Científicos de la UDA ensamblan por primera vez ADN completo de Garra de León y Añañuca Roja

El desierto de Atacama es el más árido y antiguo del mundo, este lugar inhóspito alberga un sorprendente jardín natural, el Desierto Florido, donde bajo ciertas condiciones climáticas -influenciadas por el fenómeno del Niño- arbustos, semillas y bulbos emergen de manera abundante para colorear el desierto, llamando la atención de investigadores, visitantes, y lugareños.

Roberto Conteras Díaz, Ingeniero Agrónomo, Dr. en Genética y Biología Celular, e investigador del Centro Regional de Investigación y Desarrollo Sustentable de Atacama, CRIDESAT, de la Universidad de Atacama dio a conocer el descubrimiento acerca de la genética de plantas del Desierto Florido.

“La mayoría de estas especies son endémicas, es decir exclusivas de Atacama, que no se observarán en ningún otro lugar del mundo. Esta flora endémica es tema de estudio, ya que se encuentra amenazada por la actividad industrial, ganadera, cambio climático y extracción masiva de flora. Pero para saber el estado de vulnerabilidad de estas especies, primero es necesario identificarlas taxonómicamente de manera correcta y así proteger este verdadero patrimonio natural”, afirmó el científico.

Frente a la pregunta ¿Están las plantas del desierto florido bien clasificadas en cuanto a familia, género y especie? Al respecto, el Dr. Contreras manifestó: “Al parecer sí, la mayoría de las especies de plantas del desierto florido presentan una adecuada clasificación gracias a estudios morfológicos, sin embargo, en la última década, la biología molecular y la genética han revelado nuevos hallazgos para facilitar la identificación taxonómica de las especies, re-clasificando incluso varias de ellas, y para el caso de especies de plantas del desierto florido queda mucho trabajo para validar nuestra flora regional única”. 

PATRIMONIO TURÍSTICO
REGIONAL

“El fenómeno desierto florido es un importante patrimonio regional de alto interés turístico nacional e internacional, siendo su gran atracción las especies de plantas que crecen y florecen solamente cuando cae suficiente lluvia. La naturaleza del desierto se ha convertido en un importante cuadro de atracción para el visitante, y es prioritario dentro del sector turismo. Sin embargo, para que la atracción turística sea completa, se debe estudiar tanto especies y poblaciones que son únicas”, añadió Roberto Contreras. 

El Proyecto FIC ‘Huella Genética de plantas del desierto florido, patrimonio turístico regional’ ejecutado por el CRIDESAT-UDA, tiene como objetivo dar a conocer información relevante sobre la diversidad genética de la flora. De esta manera se quiere entregar una mejor y mayor información al turista y a las instituciones públicas que administran los parques nacionales. La iniciativa financiada por el Gobierno Regional también contribuye a los parques nacionales y a las unidades del Ministerio de Medio Ambiente (MMA), con nueva información científica sobre la huella genética y poblaciones de especies de plantas en peligro de extinción. 

“Esta información es importante para la gestión de planes y manejo de conservación con el fin de que la actividad turística se realice de una manera sustentable, sin dañar el ecosistema. Además, la Estrategia Regional de Biodiversidad de Atacama posiciona al fenómeno del desierto florido como sitio prioritario para la conservación de la biodiversidad. Adicionalmente, la información levantada durante el estudio puede ser utilizada como una herramienta para la Policía de Investigaciones (PDI), para identificar y confirmar cualquier especie que haya sido sustraída del desierto florido”, acotó el investigador de la UDA

ADN MITOCONDRIAL

El Dr. Roberto Contreras puntualizó que “los análisis genéticos han respondido a varias inquietudes con respecto al origen de las especies. Por ejemplo, el conocimiento acerca del origen de la mayoría de los pueblos originarios chilenos era incierto y no existía seguridad acerca de los lazos de parentesco. A partir de variantes del ADN mitocondrial (ADNmt) humano, llamados haplogrupos, se logró caracterizar diferentes poblaciones humanas. El ADN mitocondrial ha sido utilizado en diversas áreas de investigación científica tales como la composición genética de poblaciones humanas, el análisis genético de restos óseos, las migraciones humanas e importantes aplicaciones médico-forenses como la identificación de personas, entre otras. De esta manera, el investigador chileno Dr. Francisco Rothhammer realizó un estudio con estos marcadores de ADN mitocondrial con el fin de observar diferencias en los grupos étnicos chilenos. Logrando encontrar interesantes resultados de nuestra etnia la cual presenta flujos genéticos desde territorios de la Amazonía, Perú, Bolivia y Argentina”. 

