Los antepasados de los tomates se veían muy diferentes. Foxys Forest Manufacturing / Shutterstock
La gran idea: El camino del tomate desde la planta silvestre hasta el alimento básico del hogar es mucho más complejo de lo que los investigadores han pensado durante mucho tiempo. Durante muchos años, los científicos creyeron que los humanos domesticaron el tomate en dos fases principales. Primero, los nativos de América del Sur cultivaron tomates silvestres del tamaño de un arándano hace unos 7,000 años para cultivar una planta con una fruta del tamaño de una cereza. Más tarde, la gente en Mesoamérica crió este grupo intermedio para formar los tomates cultivados grandes que comemos hoy.
Pero en un estudio reciente, mostramos que el tomate del tamaño de una cereza probablemente se originó en Ecuador hace unos 80,000 años. Ningún grupo humano domesticaba plantas hace mucho tiempo, por lo que esto implica que comenzó como una especie silvestre, aunque las personas en Perú y Ecuador probablemente la cultivaron más tarde.
También encontramos que dos subgrupos de este grupo intermedio se extendieron hacia el norte a Centroamérica y México, posiblemente como compañeros de malezas para otros cultivos. Cuando esto sucedió, sus rasgos frutales cambiaron radicalmente. Llegaron a parecerse más a plantas silvestres, con frutas más pequeñas que sus contrapartes sudamericanas y niveles más altos de ácido cítrico y betacaroteno.
Nos sorprendió descubrir que los tomates cultivados modernos parecen estar más estrechamente relacionados con este grupo de tomates silvestres, que todavía se encuentra en México, aunque los agricultores no lo cultivan deliberadamente.
Tamaño promedio del fruto en el tomate cultivado en comparación con sus parientes semi-domesticados y totalmente silvestres. Hamid Razifard, CC BY-ND
Por qué es importante: Esta investigación tiene implicaciones directas para la mejora de los cultivos. Por ejemplo, algunos grupos intermedios de tomate tienen altos niveles de glucosa, lo que hace que la fruta sea más dulce. Los obtentores podrían usar esas plantas para hacer que los tomates cultivados sean más atractivos para los consumidores.
También vimos señales de que algunas variedades en este grupo intermedio tenían rasgos que promovían la resistencia a las enfermedades y la tolerancia a la sequía. Esas plantas podrían usarse para criar tomates más resistentes.
Lo que aún no se sabe: No sabemos cómo se extendió el grupo intermedio de tomates de América del Sur a América Central y México. Las aves pueden haber comido las frutas y excretar las semillas en otros lugares, o los humanos pueden haberlas cultivado o comercializado.
Otra pregunta es por qué este grupo intermedio "retrocedió" y perdió tantos rasgos de domesticación una vez que se extendió hacia el norte. La selección natural en los nuevos hábitats del norte puede haber favorecido activamente a los tomates con rasgos más salvajes. También podría ser que los humanos no estuvieran criando estas plantas y seleccionando rasgos de domesticación, como frutas grandes, que pueden requerir que las plantas usen más energía de la que pondrían en la fructificación de forma natural.
Cómo hacemos nuestro trabajo: We reconstruir la historia del tomate by secuenciando los genomas de variedades silvestres, intermedias y domesticadas de tomate. También llevamos a cabo análisis genómicos de población, en los que utilizamos modelos y estadísticas para deducir los cambios que se han producido en los tomates con el tiempo.
Este trabajo implica escribir muchos códigos de computadora para analizar grandes cantidades de datos y observar patrones de variación en las secuencias de ADN. También trabajamos con otros científicos para cultivar muestras de tomate y registrar datos sobre muchos rasgos, como el tamaño de la fruta, el contenido de azúcar, el contenido de ácido y los compuestos de sabor.
Qué más está sucediendo en el campo: Alimentar a una población humana en crecimiento requerirá mejorar los rendimientos y la calidad de los cultivos. Para hacer esto, los científicos necesitan saber más sobre los genes de las plantas que están involucrados en fenómenos como el desarrollo del fruto y el sabor y la resistencia a las enfermedades.
Por ejemplo, la investigación dirigida por Zachary Lippman en el Laboratorio Cold Spring Harbor en Nueva York está utilizando la edición del genoma para manipular rasgos que pueden ayudar a mejorar el rendimiento del tomate. Al ajustar genes nativos de dos variedades populares de plantas de tomate, han ideado un método rápido para hacer que las plantas florezcan y produzcan fruta madura más rápidamente. Esto significa más plantaciones por temporada de crecimiento, lo que aumenta el rendimiento. También significa que la planta se puede cultivar en latitudes más al norte de lo que es posible actualmente, un atributo importante a medida que el clima de la Tierra se calienta.
La edición genética ha producido tomates que florecen y maduran semanas antes.
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Lo que sigue para ti: Nuestra investigación proporciona un atlas de candidatos para futuros estudios de función genética de tomate. Ahora podemos identificar qué genes fueron importantes en cada etapa de la historia de la domesticación y descubrir qué hacen. También podemos buscar alelos beneficiosos, o variantes de genes específicos, que pueden haberse perdido o disminuido a medida que el tomate fue domesticado. Queremos averiguar si algunas de esas variantes perdidas podrían usarse para mejorar el crecimiento y los rasgos deseables en los tomates cultivados.
Sobre el Autor
Hamid Razifard, investigador postdoctoral en biología, Universidad de Massachusetts Amherst y Ana Caicedo, profesora asociada de biología, Universidad de Massachusetts Amherst
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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