Con la intensificación de las sequías prolongadas, científicos de distintas partes del mundo están recurriendo a una sorprendente fuente de inspiración para proteger los cultivos: las plantas de resurrección.
Estas especies, capaces de “volver a la vida” tras meses sin agua, podrían cambiar radicalmente las estrategias actuales de adaptación agrícola.
El estudio de sus mecanismos de tolerancia a la desecación ha abierto nuevas líneas de investigación en biotecnología vegetal, fitomejoramiento y manejo del microbioma del suelo.
La observación clave
Durante su infancia en Sudáfrica en los años 70, Jill Farrant observó que muchas plantas que parecían muertas, completamente secas, sin hojas verdes ni signos de actividad metabólica, reverdecían apenas eran regadas.
Este fenómeno, que parecía un simple comportamiento estacional, resultó ser una estrategia de supervivencia altamente especializada: la desecación reversible.
Con el tiempo, Farrant se convirtió en una autoridad mundial en el estudio de las denominadas “plantas de resurrección”.
Actualmente profesora en la Universidad de Ciudad del Cabo, ha dedicado más de treinta años al estudio de estas especies.
Su investigación ha revelado que, aunque la tolerancia a la desecación es común en criptógamas como musgos y líquenes, es extremadamente rara entre las angiospermas.
De las más de 352.000 especies conocidas de plantas con flores, apenas unas 240 muestran esta capacidad.
Estas especies no forman un grupo monofilético, lo que significa que la tolerancia a la desecación ha evolucionado de forma independiente en distintos linajes.
Se encuentran principalmente en zonas rocosas o con suelos pobres en Sudáfrica, Australia y América del Sur, donde las condiciones de humedad son impredecibles y las precipitaciones extremadamente variables.
Mecanismos fisiológicos y moleculares
Las plantas de resurrección pueden sobrevivir con una pérdida de más del 95 % del agua en sus tejidos.
Este nivel de deshidratación sería letal para la mayoría de las plantas cultivadas, que colapsan al perder entre el 10 % y el 30 % de su contenido hídrico.
La clave está en una serie de adaptaciones moleculares especializadas.
Uno de los mecanismos principales es la vitrificación celular, proceso mediante el cual el contenido intracelular se transforma en una matriz vítrea rica en azúcares como sacarosa y trehalosa.
Esta matriz actúa como estabilizador estructural, evitando el colapso de las membranas celulares y reduciendo la actividad enzimática a niveles mínimos.
Al mismo tiempo, estas plantas desmantelan su aparato fotosintético —incluidos los cloroplastos— para prevenir la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) que podrían causar daños bajo condiciones de estrés lumínico sin agua.
En paralelo, sintetizan proteínas protectoras conocidas como LEA (Late Embryogenesis Abundant) y otras chaperonas moleculares, que aseguran la estabilidad de proteínas esenciales y evitan su desnaturalización.
La coordinación de estos mecanismos implica una red genética compleja que, según los expertos, podría estar presente de forma latente en muchas otras especies vegetales, incluida una gran parte de los cultivos agrícolas.
Sequías más intensas, prolongadas y erráticas
Las proyecciones del IPCC y otros modelos climáticos coinciden en que los eventos de sequía extrema serán cada vez más frecuentes e intensos, particularmente en regiones como el Mediterráneo, el oeste de Estados Unidos, el Cono Sur de América y el África subsahariana.
Según datos del gobierno estadounidense, las pérdidas agrícolas por sequía y fenómenos climáticos extremos ascendieron a más de 16.600 millones de dólares en 2023.
Esto plantea un escenario en el que la estabilidad de los sistemas productivos tradicionales —basados en variedades de alto rendimiento seleccionadas para condiciones ideales— se vuelve insostenible.
Henk Hilhorst, científico de semillas y experto en fisiología vegetal, advirtió que “la agricultura solo será posible en Canadá y Siberia”.
¿Modificar el genoma o reactivar genes dormidos?
