Millorar les plantes de cultiu per fer-les més resistents al canvi climàtic

Un experiment d'evolució artificial obre la porta a que els organismes fotosintètics tolerin molt millor un excés de llum solar

Un equip de biòlegs de la Universitat Ludwig-Maximilians de Munic, a Alemanya, han aconseguit millorar considerablement la tolerància de les algues verdblaves –cianobacteris– amb l’ajuda de l’evolució artificial que han dut a terme al laboratori. La llum del sol, l’aire i l’aigua és tot el que necessiten aquests organismes per créixer, tal com ho necessiten les algues i les plantes. Fent la fotosíntesi, la major font de vida de la Terra, aconsegueixen l’oxigen molecular i els compostos orgànics que els calen per viure. Tot i això, és conegut que un excés de llum solar redueix l’eficiència d’aquest procés perquè causa danys a aquests éssers vius. És per això que els investigadors han identificat mutacions que permeten que els cianobacteris tolerin nivells de llum molt més alts, amb l’objectiu de fer servir aquesta informació per millorar les plantes de cultiu i fer-los més resistents als efectes del canvi climàtic.

Tal com han explicat els responsables de l’estudi a un article publicat a ‘Nature Plants’, els cianobacteris emprats per a aquest estudi derivaven d’una soca acostumada a créixer amb nivells de llum baixos. Per permetre’ls sortir de les tenebres, se les va exposar a intensitats de llum cada cop més gran i, en un procés basat en les mutacions i la selecció natural, es van anar adaptant a l’alternació de la llum. Com que aquests organismes unicel·lulars es divideixen cada poques hores, van evolucionar molt més ràpid que una planta convencional. Per ajudar-los, a més, la mutació natural es va incrementar tractant-los amb productes químics mutagènics i irradiant-los amb llum ultravioleta. Quan l’experiment va acabar, les algues blauverdes supervivients podien tolerar intensitats de llum superiors als màxims que hi pot haver al nostre planeta en condicions normals. Els científics es van sorprendre que la majoria de les 100 mutacions que es podien relacionar amb aquest augment de a tolerància a la llum tenien relació amb canvis concrets en l’estructura de proteïnes simples, és a dir, que afectaven les seves propietats i no pas els mecanismes que regulen quanta proteïna es produeix.

Com a control, els investigadors van introduir els gens de dues de les proteïnes alterades, que afectaven la fotosíntesi de manera diferent, en soques que no havien passat per aquest procés d’adaptació. Els resultats van mostrar clarament que els permetien tolerar intensitats de llum més altes. Si això es pogués fer amb plantes de cultiu, es podria incrementar la seva productivitat i també protegir-les els efectes del canvi climàtic. Aquesta adaptació artificial, doncs, podria ser una gran opció de futur no només per a les plantes sinó, és clar, per poder continuar alimentant una població humana creixent en unes circumstàncies cada cop més adverses.

Nou comentari