¿Por qué algunas plantas son más domesticables que otras?

La investigación destaca que la comprensión de la "domesticabilidad" podría permitir descubrir nuevas especies de plantas útiles para la agricultura, mejorando la diversidad de cultivos y nuestra seguridad alimentaria.

Foto: Secretaria de Ambiente de Bogotá

Cuando observamos las plantas que nos rodean, muchas de las cuales forman parte esencial de nuestra vida cotidiana, surge un concepto recurrente: la domesticación. A lo largo de la historia, la humanidad ha transformado especies silvestres en cultivos que satisfacen sus necesidades alimenticias, medicinales y culturales. Pero, ¿qué hace que algunas plantas sean más aptas para este proceso que otras?

Esta pregunta se la planteó un grupo de investigadores de la Universidad de Southampton, en la investigación “Domesticabilidad’: ¿Estaban algunas especies predispuestas a la domesticación?”, publicado en enero de este año, quienes han identificado ciertos rasgos genéticos y morfológicos en especies silvestres que las convierten en candidatas ideales para el cultivo humano. Este descubrimiento no solo arroja luz sobre los orígenes de la domesticación de las plantas, sino que también ofrece una herramienta para desarrollar cultivos resilientes frente al cambio climático, una necesidad cada vez más urgente en nuestro tiempo.

¿Qué fue lo que descubrieron?

Según la investigación, aunque existen decenas de miles de especies de plantas comestibles, solo unas pocas cientos han sido domesticadas, y apenas 15 de ellas aportan el 90% de las calorías que consumimos. Esto plantea una pregunta clave: ¿qué características hicieron que algunas plantas fueran más fáciles de domesticar mientras otras quedaron fuera del proceso?

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Desde Darwin, la domesticación ha sido un modelo para entender la evolución, gracias a los rápidos cambios adaptativos que implica y a la gran cantidad de información genética disponible. Sin embargo, si las plantas precursoras de los cultivos tenían rasgos que facilitaban su domesticación, esto podría significar que las especies domesticadas no reflejan completamente cómo funciona la selección natural en el entorno silvestre. En otras palabras, la domesticación actual, de como la conocemos, podría ofrecernos una visión limitada de la diversidad natural que tenemos.

“Durante el Neolítico, los seres humanos recolectaron cientos de plantas silvestres, pero luego las abandonaron como fuente de alimento. Hemos investigado qué rasgos genéticos o físicos facilitaron o limitaron la domesticación de especies silvestres”, explicó el profesor Mark Chapman de la Universidad de Southampton, autor principal del estudio.

La evidencia sobre la domesticación de plantas proviene de dos fuentes principales: la directa, basada en hallazgos arqueológicos que muestran cómo las personas interactuaban con las plantas durante su domesticación, y la indirecta, que compara los cultivos actuales con sus parientes silvestres. Sin embargo, estos parientes silvestres no son réplicas exactas de los progenitores originales, ya que ellos también han evolucionado con el tiempo.

Los científicos están estudiando qué hace que algunas especies sean más fáciles de domesticar, centrándose en factores como su ciclo de vida o la cantidad de material genético que poseen. Esto llevó a que el equipo de investigadores, que incluye expertos de las universidades de Oxford, Sheffield y el Real Jardín Botánico de Kew, identificaran tres factores clave que determinan la aptitud de las plantas para el cultivo humano:

• Adaptación rápida al entorno (plasticidad): Algunas plantas tenían una sorprendente capacidad para adaptarse rápidamente a nuevas condiciones, lo que les dio ventaja durante la domesticación. Por ejemplo, podían aprovechar mejor los recursos en campos cultivados, con más agua y nutrientes, menos competencia entre otras plantas y protección contra animales herbívoros. Este proceso fue facilitado por cambios en el clima hace 12-10 mil años, como el aumento del CO2 y las temperaturas, que coincidieron con los inicios de la agricultura. Estas condiciones hicieron que ciertas especies desarrollaran características útiles para el cultivo humano, como mayor resistencia o eficiencia en el uso de recursos, lo que las hizo ideales para el manejo agrícola.
• Genética simple y eficiente: Las plantas que lograron ser domesticadas compartían un rasgo clave: tenían una genética relativamente simple. Esto significa que pocos genes eran responsables de las características que los humanos buscaban, como frutas más grandes o ciclos de vida más cortos. Por ejemplo, en el maíz, solo cinco regiones del genoma explican las principales diferencias entre las variedades silvestres y las domesticadas. Además, en muchos casos, los genes beneficiosos se heredaban juntos, acelerando el proceso de selección. Esto facilitó que los humanos lograran cambios significativos en las plantas en poco tiempo, como ocurrió con cultivos básicos como el arroz, el trigo y las legumbres.
• Más mutaciones, más posibilidades de cambio: Las plantas que se convirtieron en cultivos también parecían tener una mayor capacidad para generar mutaciones genéticas, lo que les dio más opciones para adaptarse al cultivo humano. En un entorno controlado, con menos competencia y más recursos, incluso mutaciones que podrían haber sido perjudiciales en la naturaleza pudieron ser toleradas. Además, elementos genéticos llamados transposones, que actúan como “motores de cambio” en el ADN, también jugaron un papel importante al generar variaciones rápidas. Estos cambios genéticos permitieron que las plantas desarrollaran características útiles para los agricultores, como mayor producción o adaptabilidad, haciendo más fácil su domesticación frente a otras especies menos flexibles.

