Rosas sin espinas, la creación de un equipo de científicos con participación española

Y aunque todo el mundo sabe qué son -y seguramente todos hemos 'sufrido' su existencia-, la ciencia aún no tiene del todo claro por qué aparece este rasgo con tanta frecuencia en especies, a priori, tan lejanamente relacionadas. Ahora, un estudio internacional en el que participan investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) arroja luz sobre este 'espinoso' asunto: detrás de esta característica hay un gen que comparten todas ellas, incluso después de millones de años de separación evolutiva. Las conclusiones acaban de publicarse en la revista 'Science'.

Todo empezó, precisamente, con la berenjena. El grupo SOLbreeding del Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV) de la UPV encabezado por Jaime Prohens lleva años investigando acerca de su mejora genética. "Para las variedades modernas nos interesa que no tengan espinas. Así es más fácil de cultivar y recolectar, aparte de ofrecer otras ventajas como que no se pinchen unas a otras en la caja y creen heridas que aceleren su putrefacción", explica a ABC Prohens.

'Buceando' entre el ADN de la berenjena, encontraron una familia de genes llamada Lonely Guy (LOG), responsable de producir una hormona que causa la división y la expansión celular. En una ponencia online, Prohens contactó con el investigador Zachary Lippman, del prestigioso Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL). Él, junto con su pupilo James Satterlee, estaban investigando sobre solanáceas, una categoría que incluye tomates, patatas y berenjenas. “Me di cuenta de que muchas solanáceas tenían espinas muy prominentes. Entonces me pregunté: ‘¿Qué sabemos sobre eso? ¿Qué está pasando con esta adaptación? Resultó que no sabíamos casi nada”, afirma Lippman en un comunicado.

Así, ambos equipos empezaron a investigar en más tipos de berenjenas, como berenjenas africanas o berenjenas silvestres, algunas de ellas con muchas espinas. Se dieron cuenta de que cuando en un gen de la familia LOG se encontraban mutaciones, las berenjenas no presentaba espinas, mientras que todas las que presentaba espinas tenían la misma versión del gen. Entonces, el grupo pensó en probar más allá de este cultivo. «Yo estaba haciendo una estancia en el CSHL cuando propusieron probar con rosas -cuenta Gloria Villanueva Párraga, investigadora de la UPV-. Al principio me pareció una locura. Pero después vi que todo tenía sentido y que encajaba».

Efectivamente, cuando uno de los equipos colaboradores consiguió silenciar el gen correspondiente en las rosas, obtuvieron rosas sin espinas. Y lo mismo ocurrió con el azufaifo, una planta muy popular en el levante y Marruecos, también perteneciente a la misma familia. No quedó ahí y el grupo se fue ampliando con investigadores franceses, ingleses o alemanes. «Se convirtió en un grupo multidisciplinar, con la colaboración de muchas organizaciones diferentes», señala David Alonso Martín, también investigador de la UPV.

Así, trabajaron con el Jardín Botánico de Nueva York para examinar especímenes con y sin espinas. Los colaboradores de la Universidad de Cornell utilizaron la edición genómica para eliminar las espinas en las uvas del desierto, una baya recolectada por aborígenes australianos que, cuando se secan, se transforman en una especie de pasas muy dulces. En total, el equipo llegó a asociar las espinas con genes relacionados con LOG en unas 20 especies.

«Se trata de un caso de evolución convergente: un gen que compartían el ancestro de todas estas plantas hace 165 millones de años evolucionó de forma paralela en diferentes especies hacia la misma característica, la de tener espinas», resume Prohens. «Es similar a lo que ocurre con la ecolocalización en los murciélagos y las ballenas: ambos evolucionaron de forma independiente hacia la misma singularidad. Y esto es algo que ocurre raramente en la naturaleza».

Más allá de conocer cómo evolucionó este mecanismo, este trabajo tiene aplicaciones directas. «Este estudio es importante porque la mayor parte de las plantas modelo no tienen espinas, por lo que esta característica, a pesar de ser tan cotidiana, ha pasado desapercibida para la ciencia y no ha sido tan estudiada como otras -afirma por su parte Pietro Gramazio, investigador de la UPV-. Conocer el mecanismo detrás de las espinas no es solo interesante a nivel de ciencia básica, sino que también tiene implicaciones a nivel económico».

Así, abre la puerta a que con técnicas de edición genética como CRISPR (el llamado cortapega genético que consigue evoluciones naturales dirigidas de forma mucho más eficiente), se mejoren los cultivos. «Por ejemplo, ahora mismo las plantaciones de la uva del desierto, una especie silvestre emparentada con la berenjena que necesita muy poca agua para su crecimiento, son imposibles debido a que tienen muchas espinas. Pero si conseguimos quitárselas, abren la puerta a un nuevo cultivo que en un contexto de cambio climático puede ser muy interesante», indica Prohens.

Este estudio se basa en las plantas que tienen espinas que surgen de la epidermis de las plantas. «Pero se puede explorar si los mismos genes influyen en otras plantas cuyas espinas surgen de lo que iban a ser ramas, como las zarzas; o de los cactus, cuyas hojas son las que se han convertido en pinchos», señala el autor. «Nos quedan por explorar otras especies, pero también saber qué hace exactamente este gen y cómo un 'pelo' de una planta se convierte en una espina». Y quizá, si las rosas creadas por este equipo se hacen populares, Poison deba actualizar su canción.