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La peligrosa existencia del plátano

512px-Musa_paradisiaca_Blanco1.88El plátano (conocido también como banana, banano, guineo, cambur, topocho o maduro) es un fruto tipo baya producido por varias especies herbáceas del género Musa. Originario de la región indomalaya, su cultivo se ha extendido por todos los paises tropicales del mundo.

Aunque la diversidad de variedades es inmensa, un pequeño número de cultivares ocupa la mayoría de los cultivos: el denominado subgrupo Cavendish de la especie Musa acuminata. Al menos el 47% de la producción mundial y la inmensa mayoría del comercio internacional corresponde a esta variedad, la más conocida a nivel global. Su tremenda popularidad hace que sea uno de los productos vegetales más cultivados y que más comercio promueven. En España se producen anualmente algo más de 364.000 toneladas en la Islas Canarias, según Asprocan. Según FAOStat, La producción anual mundial es de 139 millones de toneladas, de las que se exportan el 15%.

Uno  de los principales atractivos del plátano es la ausencia de semillas: la parte carnosa del fruto es totalmente comestible. Ello es debido a la presencia de tres juegos cromosómicos en sus células, es decir, se trata de una planta triploide. Este hecho hace que los gametos no produzcan la meiosis con eficacia, dando como resultado plantas estériles, sin gametos viables. Posteriormente, los óvulos se desarrollan en fruto sin necesidad de fecundación (un fenómeno denominado partenocarpia), generando frutos que carecen de semillas, o con semillas abortivas muy poco desarrolladas.

Adicionalmente, las plantas poliploides suelen ser de mayor tamaño y ofrecer frutos mayores. Este hecho es un fenómeno conocido desde hace tiempo por los agricultores, y viene siendo aprovechado en numerosos frutos como las sandías, las uvas o las mandarinas. El problema de las plantas sin semillas obviamente es su reproducción. En el caso de del plátano, la reproducción se realiza de forma asexual por esquejes a partir de sus rizomas o de sus brotes.

Otro problema de las plantas sin reproducción sexual es la dificultad que presentan para introducir mejoras por cruzamientos. La reproducción sexual es una forma probada de generar variación genética en la naturaleza, y en la agricultura es una forma de introducir características deseadas de una variedad en otra, mediante cruzamientos recurrentes o repetitivos. Una de las características más deseadas para ser introducidas en los cultivos extensivos es la resistencia a plagas.

La dificultad para la mejora, el ser monocultivo en amplísimas regiones de América, África, Asia y Australia  y el depender prácticamentre de una única variedad, puede ser peligroso para el cultivo del plátano. De hecho, la variedad Cavendish vino a reemplazar a otra variedad cultivada masivamente hasta los años 1950, la variedad Gros Michel, también triploide. La llamada enfermedad de Panamá (producida por el hongo Fusarium oxysporum) eliminó por completo su cultivo en América y otras partes del mundo. La industria del plátano entró en una profunda crisis, hasta que el cultivo de la variedad Cavendish, resistente a la plaga, se hizo mayoritario. Implicó introducir cambios en los métodos de cultivo y de transporte, y también dicen, cambió el sabor de la fruta, siéndo menos sabrosa.

La aparición en Asia, Australia y África de nuevas estirpes del hongo (denominadas TR4 o Tropical Race 4) que son capaces de afectar a la variedad Cavendish está poniendo en peligro su cultivo. Desde 1961, el comercio del plátano se ha multiplicado por 5, por lo que un nuevo desastre puede tener peores consecuencias que con Gros Michel. Parece seguro que tendremos que prescindir del cultivo de plátano tal y como lo conocemos ahora.

Pero sin duda, alguna variedad que podramos consumir en el futuro reemplazará a la Cavendish en el siglo XXI, tal como pasó con Gros Michel en el siglo XX. Sin embargo, la variedad elegida, además de resistente al hongo, tiene que tener sabor y textura apetecibles, poder transportarse miles de kilómetros sin dañarse, madurar correctamente y poder cultivarse en masa.Un reto para los mejoradores genéticos; algunos de ellos están planteando el uso de la ingeniería genética para obtener las resistencias precisas.

 

 

 

¿Quién descubrió el ADN?

Si su respuesta es “Watson y Crick”, está usted equivocado.

Como la mayoría de los descubrimientos de la ciencia moderna, no se puede asignar el descubrimiento del ADN a una única persona, o restringir su descubrimiento a un único momento.

