El gen del Nobel de la Paz

Millones de especies nos rodean, desde bacterias hasta grandes plantas y animales, todos procedentes de una única célula primitiva, surgida hace mucho tiempo atrás. Pero, ¿qué hizo que estas especies estén hoy presentes y no otras? La evolución de las mismas mediante la selección.

La selección natural fue descripta por primera vez en 1859, por Charles Darwin, en el libro titulado “El origen de las especies”. Mediante ella, sobrevivirán aquellos individuos que tienen las condiciones más favorables para vivir en un ambiente determinado. Sin embargo, la naturaleza no fue la única fuerza evolutiva encargada de seleccionar a aquellos seres vivos que coexisten hoy en día. En paralelo ocurrió y ocurre la selección artificial, impulsada principalmente por nosotros, los seres humanos. Este tipo de selección se encarga de elegir a aquellos organismos más “útiles” para la humanidad. Un claro ejemplo es la especie de planta Beta bulgaris, que fue domesticada por el hombre, seleccionándose al menos tres variedades muy populares de interés alimenticio: la acelga (Beta vulgaris var. cicla), la remolacha (Beta vulgaris var. vulgaris) y la remolacha azucarera (Beta vulgaris var. altissima). Si el hombre no hubiese intervenido, dichas variedades comerciales nunca se hubiesen desarrollado.

El trigo tiene historia

300x200 espigas by erwin brevis Flickr_zLa selección artificial comenzó en la prehistoria. Un ejemplo claro es lo que ocurrió con el trigo, importante cultivo para la producción de harinas. Hace 10.000 años, en la región de la antigua Mesopotamia, una cruza rara entre dos especies salvajes permitió crear una nueva especie que tenía semillas más grandes. Esta característica evitaba que sean dispersadas por el viento, pudiéndose colectar fácilmente y utilizarlas como alimento. De esta manera, esta especie, antepasado del trigo actual, empezó a ser cultivada provocando una de las primeras revoluciones agrícolas. Las poblaciones de la Mesopotamia empezaron a alimentarse de esas semillas y vieron que cultivarlas les garantizaba una fuente segura de alimento. Esto permitió el asentamiento de las poblaciones y con ello, la formación de comunidades más complejas. Con el tiempo, el surgimiento de la escritura, y por lo tanto, el principio de la historia y el fin de la prehistoria. Este antepasado del trigo siguió evolucionando, proceso que implicó la cruza con una tercera especie, convirtiéndose en una nueva especie bastante similar al trigo actual.

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Norin 10, una variedad de trigo de baja estatura y de alto rendimiento que fue cultivado en Japón antes de la Segunda Guerra Mundial. Un mejorador de trigo del USDA dió cuenta de la variedad después de la guerra y la envió a sus colegas en los EE.UU., y desde allí los genes Norin 10 llegaron a Borlaug en México. Fuente www.eoearth.org

No obstante, este preciado cereal tenía un problema muy importante; su altura. El trigo de principios del siglo pasado era una planta de tallo largo, con espigas llenas de semillas, por lo que si un viento fuerte azotaba, muchas plantas se tumbaban, produciéndose una gran pérdida de la cosecha. En la década del 1960, Norman Borlaug, estudiando cultivares de trigo de Japón, encontró una variedad de trigo que tenía tallos mucho más cortos. Pensó que sería interesante tener plantas de trigo más enanas, para evitar la pérdida de producción por los vientos. Esta variedad enana no producía semillas de buena calidad para la producción de harinas, por lo que Norman decidió pasar la información -aún desconocida-, que hacía que estas plantas sean bajas, a las plantas que sí generaban granos de calidad para el consumo humano, pero que eran altas. Este trabajo lo realizó mediante cruzas: cruzó plantas enanas con semillas de mala calidad con plantas altas que producían semillas de buena calidad. Luego hizo crecer las progenies de esta cruza con el fin de obtener plantas enanas con semillas que sirvieran para producir harinas.

Curiosamente, Norman Borlaug realizó sus trabajos con trigo en un laboratorio en México, y la nueva variedad enana fue cultivada exitosamente en 1962 en ese país. En ese mismo año se logró incrementar notablemente la producción de trigo en México. En poco tiempo, muchos países, como India, Turquía, España, Argentina y China, se beneficiaron con la nueva variedad desarrollada por Borlaug, incrementando así también su producción de este preciado cereal. Desde entonces, como consecuencia del aumento de la producción de trigo se estima que el porcentaje de personas que sufren hambre ha bajado a nivel mundial.

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Norman Borlaug con espigas de trigo mientras trabajaba en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). Fuente www.eoearth.org

Como reconocimiento de su obra, Norman Borlaug ganó en 1970 el Premio Nobel de la Paz entre otros premios de alto prestigio, por su revolución agraria.

Norman no sabía la razón por la cual las plantas eran más bajas. Recién en 1999 un grupo de investigadores del Reino Unido dirigidos por Nicholas P. Harberd descubrieron la información genética responsable de dicha característica. Su descubrimiento fue un gen al que denominaron RHt, por “Reduced Height” o “Altura reducida”, en español.

Normalmente, ese gen en la plantas es el responsable de reconocer una hormona (“Gibberelina”) que produce la elongación de las células de los tallos, o sea, este gen es el responsable de la altura de las plantas. En las plantas enanas que Norman encontró en Japón dicho gen estaba mutado lo que hacía que no cumpliera su función. Por ende, la señal de la hormona Gibberelina no era detectada, no se producía la elongación de las células de tallo y, como consecuencia de ello las plantas eran más bajas. Al cruzar las plantas de buena calidad de semilla con las enanas, Borlaug, sin saberlo, reemplazó el gen RHt normal (presente en las plantas altas) por el mutado de las plantas enanas, creando las plantas de trigo actuales, que son mucho más bajas que las antecesoras.

La cruza de tres especies distintas produjo una nueva, el trigo (créditos Max Planck Institute).

La cruza de tres especies distintas produjo una nueva, el trigo (créditos: Max Planck Institute).

Hoy en día sería simple generar plantas enanas debido a que conociendo al gen RHt, se podría modificar genéticamente, es decir, mutarlo, para obtener plantas enanas y con alta producción de granos. Sin embargo, ese organismo genéticamente modificado sería controversial en el mundo actual.
Norman Bourlag creó por cruzas una planta mutante y fue galardonado con el Nobel de la Paz por su contribución, a pesar de que nadie sabía realmente porqué el nuevo trigo era enano, pero sí se sabía que el hambre mundial había disminuido.

Bibliografía y fuentes de información:

Gale, M.D. and Youssefian, S. (1985) Dwarfing genes in wheat. In Progress in Plant Breeding (Russell, G.E., ed.), pp. 1–35, Butterworths.

Peng J, Richards DE, Hartley NM, Murphy GP, Devos KM, Flintham JE, Beales J, Fish LJ, Worland AJ, Pelica F, Sudhakar D, Christou P, Snape JW, Gale MD, Harberd NP. ‘Green revolution’ genes encode mutant gibberellin response modulators. Nature. 1999 Jul 15;400(6741):256-61.

web www.eoearth.org 

Norman_Borlaug/wikipedia.org

por Martín Alejadro Mecchia

Doctor en Ciencias Biológicas. Investigador y docente interesado en la divulgación científica. Apasionado por las plantas, mis proyectos de investigación siempre se enfocaron en ellas. Observador de la naturaleza, con hincapié en los mecanismos evolutivos de las especies.
@MartinAle1981

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