Las herramientas para proteger a los árboles

Dentro del mundo agrícola y forestal, cada vez se cuentan con más medidas que ayudan a luchar contra las enfermedades que diferentes hongos y plagas pueden generar, sin embargo, en muchas ocasiones estas propias enfermedades van evolucionando con el tiempo, adaptándose a las nuevas condiciones del terreno. Una nueva investigación internacional en la que participa el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA) plantea conseguir que esta evolución llegue también a las especies de árboles amenazadas al conseguir acelerar su mejora genética.

Concretamente, se van a centrar en los fresnos y robles, dos especies que en la actualidad se encuentran en riesgo. En el caso del fresno, su supervivencia se ve amenazada por el hongo invasor Hymenoscyphus fraxineus y el escarabajo esmeralda.

Esta grave enfermedad ya se encuentra establecida en Europa continental, incluyendo España, donde se está extendiendo principalmente en la cornisa cantábrica con efectos devastadores, ya que, aunque los síntomas pueden avanzar lentamente al principio, el hongo acaba causando una elevada mortalidad de árboles. Por ello, el área de recursos genéticos forestales del Ministerio de Transición Ecológica ha creado un grupo de trabajo específico para coordinar actuaciones frente a este patógeno.

A esta amenaza se suma a su vez la presencia del escarabajo que ha emigrado desde Rusia hacia Europa. A pesar de que en su lugar de origen generalmente se ve este insecto en densidades bajas que no causa daños significativos, su presencia en Europa y otros territorios es más agresiva, siendo considerada una especie invasora, debido a su capacidad altamente destructiva.

La conjunción de estas dos patologías es considerada por los expertos como una amenaza para estos árboles típicos de riberas y montañas. Es aquí donde el equipo de Salamanca, junto con el centro de investigación Rothamsted Research del Reino Unido, que lidera el proyecto, plantea el uso de la genética para obtener árboles más resistentes frente a estas amenazas.

«Nuestro objetivo es de conservación, queremos intentar acelerar la adaptación de especies amenazadas porque el problema al que nos enfrentamos con el fresno con estas enfermedades es muy relevante. Los bosques proporcionan mucho más que paisajes, son fundamentales para la biodiversidad, regulan el agua, ayudan a mitigar los efectos del cambio climático y ofrecen una cantidad de servicios ecosistémicos de los que todos dependemos», explica Sergio Cerezo, responsable del Servicio de Edición Genética y Bioinformática del IRNASA.

«Si ya estamos observando niveles de mortalidad tan elevados solo con el hongo, la conjunción de las dos enfermedades podría llevarnos a situaciones como la que se ha observado en el olmo, que hoy en día prácticamente ha desaparecido y pasó por un problema semejante al empezar a propagarse un hongo que básicamente ha acabado con todas las poblaciones de olmo que tenemos».

De esta manera quieren utilizar la tecnología para «ayudar a la naturaleza» y, concretamente, al fresno. Gracias a estudios previos, ya se ha visto que «la naturaleza tiene las herramientas para conseguir adaptarse a estas patologías». Podemos encontrar árboles que han generado resistencias a ellas, «pero lo que falla es el tiempo». Esto se debe a que, normalmente, cuando trabajan con cultivos empleados para la producción de alimentos, como el trigo, tienen, por lo general, un ciclo de vida corto. Esto permite que puedan seleccionar aquellas plantas que tienen características ventajosas y cruzarlas con otras para seguir obteniendo una descendencia mejorada que sea resistente a las enfermedades.

Sin embargo, los árboles son muy diferentes biológicamente en cuanto a ciclo de vida, ya que desde que se planta la semilla hasta que ese árbol crece y es capaz de producir polen pueden pasar muchísimos años. «Este es el mayor inconveniente para conseguir mejoras siguiendo la vida tradicional en los árboles. Hay tipos que tardan 15 años en florecer y en la carrera de un investigador difícilmente se llegaría a una mejora porque estos trabajos requieren repetir el ciclo continuamente hasta que saquen las variedades mejoradas».

«Queremos intentar acelerar este proceso porque los árboles necesitan décadas y décadas para completar la operación, mientras que las amenazas a las que nos estamos enfrentando actualmente van muchísimo más rápido que la capacidad de respuesta de los árboles», incide el investigador.

