Científicos revelan el origen evolutivo de la papa y cómo el tomate tuvo su papel
La papa es uno de los alimentos básicos del mundo. Se cultivó por primera vez hace miles de años en la región andina de Sudamérica y se extendió por todo el mundo a partir del siglo XVI. Pero, a pesar de su importancia para la humanidad, sus orígenes evolutivos seguían siendo un enigma, hasta ahora.
Un nuevo análisis de 450 genomas de papas cultivadas y 56 genomas de especies de papas silvestres ha revelado que el linaje de la papa se originó a través del mestizaje natural entre una planta silvestre de tomate y una especie parecida a la papa en Sudamérica hace unos 9 millones de años.
La hibridación dio lugar a la aparición del tubérculo de la papa naciente, una estructura agrandada que alberga nutrientes bajo tierra, según los investigadores, que también identificaron dos genes cruciales implicados en la formación del tubérculo. Si bien en la planta del tomate la parte comestible es el fruto, en la de la papa es el tubérculo.
"Las papas son uno de los alimentos básicos más extraordinarios de la humanidad, ya que combinan una versatilidad, un valor nutritivo y una ubicuidad cultural extraordinarios que pocos cultivos pueden igualar", dijo Sanwen Huang, biólogo genómico y fitomejorador de la Academia China de Ciencias Agrícolas y autor principal del estudio publicado el viernes en la revista Cell.
"La gente come papas usando prácticamente todos los métodos culinarios: al horno, asadas, hervidas, al vapor y fritas. A pesar de estar estereotipadas como hidratos de carbono, las papas ofrecen vitamina C, potasio, fibra y almidón resistente, y son naturalmente sin gluten, bajas en grasa y saciantes - una fuente de calorías rica en nutrientes", añadió Huang.
El almidón resistente es un tipo de hidrato de carbono que resiste la digestión en el intestino delgado y fermenta en el grueso, alimentando a las bacterias beneficiosas del intestino.
El nombre científico de la papa moderna es Solanum tuberosum. Sus dos progenitores identificados en el estudio eran plantas antepasadas de una especie parecida a la papa que ahora se encuentra en Perú, llamada Etuberosum, que se parece mucho a la papa pero carece de tubérculo, y a la planta del tomate.
Estas dos plantas compartían un ancestro común que vivió hace unos 14 millones de años, y pudieron cruzarse de forma natural cuando se produjo la hibridación fortuita cinco millones de años después de que divergieran la una de la otra.
"Este acontecimiento dio lugar a una reorganización de genes tal que el nuevo linaje produjo tubérculos, lo que permitió a estas plantas expandirse por los hábitats fríos y secos recién creados en la cadena montañosa de los Andes", explica la botánica Sandra Knapp, del Museo de Historia Natural de Londres, coautora del estudio.
La hibridación coincidió con la rápida elevación de los Andes. Con un tubérculo, la planta de la papa pudo adaptarse al cambiante entorno regional y prosperar en las duras condiciones de las montañas.
"Los tubérculos pueden almacenar nutrientes para adaptarse al frío y permiten la reproducción asexual para afrontar el reto de la reducida fertilidad en condiciones frías. Esto permitió a la planta sobrevivir y expandirse rápidamente", afirma Huang.
Los hallazgos del estudio, según los investigadores, pueden ayudar a orientar la mejora del cultivo de la papa para abordar los retos medioambientales a los que se enfrentan actualmente los cultivos debido a factores como el cambio climático.
En la actualidad existen unas 5.000 variedades de papa. La papa es el tercer cultivo alimentario más importante del mundo, después del arroz y el trigo, para el consumo humano, según la organización de investigación Centro Internacional de la Papa, que tiene su sede en Perú. China es el primer productor mundial de papas.
"Siempre es difícil eliminar todas las mutaciones deletéreas de los genomas de la papa en el cultivo, y este estudio abre una nueva puerta para hacer una papa libre de mutaciones deletéreas utilizando el tomate como chasis de la biología sintética", dijo Huang.
Según Zhiyang Zhang, investigador postdoctoral de la Academia China de Ciencias Agrícolas, el estudio también puede abrir la puerta a la creación de una nueva especie de cultivo que produzca frutos de tomate en la superficie y tubérculos de papa en el subsuelo.
La papa y el tomate pertenecen a la familia de las solanáceas, que también incluye el tabaco y el pimiento, entre otras. El estudio no investigó los orígenes evolutivos de otros tubérculos originarios de Sudamérica, como el boniato y la yuca, que pertenecen a familias distintas de plantas con flores.
Si bien las partes del tomate y la papa que se comen son muy diferentes, las plantas en sí son muy parecidas.
"Usamos distintas partes de estas dos especies: frutos en el tomate y tubérculos en la papa", explica Knapp. "Si nos fijamos en las flores o las hojas, son muy parecidas. Y si tiene la suerte de que su planta de papa produzca frutos, se parecen a pequeños tomates verdes. Pero no te los comas. No son muy agradables".