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Descubren por qué fracasaban las cosechas del ingeniero agrónomo de Stalin

Estudian el mecanismo que hace olvidar a las plantas que han pasado por el invierno, un sistema que regula el momento de floración

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Para florecer en primavera, muchas plantas necesitan pasar frío antes. Este proceso, bautizado como vernalización por el científico soviético Trofim Lysenko, lo requieren plantas tan importantes para la alimentación humana como el trigo. A finales de los años 20, Lysenko observó que aplicando frío y humedad a semillas de ese cereal que deberían florecer en invierno, podían hacerlo también en primavera. Esto evitaría la pérdida de cosechas que el frío extremo había producido en algunas regiones de la Unión Soviética y permitía obtener dos cosechas de plantas que naturalmente solo producían una.

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Ejemplar de Arabidopsis thaliana, la planta empleada en el estudio / Nuuuuuuuuuuul

Lysenko, que fue el ingeniero agrónomo favorito de Stalin, sostuvo algunas ideas en torno a este proceso que resultaron desastrosas para los agricultores de su país. Estaba convencido de que las plantas que habían sido sometidas a la vernalización transmitirían ese rasgo a las siguientes generaciones, que seguirían floreciendo en primavera sin necesidad de pasar por el frío invernal, pero no era así.

Investigaciones posteriores han descubierto que las plantas emplean sus propios sensores para evaluar la temperatura a lo largo del año. Durante el invierno, el frío apaga progresivamente la actividad de un gen que produce una proteína que actúa como un freno para la producción de flores cuando la temperatura desciende. Este gen permanece apagado hasta que llega el momento adecuado para que las plantas puedan volver a florecer.

Ahora, un grupo de investigadores del centro John Innes de Norwich (Reino Unido), que ya había explicado cuál es el mecanismo por el que las plantas recuerdan que han pasado por el invierno, ha mostrado cómo estas mismas plantas borran esa memoria, que no se transmite entre generaciones frente a lo que creía Lysenko. Según explican en un artículo que se publica esta semana en la revista Nature, el gen que reprime el crecimiento de las plantas permanece silenciado durante miles de divisiones celulares en invierno. Sin embargo, en un momento de la formación de las semillas, este sistema epigenético de silenciamiento se borra y las plantas pierden su recuerdo del frío. Los investigadores han descubierto que en la planta Arabidopsis thaliana, un gen llamado ELF6 es necesario en este proceso de silenciamiento que permite que más adelante el freno se pueda volver a expresar.

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Trofim Lysenko /

Este mecanismo de borrado de memoria entre generaciones no funciona en otros casos. Tanto en animales como en humanos, se ha observado que los efectos de una hambruna pueden afectar a varias generaciones de descendientes de quienes la sufrieron. En algunas investigaciones con gusanos se ha registrado que determinados cambios en su material genético provocados por el hambre se heredan hasta tres generaciones después. No obstante, lo más frecuente es que, como sucede en el caso de la vernalización, estos cambios epigenéticos se borren entre generaciones.

Caroline Dean, líder del grupo que ha realizado este trabajo, considera que “comprender los interruptores epigenéticos tras estas respuestas medioambientales nos abre muchas posibilidades”. “Ahora podemos analizar con mayor precisión cómo las plantas se adaptan a distintos entornos, un conocimiento importante para crear nuevas variedades de cultivos que continúen ofreciendo grandes cosechas pese al cambio climático”, afirma.


REFERENCIA

'Epigenetic reprogramming that prevents transgenerational inheritance of the vernalized state' DOI: 10.1038/nature13722


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