Con código de barras, identifican características de la flora

UNAM/Ciencias

Oaxaca, México.- Biólogos de varios países, agrupados en la Iniciativa Código de Barras la Vida, han desarrollado una novedosa herramienta para identificar las características y funciones de las plantas, a partir de la utilización de marcadores, de dos genes, que comparten todas las plantas terrestres.

Se trata de un método que usa dos fragmentos de material genético (ADN) para saber a que género, familia y especie pertenece un vegetal, aunque de él se cuente con un fragmento de hoja, tallo o semilla, reveló Gerardo Salazar Chávez, investigador del Instituto de Biología (IB) de la UNAM, que colabora en el proyecto mundial.

[caption id="attachment_25433" align="alignleft" width="340" caption="Las funciones y características de las plantas, ahora en un código de barras"][/caption]

Sin necesidad de esperar a que los organismos sean adultos o florezcan para ser identificados, el código de barras ayuda a los especialistas –que enfrentan el colosal reto de saber cuántas plantas existen en sitios como México, uno de los cinco países con mayor biodiversidad–, en la ubicación precisa de las especies.

 

 

En el país nadie sabe a ciencia cierta cuántas especies existen. Botánicos y ecólogos han hecho análisis y estimaciones que varían de 18 mil a 30 mil, señaló Salazar, quien confía en que esta herramienta de genética y cómputo acelere la identificación, aumente datos globales sobre sus funciones y se consolide como un apoyo para su conservación.

Plantas y animales, distintos marcadores

La Iniciativa de Código de Barras de la Vida nació en 2003 en Canadá y pronto contó con la cooperación de varios países que actualmente participan para acrecentar un banco de datos, alimentado con información genética y taxonómica, que esté disponible en Internet.

Por parte de México, las tres instituciones nodales son el IB de la UNAM, el Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (CIBNOR), con sede en la Paz, Baja California Sur, y El Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR), ubicado en Chetumal, Quintana Roo. También colabora en el área informática la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO), aunque no realiza tareas de investigación.

Para identificar animales, se seleccionó un fragmento del gen mitocondrial citocromo oxidasa 1 (COI 1) que permite distinguir entre especies cercanamente relacionadas.

“Pero cuando se probó en plantas, vimos que no era un marcador idóneo. En estos organismos el genoma de la mitocondria evoluciona mucho más lento que en la mitocondria de los animales, y es común que no haya suficiente variación en ese pedacito de ADN para distinguir entre plantas cercanas”, explicó Salazar.

Por ello, se buscó un código de barras o marcador genético que funcionara en plantas terrestres, y se está indagando otro específico para hongos, bacterias y algas.

Dos genes reveladores

Tras cinco años de trabajo, pruebas experimentales y estadísticas en miles de especies de plantas, en mayo pasado un grupo de 52 investigadores, entre ellos Gerardo Salazar, de 10 naciones de los cinco continentes eligieron un código de barras con dos marcadores provenientes de los genes rbcL y MatK.

[caption id="attachment_25434" align="alignleft" width="183" caption="Gerardo Salazar Chávez, del IB de la UNAM y colaborador en la Iniciativa Código de Barras la Vida"][/caption]

“El gen rbcL participa en el proceso de fotosíntesis y fijación de carbono de la atmósfera para generar azúcar; es el proceso bioquímico más importante en el planeta que sostiene todas las cadenas tróficas”, explicó Salazar.

 

 

En tanto, MatK es el gen que codifica para una enzima llamada madurasa, que ayuda a la conformación y maduración de un ARN de transferencia.

“Todas las plantas terrestres tienen ambos genes. El rbcL es el más fácil de recuperar y trabajar técnicamente, uno de los más conocidos bioquímica y molecularmente. Pero no es el mejor en cuanto a discriminar especies cercanas. En cambio, MatK es uno de los genes con más capacidad de distinción entre especies; por eso se complementan”, detalló.

Ambos fueron los más eficientes para las tres características básicas que requiere el código de barras: universalidad, es decir, que esté presente en todas las plantas terrestres; facilidad técnica, para obtener la secuencia, incluso de fragmentos de semillas, alimentos o muestras forenses, y capacidad de discriminación, que varíe lo suficiente para distinguir a individuos de especies distintas.

Los resultados del código de barras de las plantas se publicaron recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) y ambos marcadores se usan para fortalecer el banco de datos de los organismos vegetales en todo el mundo.

Múltiples aplicaciones

Una tarea central del código de barras de las plantas es resumir toda la experiencia taxonómica de los expertos mundiales en una base de datos que sirva de referencia al hacer análisis a nuevas muestras.

“Con este instrumento también buscamos acelerar el paso en la identificación de especies vivientes, una tarea que dista mucho de estar concluida. Significa que la herramienta está disponible para todos y ayudará a hacer el inventario y la documentación de biodiversidad de las plantas mexicanas”, acotó el investigador.

Además tiene otras aplicaciones; puede auxiliar a agentes en la identificación de un trozo de estos organismos, para saber si son endémicos y pueden o no salir del país.

“También sirve para distinguir plantas relacionadas con alguna investigación criminal, por ejemplo, cuando alguna semilla o infusión se asocia con alguien que murió o se intoxicó, y se puede develar el misterio con sólo un fragmento del vegetal”, comentó Salazar.

En un país con una larga tradición en medicina herbolaria, este código ayudará a certificar los componentes biológicos de una infusión.

“Es difícil saber de qué especie se trata a partir de hojas picadas o trozos de raíces, pero con esta herramienta sí se puede comprobar y, además, es un método rápido, confiable y de bajo costo. Puede ser útil para quienes venden y compran herbolaria, porque tendrán un control de calidad científico”, señaló.

Otra función radica en la investigación arqueológica, donde a partir de restos de semillas, madera, alimentos y restos momificados es posible identificar qué consumió una civilización del pasado.

“El número total de aplicaciones no se puede imaginar por ahora, pero será útil desde la ciencia básica hasta la certificación de productos comerciales”, concluyó Gerardo Salazar.