Cómo la agricultura intensiva convirtió a una planta silvestre en maleza
19. Diciembre 2022
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Investigadores de la Universidad de Columbia Británica, la Universidad de Toronto y el Instituto Max Planck de Biología de Tübingen han comparado 187 muestras de cáñamo acuático de granjas modernas y humedales vecinos con más de 100 muestras de herbario que datan de 1820. Al igual que la secuenciación de restos humanos y neandertales antiguos ha resuelto misterios clave sobre la historia humana, el estudio de la composición genética de la planta en los últimos dos siglos permitió a los investigadores observar la evolución en acción en entornos cambiantes.
Los científicos pudieron documentar cómo una variedad de maleza de cáñamo acuático aparentemente se expandió con el tiempo de oeste a este en América del Norte. En el camino, intercambió partes de su genoma con diferentes poblaciones locales, haciendo que las plantas se adaptaran aún más al entorno agrícola local. Los investigadores descubrieron cientos de genes en el genoma de la maleza que ayudan a su éxito en las granjas, con mutaciones en genes relacionados con la tolerancia a la sequía, el rápido crecimiento y la resistencia a los herbicidas que aparecen con frecuencia. "Las variantes genéticas que ayudan a la planta a funcionar bien en entornos agrícolas modernos han aumentado a altas frecuencias notablemente rápido desde la intensificación agrícola en la década de 1960", dice la primera autora Julia Kreiner de la Universidad de Columbia Británica. "Estos resultados resaltan el emocionante potencial de estudiar genomas históricos para comprender la adaptación de las plantas en diferentes escalas de tiempo", comenta el coautor Stephen Wright de la Universidad de Toronto.
El cáñamo acuático común es nativo de América del Norte y no siempre fue una planta problemática. Sin embargo, en los últimos años, la maleza se ha vuelto casi imposible de erradicar de las granjas gracias a las adaptaciones genéticas, incluida la resistencia a los herbicidas. "El cáñamo acuático básicamente ha evolucionado para convertirse en una maleza debido a la fuerza con la que ha sido seleccionada para prosperar junto con las actividades agrícolas humanas", explica la coautora Sarah Otto de la Universidad de Columbia Británica. En particular, cinco de los siete genes resistentes a herbicidas encontrados en las muestras actuales estaban ausentes de las muestras históricas. El cáñamo acuático portador de cualquiera de las siete mutaciones de resistencia a herbicidas tendió a producir casi un 20 por ciento más de descendencia sobreviviente por año, en promedio, desde 1960.
"Si bien este estudio se llevó a cabo con muestras de América del Norte, tenemos problemas similares con la resistencia a los herbicidas en Europa. Por lo tanto, nuestro estudio sirve como modelo para los esfuerzos para comprender cómo las plantas se convierten en malezas agrícolas exitosas también en Europa ", afirma el coautor Detlef Weigel del Instituto Max Planck de Biología de Tübingen.
Los hallazgos de este estudio también podrían informar los esfuerzos de conservación para preservar las áreas naturales dentro de los paisajes agrícolas. "Si bien tales reservas son importantes, debe reconocerse que las poblaciones naturales se vuelven genéticamente diferentes de lo que habrían parecido en ausencia de la agricultura circundante", explica Detlef Weigel.
