvard
Y, dice Charles Davis, es probable que 2 de cada 5 especies de plantas se extingan en un futuro próximo debido al uso de la tierra y los cambios climáticos causados por el hombre.
«Realmente no sabemos mucho sobre la mayoría de las especies de plantas «, dijo Davis, profesor de biología organísmica y curador de plantas vasculares en los Herbarios y Bibliotecas de la Universidad de Harvard (HUH). «Y esta brecha de conocimiento parece cada vez más grande porque las especies están desapareciendo rápidamente».
Anteriormente, el estudio de colecciones como los Herbarios era el esfuerzo de científicos individuales en busca de una mejor comprensión de la taxonomía, dijo Davis. Ahora, gracias a la genómica y la digitalización, equipos de investigadores que trabajan en colaboración en todo el mundo pueden acceder simultáneamente a herbarios y otras colecciones de historia natural para abordar grandes cuestiones, como si la naturaleza es resistente a un mundo que se calienta rápidamente. Y un proyecto innovador en Harvard se sumará a ese esfuerzo, particularmente con plantas con fines medicinales.
«Comprender qué son las especies y dónde viven sigue siendo fundamental para el conocimiento biológico, pero ante el uso cada vez más intenso de la tierra y los cambios climáticos , ahora estamos utilizando las colecciones de herbario de muchas maneras nuevas e importantes», dijo Davis.
De los 450 millones de especímenes que se conservan en unos 3.000 herbarios de todo el mundo, más de 5 millones se pueden encontrar en los gabinetes metálicos de un edificio de ladrillo de cuatro pisos en Divinity Avenue conocido como el Herbario de la Universidad de Harvard, donde un equipo de investigadores y archiveros supervisan su curación y digitalización.
La Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard coordinó recientemente un acuerdo de investigación de tres años con LVMH Recherche, Parfums Christian Dior y Harvard que respaldará el análisis genómico y la digitalización de colecciones de plantas medicinales en el Laboratorio Davis en Herbaria de Harvard. El 26 de febrero se publicó en Current Biology un artículo que enmarca el proyecto recién financiado .
«Estamos generando recursos masivos para abordar cuestiones de gran alcance relacionadas con estas importantes plantas de uso humano, que han sido fundamentales para las expansiones humanas y las trayectorias culturales», dijo Davis.
«Hemos desarrollado un nuevo método para ‘codificar códigos de barras’ de especies, que aprovecha estas muestras y tecnologías de secuencia de ADN de vanguardia, además de inteligencia artificial, para mejorar la identificación de plantas medicinales en el campo. Y el proceso de digitalización permitirá a los investigadores hacer de todo, desde reconstruir ecosistemas antiguos y apuntar a patógenos microscópicos invasivos que afectan la agricultura para describir nuevas especies».
Cuando Davis gira la manija de compactación de uno de los gabinetes, que probablemente contengan nenúfares encontrados en Nueva Inglaterra como Aframomum angustifolium (cardamomo silvestre) que crece en África y Madagascar, está tan emocionado como hace 30 años cuando Entré por primera vez en el herbario de la Universidad de Michigan.
«He estado trabajando con colecciones de herbario durante mucho tiempo y, fundamentalmente, su uso principal ha sido almacenar un registro permanente de las especies de plantas con las que compartimos el planeta y entender dónde viven. Y eso sigue siendo realmente importante.
«Pero estas colecciones ahora se pueden utilizar en una gran variedad de formas que abordan muchas cuestiones relacionadas con la conservación, la genómica y la bioquímica, y muchas otras relacionadas con las plantas de uso humano. Y esas son, en muchos sentidos, las áreas lo que ahora me entusiasma más, después de haber enseñado en esta área en Harvard durante casi dos décadas», dijo.
Señala, como ejemplo, las plantas que se encuentran comúnmente en Nueva Inglaterra, cuyos tiempos de floración están estrechamente relacionados con el calentamiento de la Tierra.
«Cuando llega la primavera antes, estas plantas comienzan a florecer antes. Pero para la gran mayoría de las especies de plantas que crecen en otras partes del mundo, especialmente en los trópicos, no tenemos idea de cómo están respondiendo al calentamiento global. Y entonces, ¿qué «Lo que hemos estado tratando de hacer es incorporar crowdsourcing y aprendizaje automático para recopilar estos datos y combinarlos en un ‘metaherbario global’ de Big Data», afirmó.
El asistente de investigación y director del proyecto Jackson Kehoe ’22, que fue estudiante de la clase de Davis sobre diversidad vegetal, se mostró entusiasmado con el proyecto, que movilizará una colección de especies de plantas clave de todo el mundo que se han utilizado a lo largo de la historia de la humanidad con fines medicinales. propósitos.
«Todos tenemos ideas diferentes sobre lo que significa estar sano y cómo el sistema del cuerpo humano interactúa con las plantas para curar enfermedades. Y explorar eso ha sido una parte interesante del trabajo», dijo. «La enorme cantidad de datos que estamos generando es aún más apasionante. A medida que pasan las semanas, las posibilidades de investigación se multiplican».
Davis señaló que de las 35.000 especies conocidas de plantas medicinales, la mayoría no ha sido evaluada por su valor terapéutico en un sentido más convencional y centrado en Occidente. «Jackson y yo hemos estado buscando conexiones entre la farmacopea tradicional, incluyendo no sólo De materia medica de Europa occidental sino también textos antiguos de la India y otros de China.
«Entonces, la idea aquí es que si estás en la India, puedes usar la especie X, pero en el sudeste asiático, donde la especie X no crece, uno de sus parientes cercanos se usa de manera similar. Y luego podemos Empezamos a reconstruir el tipo de zonas calientes evolutivas de las plantas medicinales«.
«Lo que la mayoría de la gente no entiende es que al menos el 75% del mundo en desarrollo depende de medicinas naturales, la mayoría de las cuales son plantas enteras, partes de plantas o compuestos extraídos de plantas. Sin embargo, a pesar de su importancia, no hay muchas grandes Esfuerzos a gran escala destinados a descubrir nuevos fármacos a partir de plantas u otras especies».
El uso de especímenes digitalizados para construir modelos geográficos y ecoevolutivos también permitirá a los científicos pronosticar cómo cambiarán las distribuciones de las especies en diferentes escenarios de cambio climático: «¿Cuán seguras son las especies importantes que han dado forma a las trayectorias culturales y las migraciones humanas, y hemos ¿Reunimos y preservamos el material genético que nos permitirá prevenir futuras catástrofes? Dijo Davis.
«Las plantas forman la matriz de toda la vida en la Tierra, proporcionando alimento, refugio y medicina a los humanos y a muchas otras especies, pero el 40% de ellas están en la vía rápida hacia la extinción», añadió. «Aún no tenemos todos los resultados, pero supongo que hemos hecho un trabajo bastante pobre en la protección de muchas de estas importantes especies».
Más información: Charles C. Davis et al, Las plantas medicinales se encuentran con la ciencia moderna de la biodiversidad, Current Biology (2024). DOI: 10.1016/j.cub.2023.12.038
