La historia del centeno: Cómo los primeros agricultores hicieron que las plantas fueran genéticamente menos flexibles
A lo largo de muchos miles de años, el ser humano ha convertido el centeno en una planta cultivada. Al hacerlo, han limitado considerablemente su flexibilidad genética. En la actualidad, el centeno silvestre no sólo tiene una composición genética más diversa, sino que es capaz de recombinarla más libremente que sus primos domesticados. Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) y el Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de plantas de Cultivo (IPK) lo ha demostrado en un nuevo estudio publicado en la revista científica "Molecular Biology and Evolution". Los resultados también explican por qué el centeno cultivado es menos resistente que las especies silvestres a acontecimientos como el cambio climático.
Uni Halle / Steven Dreissig
En su estudio, el equipo investigó diversas propiedades y el material genético de 916 plantas de centeno silvestres y domesticadas procedentes de distintas regiones de Europa y Asia. Se interesaron especialmente por las llamadas regiones de recombinación del centeno. En esencia, esto describe la frecuencia con la que el material genético de una planta se mezcla a lo largo de un cromosoma durante la división celular. "El proceso de recombinación desempeña un papel importante en la evolución de una especie porque permite combinar dos variantes genéticas beneficiosas", explica el Dr. Steven Dreissig de la MLU. Al mismo tiempo, las variantes útiles también pueden separarse de las menos beneficiosas. Cuanto más grande sea el paisaje de recombinación, mayor será la capacidad de las plantas de recombinar con flexibilidad su material genético.
Sin embargo, para los primeros agricultores este proceso era desventajoso: la agricultura depende de plantas uniformes con más o menos las mismas propiedades y el mismo material genético. En el caso del centeno, dice Dreissig, la situación se agrava por el hecho de que las plantas dependen de la polinización cruzada; a diferencia de la cebada o el trigo, no pueden autopolinizarse. "El polen del centeno puede viajar hasta varios kilómetros. Esto permite que poblaciones separadas espacialmente permanezcan en contacto e intercambien material genético", explica Dreissig.
La gente empezó a cultivar cereales, como la cebada o el trigo, hace unos 12.000 años. La mayoría de las variedades establecidas hoy en día se originaron en la región del Creciente Fértil de Oriente Medio. "Se supone que el centeno se extendió por primera vez en Europa como una mala hierba y que sólo pudo domesticarse allí mucho más tarde porque no había variedades silvestres perturbadoras", afirma el Dr. Martin Mascher, del IPK, que también es miembro del Centro Alemán de Investigación Integrativa de la Biodiversidad (iDiv) Halle-Jena-Leipzig.
Sus nuevos análisis han permitido a los investigadores reconstruir la distribución del centeno y recrear una red de parentesco desde Asia hasta Europa Central. Cuanto mayor es la distancia entre los distintos lugares, mayores son las diferencias en el paisaje de recombinación de las plantas. "De hecho, encontramos grandes diferencias entre el centeno domesticado y el silvestre, especialmente en las regiones no recombinantes. En el centeno cultivado, las regiones de recombinación son significativamente más pequeñas que en las plantas tipo maleza, como las que todavía se encuentran en Turquía", dice Dreissig. Esto es ventajoso para las plantas cultivadas porque hace que las plantas con propiedades deseables, por ejemplo espigas firmes y granos grandes, sean más uniformes y controlables. El centeno silvestre, en cambio, se beneficia de esta flexibilidad genética, que le permite reaccionar mejor a los factores de perturbación, como un clima cambiante.
El equipo también identificó una región genética que parece desempeñar un papel importante en la flexibilidad del material genético. Al hacerlo, también encontraron un gen que ya se sabía que influía en las regiones de recombinación en la levadura.
El estudio fue financiado por la Deutsche Forschungsgemeinschaft (Fundación Alemana de Investigación, DFG) y el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF).
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