“Hace miles de años, cuando las plantas comenzaron a ser domesticadas, los humanos solo podían adaptarse al clima y las condiciones del momento, sin imaginar los cambios que vendrían. Hoy, gracias a modelos climáticos avanzados, es posible prever cómo se calentará el mundo y cómo cambiarán las condiciones climáticas en las próximas décadas. Esto nos permite anticipar las necesidades futuras de nuestros cultivos y prepararlos para ser más resistentes frente a estos desafíos”, dijo Chapman.

Menciona que el concepto de domesticabilidad puede ayudar a entender mejor tanto la evolución como el futuro de la agricultura. Y es que si la domesticabilidad es un rasgo especial, los cultivos que usamos hoy no son una selección al azar de todas las plantas comestibles, sino un grupo único con características que facilitaron su domesticación, como la capacidad de adaptarse rápido al entorno o cambios genéticos beneficiosos.

Además, entender esto podría ser clave para enfrentar los desafíos agrícolas actuales. Es posible que algunos rasgos importantes para la domesticación inicial, como la plasticidad o ciertas tasas de mutación, se hayan perdido en los cultivos modernos. Recuperar o reforzar estas características podría ayudarnos a crear plantas más resistentes al cambio climático y a los fenómenos meteorológicos extremos del futuro.

La domesticabilidad también juega un papel importante en la diversificación de los sistemas alimentarios. Aunque hace miles de años ciertas características limitaron qué plantas podían ser domesticadas, las condiciones actuales son muy diferentes. La “neodomesticación” - domesticar nuevas plantas para satisfacer nuestras necesidades hoy en día - da la oportunidad de aumentar la diversidad de cultivos. Según Chapman, gracias a lo que se sabe con estas investigaciones, se puede identificar y superar las barreras que han evitado que algunas plantas menos utilizadas se conviertan en comida.

Otro beneficio es que comprender este concepto permite expandir la variedad de cultivos de manera más inteligente. Por ejemplo, según la investigación en el Neolítico, la domesticación se centró en cereales anuales, pero ahora hay un creciente interés en los cereales perennes, que ofrecen beneficios ambientales como la captura de carbono y la reducción del uso de fertilizantes.

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Sin embargo, también hay dificultades. Pues los investigadores resaltan que a pesar de lo que se sabe, hay grandes vacíos en el conocimiento sobre la domesticación de plantas. Por ejemplo, se sabe muy poco sobre cómo se comparan los cultivos con sus parientes no domesticados en términos de su capacidad para adaptarse al entorno. Tampoco existen estudios que comparen detalles genéticos clave, como el tamaño y la relación entre los genes que controlan los rasgos importantes. Esto se debe, en parte, a limitaciones técnicas, ya que algunos estudios solo se pueden hacer con especies actuales que no siempre reflejan con precisión a las plantas originales.

Otro obstáculo es la falta de material genético adecuado. Los bancos de semillas tienen muchas más especies domesticadas que sus parientes silvestres. Por ejemplo, hay entre 11 y 84 veces más muestras de cultivos como cebada, lentejas y garbanzos que de sus progenitores silvestres. Además, muchas plantas silvestres son más difíciles de cultivar que las domesticadas, lo que complica su estudio, ya que tienen características como ciclos largos o inactividad temporal que dificultan su investigación.

No obstante, los científicos concluyen que las plantas silvestres actuales, los cultivos infrautilizados en comunidades locales y las especies parcialmente domesticadas tienen características valiosas que podrían ser aprovechadas mediante selección y mejoramiento de precisión. Esperan que su investigación ayude a orientar futuros esfuerzos para adaptar estas especies y mejorar nuestra seguridad alimentaria en un mundo cuyo clima está cambiando rápidamente.

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