Durante años, la posibilidad de transferir la tolerancia a la desecación a cultivos comerciales se consideró técnicamente viable solo mediante transgénesis: insertar genes de especies extremófilas en el genoma de cereales como arroz, trigo o maíz.
La aparición de tecnologías como CRISPR-Cas9 simplificó esta posibilidad, permitiendo una edición genética más precisa y eficiente.
Sin embargo, investigaciones recientes lideradas por Farrant y Julia Buitink han demostrado que los genes responsables de la tolerancia a la desecación ya existen en las semillas de muchas plantas.
Lo que cambia es que dichos genes se silencian tras la germinación.
Esto abre la puerta a una estrategia menos invasiva y más aceptable socialmente: reactivar genes endógenos en estados vegetativos, sin necesidad de introducir ADN externo.
Este enfoque, al no generar organismos genéticamente modificados según la definición legal vigente en muchos países, podría sortear parte de las trabas regulatorias actuales.
Casos de estudio: boniato, tabaco y Arabidopsis
En 2018, investigadores de Kenia y Suecia introdujeron un gen de Xerophyta viscosa —una planta sudafricana de resurrección— en el boniato (Ipomoea batatas).
El gen XvAld1, relacionado con la defensa antioxidante, permitió que estas plantas modificadas resistieran mejor una sequía controlada de 12 días. Mantuvieron mayor contenido de clorofila, menor pérdida foliar y más altura que las plantas silvestres no modificadas.
En condiciones normales, estas plantas eran indistinguibles de las demás, lo que sugiere que la inserción del gen no afectó su desarrollo general.
Experimentos similares en Arabidopsis thaliana y tabaco (Nicotiana tabacum) reforzaron esta posibilidad de transferencia funcional.
El papel emergente del microbioma de la rizosfera
Además de las estrategias genéticas, el microbioma del suelo está cobrando protagonismo como factor determinante en la tolerancia al estrés hídrico.
El primer estudio detallado del microbioma asociado a Myrothamnus flabellifolia —una planta de resurrección con aspecto arbustivo— identificó más de 900 grupos microbianos únicos en su rizosfera.
Según Timothy George, edafólogo del Instituto James Hutton, “si existe un componente microbiano en su capacidad para afrontar el estrés extremo, podría transferirse a cultivos con mucha más facilidad que los componentes genéticos”.
La idea de crear consorcios microbianos o “probióticos vegetales” para mitigar el estrés hídrico gana cada vez más espacio, especialmente como complemento a otras técnicas de adaptación.
El teff como plataforma
El teff (Eragrostis tef), cereal cultivado desde hace milenios en Etiopía, se presenta como un modelo atractivo para aplicar estos conocimientos.
Tiene un pariente silvestre, Eragrostis nindensis, que posee tolerancia completa a la desecación.
Este parentesco facilita el análisis genético comparativo para detectar genes activos en la planta de resurrección que están inactivos en el teff.
Una diferencia notable entre ambas es la capacidad de E. nindensis para producir antocianinas, pigmentos que actúan como escudo frente a la radiación UV durante la sequía.
También genera antioxidantes internos que contrarrestan el daño por luz cuando el metabolismo celular está ralentizado.
Estas adaptaciones podrían incorporarse al teff para incrementar su supervivencia bajo condiciones de sequía sin comprometer su adaptabilidad a los sistemas tradicionales.
Una transición hacia sistemas agrícolas estables
El modelo de agricultura basado en el alto rendimiento ha priorizado la abundancia en condiciones ideales, pero deja a los agricultores sin opciones frente a la variabilidad climática.
La nueva orientación busca sistemas productivos estables, aunque menos exigentes en recursos.
Como advirtió Jill Farrant: “Puede que tengan un rendimiento bajo, pero el agricultor de subsistencia tiene un cultivo. Esto ocurre independientemente de si llueve en 10 días o en dos años”.
Hoy, la investigación en plantas de resurrección no solo representa una vía científica novedosa, sino una alternativa real para sostener la producción de alimentos en un planeta que se seca.
Fuente: BBC Mundo
