Agricultura Botánica y Genética Europa

Pequeñas diferencias genéticas convierten a las plantas en mejores equipos


Las comunidades diversas de plantas y animales típicamente se desempeñan mejor que los monocultivos. Sin embargo, los mecanismos responsables de esto han sido hasta ahora un misterio para la ciencia. 


Universidad de Zurich.

Los biólogos de la Universidad de Zurich ahora han podido identificar la causa genética de estos efectos. Sus hallazgos podrían ayudar a mejorar el rendimiento de los cultivos.

La actual pérdida mundial de diversidad biológica es uno de los desafíos más apremiantes que enfrenta la humanidad actualmente. La biodiversidad es vital para los seres humanos, sobre todo porque apoya los servicios de los ecosistemas, como la provisión de agua limpia y la producción de biomasa y alimentos. Muchos experimentos han demostrado que diversas comunidades de organismos funcionan mejor en este sentido que los monocultivos. “En las comunidades mixtas, las plantas se involucran en un tipo de división del trabajo que aumenta la eficiencia y mejora el funcionamiento de la comunidad en general”, explica Pascal Niklaus, del Departamento de Biología Evolutiva y Estudios Ambientales de la Universidad de Zurich.

Sin embargo, la práctica agrícola moderna se basa principalmente en variedades de plantas que son genéticamente uniformes, ya que facilitan el cultivo y el procesamiento de los cultivos. Los beneficios de las diversas comunidades, por lo tanto, siguen sin explotar, también porque los mecanismos subyacentes aún no se han comprendido completamente. “A pesar de la investigación intensiva, actualmente no sabemos qué propiedades hacen que las plantas sean buenos jugadores en estos equipos mixtos”, dice Samuel Wüst, autor principal del estudio.

Las plantas crecen mejor en equipos mixtos.

Los dos investigadores abordaron esta cuestión combinando enfoques genéticos y ecológicos modernos. Como un sistema de prueba, se enfocaron en el wallcress común (Arabidopsis thaliana), un pequeño crucífero que está genéticamente bien documentado. Usaron cruces sistemáticos de variedades de estas plantas, que se cultivaron en macetas en diferentes combinaciones. Después de unas pocas semanas, los investigadores pesaron la biomasa resultante, lo que les permitió comparar el crecimiento de las plantas. Como era de esperar, las macetas con mezclas de diferentes cruces fueron de hecho más productivas en promedio.

Pequeñas diferencias genéticas mejoran el rendimiento.

Usando análisis estadísticos, los investigadores relacionaron la ganancia de rendimiento en comunidades mixtas con la composición genética de los cruces. El mapa genético que obtuvieron de esta manera les permitió identificar las partes del genoma que hicieron que la combinación de plantas fuera un buen equipo mixto. Encontraron que incluso las diferencias genéticas más pequeñas entre las plantas eran suficientes para aumentar su rendimiento combinado.

“Nos sorprendió mucho que las propiedades complejas y poco comprendidas, como la idoneidad para formar una mezcla con buen rendimiento, tuvieran una causa genética tan simple “, dice Samuel Wüst. Él piensa que su método puede ayudar a criar plantas que son buenos jugadores de equipo y, por lo tanto, producen más cultivos. “Nuestras ideas abren nuevos caminos en la agricultura”, agrega Wüst.

Más información: Samuel E. Wuest et al, efecto de la biodiversidad de una planta que se resolvió en una única región cromosómica, Nature Ecology & Evolution (2018). DOI: 10.1038 / s41559-018-0708-y 

Referencia del diario: Ecología de la naturaleza y evolución. 

Proporcionado por: Universidad de Zurich

Información de: phys.org


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