Los cultivos genéticamente modificados (GM) pueden ser controvertidos, pero procesos similares ocurren naturalmente con las plantas silvestres.
por Luke Dunning, Lara Pereira y Pauline Raimondeau
Sin embargo, los científicos llevan mucho tiempo desconcertados sobre cómo ocurren estos procesos. Nuestro estudio reciente puede ayudar a los investigadores a resolver el misterio.
La gente suele utilizar el » árbol de la vida » como metáfora para describir las relaciones evolutivas entre organismos. Cuanto más estrechamente relacionadas están las especies, más juntas aparecen en el árbol.
Sin embargo, esto es un poco engañoso, ya que la realidad es más complicada. Las especies no siempre se separan a lo largo de su propio camino evolutivo aisladas de otras ramas. De hecho, en algunos grupos de organismos, las conexiones entre ramas son tan comunes que tal vez necesitemos abandonar por completo la noción de árbol de la vida. Esto es particularmente cierto en el caso de las bacterias, donde las relaciones evolutivas se parecen más a una red enredada que a un árbol . La diafonía entre ramas es causada por el movimiento de información genética.
La transferencia horizontal de genes (también conocida como transferencia lateral de genes ) es el proceso mediante el cual fragmentos de ADN (como los genes ) se mueven entre organismos fuera de la ruta habitual de padres a hijos. Permite que la información genética se comparta entre ramas distantes del árbol de la vida sin reproducción sexual , y es responsable de la rápida propagación de rasgos como la resistencia a los antibióticos entre las bacterias.
Originalmente, los científicos pensaban que este fenómeno estaba restringido a los microbios, pero ahora sabemos que también ocurre en una amplia gama de plantas , animales y hongos , donde puede difundir la receta genética de rasgos que tienen una ventaja evolutiva.
Transferencia horizontal de genes en gramíneas.
Los pastos son uno de los grupos de plantas más importantes e incluyen cultivos como el arroz, el trigo y el maíz. Cubren casi el 40% de la masa terrestre de la Tierra y constituyen la mayor parte de la ingesta calórica humana .
Se ha encontrado transferencia horizontal de genes entre especies de pastos tanto en especies silvestres como cultivadas . Si bien sabemos que estas transferencias ocurren por las marcas que dejan en los genomas de las especies (el conjunto completo de instrucciones del ADN en una célula), todavía no conocemos el mecanismo detrás de esto. Tampoco sabemos con qué frecuencia sucede, algo que nuestro reciente estudio , publicado en New Phytologist , pretendía abordar.
Comprender el ritmo de la transferencia horizontal de genes nos permitiría evaluar su impacto en el planeta y la evolución de las plantas y con qué rapidez puede ayudarlas a adaptarse a los cambios. Por ejemplo, ¿es tan común que las plantas ya lo estén utilizando en respuesta al cambio climático?
Secuenciamos varios genomas del pasto tropical Alloteropsis semialata para estimar la frecuencia de transferencias de genes a esta especie. Nuestro estudio recorrió la historia evolutiva de cada gen en el genoma, identificó genes que eran de origen extraño y determinó cuándo y dónde fueron transferidos.
Nuestros hallazgos mostraron que los genes se adquirieron continuamente a lo largo de la historia evolutiva de esta especie, con un gen extraño incorporado aproximadamente cada 35.000 años.
Sin embargo, esta es una subestimación dramática de la tasa real de transferencias a la especie porque no muestra transferencias de genes que pueden haberse perdido después. Es poco probable que la mayoría de los genes transferidos proporcionen algún beneficio al receptor, e incluso pueden tener consecuencias negativas para la planta si alteran partes esenciales del código genético del receptor. Los genes que no ofrecen una ventaja al receptor a menudo se pierden. Es mucho más difícil para los científicos detectar este tipo de genes transitorios.
Los genes que se retienen son generalmente aquellos que ofrecen al receptor una ventaja evolutiva. Por ejemplo, muchos de los genes transferidos horizontalmente detectados en los pastos ofrecen resistencia a las enfermedades, tolerancia al estrés y una mayor producción de energía . Es posible que estos genes hayan sido optimizados en los genomas de las especies donantes durante millones de años. La transferencia horizontal de genes permite al receptor saltarse este largo proceso de refinamiento.
tecnología transgénica
En última instancia, la transferencia horizontal de genes y los cultivos transgénicos tienen el mismo resultado: un gen de origen extraño se inserta en el genoma de un receptor.
Nuestro estudio dio una idea de la frecuencia con la que se producen las transferencias horizontales. Pero todavía no sabemos cómo se mueven los genes entre especies lejanamente relacionadas . Hay muchas teorías, pero creemos que lo más probable es un mecanismo llamado contaminación reproductiva . Refleja algunos de los métodos utilizados para producir cultivos transgénicos.
Hay varios métodos diferentes mediante los cuales se puede producir una planta transgénica, algunos que requieren una intensa intervención humana y otros que no. Técnicas simples como la polinización repetida o la transferencia mediada por la vía del tubo polínico requieren una mínima intervención humana. En estos métodos, pequeños fragmentos de ADN de un tercer individuo viajan por el mismo tubo polínico establecido por el padre para contaminar el embrión en la semilla. En teoría, esto podría ocurrir de forma natural.
En el futuro planeamos probar esta idea y ver si podemos recrear algunas de las transferencias naturales que hemos documentado. Si tiene éxito, puede que sea hora de reconsiderar cómo vemos los cultivos transgénicos. Quizás estén más cerca de los procesos naturales de lo que pensamos.
Este artículo se vuelve a publicar desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original .
