En el IRD Ecuador, de entre nuestros expertos residentes en Quito, contamos con Thomas Couvreur, investigador y botanista. Con motivo de su participación en un concurso para obtener la secuenciación de la palma Chonta, Thomas nos explica la utilidad de esta técnica importante en botánica, pero aún poco usada hasta recientemente.
La palma Chonta
Vue palmier Chonta tronc
© IRD
Uno de los temas de estudio de Thomas es una palma bastante específica: La Chonta (Bactris gasipaes), es por esto que le interesa poder secuenciar el genoma de esta especie.
A pesar de que existen más de 800 especies de palmas en América del Sur, que tienen todas propiedades importantes para las comunidades, únicamente la Chonta fue domesticada* por el hombre, específicamente por las sociedades precolombinas. Esto significa que el hombre modificó tanto la especie en comparación a la variedad silvestre que ahora ella ya no puede sobrevivir sin la ayuda de los hombres (igual que las vacas o el maíz, por ejemplo). Ahora bien, la Chonta es una planta muy espinosa y poco agradable de manipular. ¿Por qué entonces las sociedades precolombinas solamente domesticaron esta especie de palma? Es un misterio que Thomas, en colaboración con la Pontificia Universidad Católica del Ecuador (PUCE) en Quito y la Universidad de los Andes (UniAndes) en Bogotá intentan esclarecer. Este proyecto es también parte del LMI BIO_INCA, un laboratorio mixto internacional coordinado por investigadores del IRD, de la PUCE y de UniAndes.
Secuenciar el genoma de la Chonta permitiría avanzar en esta interrogación. De hecho, la secuenciación del genoma facilitaría la investigación, aportando respuestas a cuestiones tales como: ¿Por qué esta planta fue escogida por las comunidades? ¿Por qué particularidades fue explotada?, ¿por su fruto? ¿El hecho de que crece muy rápidamente (en comparación a las otras palmas)?
*La domesticación:
Es el hecho de que una planta, o un animal, sea seleccionada/o por el hombre durante varias generaciones por sus particularidades, lo que acaba por modificar la especie inicial, y no permitirle más sobrevivir en la naturaleza, sin la intervención del hombre. Domesticado no es sinónimo de cultivado. Para la Chonta, de manera muy concreta, esto se traduce por una selección de las semillas por su tamaño: son muy grandes. Esta característica se ha acentuado con el tiempo y hoy en día las semillas son demasiadas voluminosas para dispersarse correctamente y asegurar la reproducción de la especie.
¿Qué es la secuenciación? ¿Por qué es importante?
Secuenciar el genoma de un organismo, domesticado o no, es importante en varios aspectos. Permite sumergirse en los detalles biológicos del organismo y entender mejor su pasado y presente. En el caso de las especies domesticadas, conocer el genoma nos permite identificar los genes que tienen un interés agronómico, por ejemplo.
En el caso de este proyecto, el objetivo es inferir la historia de la domesticación de la Chonta y responder a la pregunta precedente. El genoma nos permitirá identificar cuales genes fueron seleccionados por el hombre y, por lo tanto, qué características morfológicas le interesaban en especial e igualmente reconstruir su historia evolutiva, en el tiempo.
Al contrario de lo que se pueda pensar, la mayoría de las especies no han sido secuenciadas. Ello debido a varias razones:
- Primero, es un proceso complejo. La tecnología que permite una secuenciación rápida y precisa es muy reciente. ¡Para tener una idea, la secuenciación del genoma humano tomó más de 10 años! (las tecnologías utilizadas al inicio son hoy en día obsoletas, y ahora es mucho más rápido).
- Es igualmente un procedimiento caro.
- Por fin, el análisis de los datos brutos obtenidos de la secuenciación es también complejo y necesita de un potencial informático importante.
Una vez que se conozca el genoma, se podrá comparar los genes de un individuo domesticado con los de uno silvestre, lo que nos permitirá saber si estos genes fueron seleccionados o no. Los genes son responsables del fenotipo (expresión morfológica del genoma), y entonces, identificando el o los genes seleccionados, se podrá entender a cuál característica morfológica corresponde, por ejemplo el contenido en lípidos o el tamaño de una semilla. Los rastros de selección sobre uno o varios genes sugieren entonces qué características morfológicas fueron favorablemente modificadas por el humano durante la domesticación. Además, gracias a los análisis bioinformáticos, podremos reconstruir la historia demográfica de la especie y saber dónde y cuando la domesticación tuvo lugar.
Para poder ver estas explicaciones en imágenes, pueden ver el video (en inglés) que realizó Thomas para su participación en el concurso de PacBio (una empresa especializada en la secuenciación de alta velocidad):