La primera observación documentada del ADN la realiza en 1868 Friedrich Miescher, un médico suizo que realizaba investigaciones sobre los leucocitos en el laboratorio de Felix Hoppe-Seyler, de la Universidad de Gotinga. De sus núcleos purificó una sustancia rica en fósforo y nitrógeno, a la que denominó nucleína. Ya que la nucleína no contenía azufre y era resistente a las proteasas, no era una proteína. Miescher y Hoppe-Seyler llegaron a especular que la nucleína podría tener un papel en la herencia.

El trabajo de Miescher no estuvo exento de polémica, pues se trataba del descubrimiento de un nuevo compuesto químico en la Biología. Los sistemas de purificación fueron perfeccionados por Richard Altmann en Leipzig, que eliminó los contaminantes de proteínas que la nucleína contenía, bautizando al resto como ácido nucleico en 1889.

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El tetranucleótido erróneo de Levene

El investigador alemán Albrecht Kossel identificó y nombró, entre 1885 y 1901, las bases nitrogenadas consituyentes de los ácidos nucleicos: adenina, citosina, guanina, timina y, no siendo un componente del ADN, uracilo. El componente carbohidrato del ADN fue identificado en 1929 por Phoebus Levene, investigador lituano, mientras trabajaba en el Instituto Rockefeller de Investigaciones Médicas de Nueva York. Levene descubrió la ribosa y la deoxirribosa, acuñando los términos ácido ribonucleico y ácido desoxirribonucleico. También identificó en su composición el grupo fosfato, y que la conexión entre los componentes era fosfato-azúcar-base, formando lo que denominó nucleótido.

Sin embargo, las propuestas estructurales de Levene fueron erróneas por completo, siendo responsable de la teoría del tetranucleótido, donde el ADN estaba constituido por un largo polímero formado por unidades de los cuatro nucleótidos unidos entre sí, participando por igual en la composición del ADN. Esta hipótesis descartaba que el ADN fuera una molécula capaz de codificar información, y contribuyó a la idea de que el ADN fuera solo algún tipo de soporte para la molécula hereditaria, que posiblemente fuera un complejo de proteínas.

Hay una historia paralela muy interesante sobre la identificación definitiva del ADN

La triple hélice del ADN de Pauling

La triple hélice del ADN de Pauling

como material hereditario, pero esta entrada está centrada en la identificación de la naturaleza del ADN. En 1950, Erwin Chargaff, investigador austriaco emigrado a EE.UU., descubre que la composición de diferentes muestras de ADN siguen una reglas: hay tanta citosina como guanina, y hay tanta timina como adenina. Las conocidas desde entonces como reglas de Chargaff (A=T; G=C) ayudaron enormemente a entender la estructura molecular del ADN.

El físico británico William Astbury, de la Universidad de Leeds, descubre en 1938, mediante difracción de rayos X que el ADN tiene una estructura regular, con las bases nitrogenadas en paralelo. Inspirado por estos datos, Linus Pauling, del Instituto Tecnológico de California, propuso en 1953 una estructura de triple hélice para el ADN, que contenía errores que contradecían la naturaleza ácida del mismo.

La química británica Rosalind Franklin, trabajando junto a Maurice Wilkins en el King’s College de Londres, realiza en los primeros años 1950 una serie de fotografía de difracción de rayos X del ADN, y descubre importantes características estructurales. Es conocida la historia de que Wilkins mostró la llamada “fotografía 51” a Watson, que le permitió junto con Crick  elaborar una estructura válida del ADN.

James Watson y Francis Crick, en la Universidad de Cambridge, acuciados por el fracaso de Pauling, publicaron su estructura en 1953. En el mismo número de la revista Nature hay un trabajo de Franklin y Raymond Gosling describiendo la difracción de rayos x en los ácidos nucleicos.

La fotografía 51, tomada por R. Grosling

La fotografía 51, tomada por R. Grosling

La tremenda injusticia que Franklin sufre a manos de sus colegas no es nada comparada con su muerte en 1958, aquejada de un tumor cuyo origen podría estar en la exposición a radiaciones durante su trabajo. De esta forma no le pudo ser concedido el premio Nobel que Watson, Crick y Wilkins compartieron en 1962.

El trabajo de Watson y Crick se menciona a veces como el artículo más importante en la ciencia biológica de la historia. No solo porque se desvela un misterio, la naturaleza del material hereditario, sino porque la elegancia del modelo revela el funcionamiento del ADN, su maquinaria de expresión y replicación. Se abre con él un nuevo periodo en la ciencia, el de la Biología Molecular.

Watson y Crick no descubieron el ADN, pero sí su estructura, “una estructura tan bella, por fuerza, tenía que existir”.

¿Y se han preguntado por qué Watson y Crick, y no Crick y Watson? Bien, es el orden de los autores en su artículo de 1953; orden escogido, sí, tras lanzar una moneda.

 

A structure this pretty just had to exist

J. D. Watson