Para ello plantean el uso de herramientas biotecnológicas, llevando a cabo una modificación genética que permita acelerar el proceso de floración de los árboles de tal manera que, en vez de tardar años, realicen este proceso en cuestión de meses. Este sistema funcionará mediante el uso de la propia variabilidad genética natural, seleccionando y cruzando los árboles generados en el proyecto con ejemplares naturales que cuentan con las características de resistencia a las enfermedades. Y, una vez logradas las muestras deseadas, se podrán eliminar las modificaciones introducidas para lograr la floración temprana, dando lugar a árboles que cuentan con esos rasgos naturales beneficiosos sin un proceso de crecimiento anormal.

«Hasta el momento hemos hecho avances considerables en técnicas de cultivo in vitro que vamos a emplear para establecer un sistema eficiente con el que poder realizar las modificaciones genéticas necesarias de cara a acelerar la floración, de tal manera que utilizamos la biotecnología simplemente como un vehículo para obtener árboles que florezcan en muy poco tiempo y los podremos cruzar con los árboles en los que ya ha identificado que tienen resistencia a la enfermedad», añade Cerezo.

Precisamente, es de estos estudios de cultivo in vitro de los que se encarga el grupo de investigadores del IRNASA. Estudios en los que están desarrollando una tecnología conocida como embriogénesis somática, la cual emplea un tejido de la planta de origen en el que no se ha producido reproducción sexual para producir embriones que permitan propagar el material vegetal. Esta es una fase «indispensable» del proyecto para poder llevar a cabo las modificaciones genéticas, ya que necesitan desarrollar un protocolo robusto que permita desarrollar esta tecnología con diferentes genotipos de fresno.

«A la hora de realizar estos cruces no nos interesa tener un único árbol con unas características en concreto que florece temprano, sino tener una variedad de numerosos árboles con diferente información genética para que eso no suponga un cuello de botella a la hora de realizar los cruces y tengamos diversidad». Y con esta información ya podrán proceder desde el equipo en el Reino Unido a conseguir realizar la modificación genética que permita la aceleración de la floración y llegar a generar árboles resistentes a la enfermedad.

«Si demostramos la eficacia de la estrategia, se podrían evitar desastres como la desaparición de los Olmos»

«La financiación que hemos recibido está inicialmente considerada para los dos próximos años y el programa contempla una extensión durante tres años más. Por ello, si conseguimos demostrar la eficacia de esta estrategia, su aplicación se podría extender a otras especies que están sufriendo amenazas similares. Y, en un futuro, potencialmente se podrían evitar desastres como el que se dio con la desaparición de los Olmos», asegura el responsable del Servicio de Edición Genética y Bioinformática del IRNASA, Sergio Cerezo.

El investigador apunta que llegar a este objetivo podría tener una gran relevancia debido a las circunstancias que vivimos en la actualidad, con el cambio climático y la globalización, ya que se está viendo una mayor propagación de estas plagas y enfermedades, «poniendo a numerosas especies en situaciones de peligro de verse amenazadas por esta misma situación. Si demostramos la eficacia de esta herramienta, creo que podría ser muy útil para mejorar la capacidad de adaptación y de resistencia en otras especies afines, principalmente árboles».

«Al final se trata de un proyecto muy innovador dentro de un programa bastante ambicioso con otras iniciativas que tienen el mismo enfoque, tratar de explorar la adaptación de los árboles, trabajando con especies amenazadas». Esto se debe a que la iniciativa, en la cual también participan la Universidad de Birmingham y los Kew Gardens de Londres, forma parte del programa ‘Accelerated Adaptation’ del ‘Advanced Research + Invention Agency’ del Reino Unido, que busca explorar vías para acelerar la adaptación de las especies silvestres de cara a «salvaguardar la infraestructura natural».

Como parte de esta iniciativa, existen «otros proyectos que trabajan con agentes polinizadores, hay otros que hacen su trabajo a nivel de ecosistema… En nuestro caso aportamos el granito de arena con la mejora genética acelerada en árboles y para mí una motivación extra es el hecho de que buscamos utilizar la biotecnología con fines de conservación. Por primera vez abordamos con esta estrategia un problema como es la pérdida de biodiversidad», remarca Cerezo.