“Por lo mismo, es posible hacer estudios como los del Dr. Rothhammer en especies vegetales para responder ciertas interrogantes, cómo ¿De dónde provienen las especies de plantas del desierto florido? ¿Cuáles son sus antepasados? ¿Habrá diferencias genéticas entre poblaciones de añañucas o poblaciones de garra de león? El ADN mitocondrial es un material genético circular -o genoma circular- presente en células eucariontes de tipo animal y vegetal. Sin embargo, en el caso de las plantas existe un material genético circular que sólo se encuentra en los vegetales, el ADN del cloroplasto (ADNcp). El ADN del cloroplasto es una buena fuente para realizar análisis filogenético -historia o lazo evolutivo entre diversas especies-, identificación de especies, estudio de genes responsables de la fotosíntesis, estudios de origen, estudio de poblaciones, estudio de haplogrupos y estudio de filogeografía, entre otros. Por lo tanto, con el genoma del cloroplasto es posible dilucidar los orígenes de nuestras especies del desierto florido”, añadió el científico del CRIDESAT-UDA.

HALLAZGO CIENTÍFICO

Roberto Contreras Díaz aseguró que ésta es la primera vez que se daría a conocer las secuencias del genoma de estas especies y añadió que “dentro de los resultados del proyecto FIC ‘Huella Genética de plantas del desierto florido, patrimonio turístico regional’, se ha secuenciado y ensamblado por primera vez el genoma completo del cloroplasto de dos especies emblemáticas del desierto florido de la Región de Atacama, la especie Garra de León (Bomarea Ovallei) y la especie Añañuca Roja (Rhodophiala phycelloides). El genoma del cloroplasto de Garra de León consta de 155.018 pares de bases (o nucleótidos, moléculas que componen el ADN como A, G, T, C) y el de Añañuca Roja es de 158.017 pares de bases. En la especie Garra de León hemos identificado un total 134 genes de los cuales 84 genes son codificantes; en el caso de Añañuca se identificaron 136 genes de los cuales 85 genes son codificantes”. 

“Los dos genomas que hemos ensamblado poseen una estructura muy similar a otras especies de plantas. En cuanto a Garra de León, hace años atrás fue considerada una especie única dentro del género Leontochir, llamada en su momento Leontochir Ovallei, sin embargo, ahora con nuestros resultados hemos complementado la información que debería estar dentro del género Bomarea. Por otro lado, gracias a la secuencia completa de Bomarea Ovallei (anteriormente Leontochir Ovallei) y comparando con otro genoma de especie de Bomarea, hemos identificado nueve loci -posición de determinados genes, marcadores o secuencias en el genoma- de alta variabilidad, los cuales se podrían usar como marcadores para estudios de clasificación y evolución de poblaciones de Garra de León y además de otras 120 especies del género Bomarea establecidas desde México hasta Chile”, detalló el director del proyecto FIC Huella Vegetal Atacama.

El Dr. Contreras, resumió que “con la secuencia completa del cloroplasto y los genes de estas dos especies emblemáticas podremos estudiar el origen de las mismas, su filogenia y análisis de poblaciones, entre otros. Además, se ha logrado hasta hace poco desarrollar los primeros marcadores de ADN nuclear para estas especies, con el fin de analizar polimorfismos a nivel cromosómico. De esta manera, combinando datos a nivel de cloroplasto y nuclear, se podrá obtener datos robustos de variabilidad y diversidad genética de las diferentes poblaciones para cada una de estas especies”.
Si bien hay más resultados que se han analizado con respecto a estos dos genomas, Contreras anunció que, “estos aparecerán en detalle y disponibilidad prontamente. El artículo científico de Garra de León fue subido a evaluación hace algunos días a una revista científica indexada, y en el caso de Añañuca aún estamos elaborando el manuscrito con el fin de subirlo prontamente para su evaluación a otra revista científica. Cabe destacar que la elaboración de estos manuscritos tuvo la colaboración de la Biotecnóloga Mariana Arias Aburto, profesional del proyecto FIC y Liesbeth van den Brink, científica de la Universidad de Tübingen, Alemania”.