Por primera vez secuencian ADN de un árbol del desierto de Atacama: este es su secreto para sobrevivir en el lugar más seco del mundo

Investigadores del Núcleo Milenio de Ecología Histórica Aplicada para los Bosques Áridos (Aforest), acaban de publicar un estudio en que exponen los resultados de la secuenciación del genoma mitocondrial del chañar, árbol que se encuentra entre las regiones de Tarapacá y Coquimbo. Esta es la primera vez que se descifra el mitogenoma de alguna especie de árbol o arbusto que habite en el desierto de Atacama, es decir, su ADN.

Entre los resultados más relevantes de la investigación, puede citarse que varios genes del chañar han evolucionado para hacer frente de mejor manera al estrés abiótico que enfrentan, es decir, condiciones como la radiación, la salinidad y la escasez de agua en el ecosistema en que se desarrollan. Esto permitiría, por ejemplo, que en un futuro puedan cruzarse aquellos genes que refuerzan estas cualidades de resistencia, lo que redundaría en una estrategia para enfrentar el cambio climático, por ejemplo. Los chañares son árboles vitales para el funcionamiento de sus ecosistemas.

Bajo el título “Análisis comparativo del mitogenoma completo de Geoffroea decorticans: un árbol nativo que sobrevive en el desierto de Atacama”, el estudio a cargo de los investigadores Roberto Contreras (Universidad de Atacama), Felipe Carevic (Universidad Arturo Prat) y Liesbeth van den Brink (Universidad de Concepción), sostiene que el chañar ha sido muy importante para los pueblos indígenas del desierto de Atacama durante más de 3.000 años.

A través de procesos evolutivos, añade el documento, la especie probablemente sufrió cambios que facilitaron su adaptación a las condiciones extremas del Desierto de Atacama. Aquí, comparamos, establecen los responsables, el genoma mitocondrial con el de otras especies de la familia Papilionoideae.

Contreras señala que el chañar, como cualquier otra leguminosa, mejora el nivel de nitrógeno del suelo, mantiene la conservación de éste y el agua y, además, puede beneficiar al ecosistema con el aumento de la retención de carbono en la superficie, protegiendo la biodiversidad y aportando al funcionamiento de los ciclos biogeoquímicos. “Esta especie en un ambiente como el del desierto de Atacama, el más seco y antiguo del mundo, tiene un valor ecológico muy importante, ya que interactúa con bacterias de la zona, realiza un gran esfuerzo por fijar nitrógeno de la atmósfera y, además, con la hojarasca que cae al suelo, ayuda a fertilizarlo, entregando nutrientes a otras especies de plantas nativas y endémicas que no son leguminosas”.

Contreras añade que “en la Región de Arica y Parinacota, un ejemplo claro de la función ecológica que cumple el chañar es la de constituirse el néctar de su flor como la principal fuente de alimento para la especie en peligro de extinción llamada Picaflor de Arica (Eulidia yarrellii), ayudando también a su anidación, como también para muchas otras especies de aves”.

Explica que el árbol, además, cumple la función de ser una base de alimento para insectos, y refugio de especies de reptiles y roedores que quedan en la zona. “Aún quedan otros servicios ecosistémicos del chañar por descubrir porque a la fecha hay pocos estudios científicos realizados sobre esta especie”.

Carevic sostiene que el chañar retuvo de manera intacta dos genes llamados sdh4 y nad1 (los cuales se perdieron en muchas otras plantas), sugiriendo que estos podrían ser importantes para lograr su sobrevivencia en el desierto, “ya que otros autores han descubierto que están asociados a mecanismos de tolerancia a la sequía y, por tanto, podrían conferir a la especie la capacidad para hacer frente a ambientes áridos”.

Alcanza una altura estimada entre 3 a 10 metros, con un tronco que puede superar 40 centímetros de diámetro. Cuenta con un follaje abundante. Sus pétalos están pigmentados por un amarillo intenso, y se reproduce por brotes de raíz. Florece de septiembre a octubre y fructifica de noviembre a enero.

En el mitogenoma de chañar se observó una alta cantidad de material genético procedente de genoma del cloroplasto, indica Carevic, “la más alta observada hasta la fecha en una especie de planta, probablemente fruto de la adaptación evolutiva del chañar a las condiciones ambientales extremas, contribuyendo quizás como una estrategia de supervivencia”.

“En el estudio del mitogenoma de chañar hemos encontrado una evolución positiva de uno de sus genes, el gen atp8. El mismo fue descrito con evolución positiva en una especie de leguminosa xerofítica, en el desierto del noroeste de China, cuyos autores han contemplado que este gen podría desempeñar un papel en la adaptación a ambientes secos. Así, dos especies de leguminosas, de diferentes desiertos y continentes, muestran situaciones similares en la evolución”, añade este último.

La información genética mitocondrial del chañar podría dar respuesta a rasgos agronómicos de importancia como la tolerancia al estrés ambiental (falta de agua, alta radiación, alta salinidad, etc.) y el nivel de vigor de la planta. Inclusive, algunos autores han comunicado que el mitogenoma de una planta podría mejorar la capacidad de resistencia a enfermedades y mejorar el metabolismo celular de especies de importancia agrícola.

Contreras añade que las mitocondrias desempeñan un papel clave en las respuestas de las plantas al estrés abiótico (radiación, temperatura, sequedad, baja humedad ambiental, salinidad, etc.). Además, el genoma de la mitocondria está implicado en la producción de energía, el metabolismo y la regulación de la muerte celular, entre otros.

“Los genomas mitocondriales de plantas muestran una variabilidad sustancial en términos de tamaño, estructura y contenido génico, expansión y contracción del genoma, integración de ADN extraño, pérdida de genes y transferencia al genoma nuclear. Por eso, es muy probable que la estructura del mitogenoma de una planta del desierto, como chañar, haya sufrido cambios a través de la evolución, lo que posiblemente pueda dar respuesta a su adaptación a condiciones extremas y explicar su notable capacidad de supervivencia”, señala Carevic.