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Estudio genético busca entregar claves para resguardar el desierto florido

por 23 noviembre, 2021

Estudio genético busca entregar claves para resguardar el desierto florido
Atacama tiene una gran biodiversidad vegetal dentro del país: en total el 19% de las plantas autóctonas del Chile continental están en esta área, a pesar de ser una de las zonas más áridas del país. Son más de doscientas especies, las cuales se activan con lluvias superiores a 15 milímetros.
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La Universidad de Atacama (UDA) actualmente trabaja investigando la biodiversidad del Desierto Florido, un fenómeno que ha adquirido mucho interés este mes, gracias a la activación de sus floraciones tras las precipitaciones del invierno de 2021.

Este es el motivo principal de trabajo de Roberto Contreras, doctor en Genética y Biología Celular quien hace un tiempo llegó a Copiapó para trabajar en Centro Regional de Investigación y Desarrollo Sustentable de Atacama (CRIDESAT), para desarrollar investigaciones que lo hicieron especializarse en la caracterización genética de especies de este territorio. Entre ellas, el chañar (árbol autóctono de la zona) y los olivos del Huasco con su variedad sevillana.

Hoy Contreras se enfoca en el trabajo de caracterización del Desierto Florido con el proyecto denominado “Huella Genética de plantas del desierto florido, patrimonio turístico regional”, financiado por el Fondo de Innovación para la Competitividad de Atacama, aportado por el Gobierno Regional de Atacama.

Datos desconocidos

El laboratorio del CRIDESAT resguarda el material genético recolectado en terreno por el equipo de la investigación. Por ejemplo, la añañuca y la garra de leónya fueron analizadas en una primera fase de caracterización genética.

Un análisis del ADN del cloroplasto (ADN circular que poseen las células vegetales) identificó la secuencia completa de cada una para encontrar su correspondiente linaje. Esta secuenciación genética se ensambla por primera vez en estas especies y entregará datos claves para saber datos hasta ahora desconocidos.

Contreras junto a su equipo de investigación tienen tres objetivos principales con este trabajo: analizar regiones de la secuencia del cloroplasto de diversas especies de plantas para caracterizarlas y validar su taxonomía, es decir identificar las características únicas de cada especie según el código de su ADN; realizar análisis de poblaciones de dos especies (Añañuca y Garra de León); y finalmente resguardar muestras de ADN de 100 especies en un congelador a - 80°C, a fin de tener insumos para futuras investigaciones y entregar material, como colaboración, para otros grupos de investigación de universidades nacionales y extranjeras.

Perspectiva genética

La secuenciación genética ha permitido identificar parámetros para comparar unos individuos de otros desde la perspectiva genética.

“En este proceso de investigación, hemos detectado 37 marcadores microsatélites nucleares (del núcleo de la célula) para la garra de león y 37 marcadores nucleares para la añañuca roja, con eso vamos a saber si hay flujo genético (a través del polen o semillas) entre poblaciones y su posible estructura genética. El aislamiento de las poblaciones puede conducir a una disminución de la diversidad genética. El movimiento de polen determina la cantidad y calidad del intercambio genético asociado, por lo tanto, el análisis del flujo genético permite precisar sobre las consecuencias de fragmentación y tomar decisiones para la delimitación de zonas de conservación. Las poblaciones fragmentadas son más susceptibles a la deriva genética y a la endogamia, disminuyendo el potencial evolutivo y eventualmente empujando a la desaparición de la especie”, explica el científico.

Todo este proceso científico permite determinar si existe esta “deriva genética”, que en la práctica es un decaimiento de la población de una especie al volverse endogámica.

“Si la garra de león presenta una alta endogamia, es posible que impacte negativamente en la reproducción, la sobrevivencia y el potencial adaptativo de la especie. Sin embargo, si se realizan estudios y encontramos variación genética en poblaciones, será necesario proteger esas poblaciones con el fin de preservar la variabilidad genética y asegurar su viabilidad. Eso apunta a la conservación, debemos saber para eso qué genotipos y poblaciones hay, y dónde. Estos marcadores genéticos de estas dos especies, extraídos del análisis de las cadenas de ADN permitirán saber si es necesario implementar políticas públicas para extender zonas de conservación, a fin de garantizar los intercambios de genes y la reproducción de los individuos de estas especies, un aspecto vital para la subsistencia de las mismas”, dice.

Actualmente en la zona sur de Atacama, existe el Parque Nacional Llanos de Challe, que desde su creación en el año 1994 tiene como misión proteger llanos y quebradas donde se presentan las especies del Desierto Florido y esta investigación podría ayudar a complementar las zonas determinadas prioritarias para la protección de ciertas especies vegetales.

“Como científicos, tenemos el deber de informar a la comunidad científica estos hallazgos, pero sobre todo de compartir estos insumos con las autoridades para definir nuevas áreas de protección”, comenta Contreras. “Esto además nos ayuda a fomentar el turismo sustentable, posicionando más lugares donde realizar avistamientos de especies en zonas protegidas para que se aproveche turísticamente el patrimonio natural de la zona”.

Atacama como laboratorio

La zona de Caldera, en temporada seca, parece un lugar inhóspito, con muy poca vida. Sin embargo, en la primavera de un año lluvioso puede haber praderas de flores que brotan de las dunas.

Eso es lo que se ha divisado tras las lluvias de este 2021 en Atacama, específicamente en la Provincia de Copiapó, una situación ideal para obtener fotos y material vegetal de especies del desierto florido.

“El desierto florido de este año ayudará mucho en la investigación que estamos realizando para buscar otras especies de plantas. En el futuro pretendemos postular a financiamiento para hacer realidad un proyecto que tiene como objetivo instalar un invernadero de propagación y un jardín botánico de especies del desierto florido en la Universidad de Atacama. La universidad tiene equipamiento, espacios y profesionales que pueden apoyar a las actividades de multiplicación de especies, de las cuales ya varias se han plasmado en estudios realizado por grupos científicos de otras universidades, por lo tanto, la idea es usar esta información actual y también realizar nueva investigación de propagación de otras especies. Esto podrá beneficiar a la educación ambiental de los colegios en la región, podrá ser un punto de interés para el turismo y beneficiará a la investigación de tesis de alumnos universitarios, entre otros”, explica Contreras.



PCR de biodiversidad

Atacama no contaba con un laboratorio para análisis de ADN vegetal. En las instalaciones habilitadas gracias a este proyecto se realizan reacciones de PCR, pero no para detectar COVID 19, sino para constatar la riqueza de la biodiversidad local.

Las ingenieras en biotecnología vegetal Mariana Arias y María José Navarrete llegaron desde la Región del Biobío para trabajar en este proceso. Ellas han desarrollado el proceso de extracción genética en el laboratorio entre insumos, equipamiento de última generación y mantenido la labor pese a la pandemia.

“Lo que me llama la atención y que aprendí también al llegar a trabajar al laboratorio, uno se da cuenta de que son muchísimas especies endémicas y poder contribuir a esa biodiversidad es muy importante. Llama la atención que se haya puesto muy poco el ojo en estudiar el desierto florido. En el sur existe mucho interés por estudiar la araucaria o el ciprés por ejemplo”, dice Arias sobre su arribo a trabajar en este proyecto.

Algo similar comenta Navarrete. “En general era poca la información que se conocía en mi zona del desierto florido, más allá de las postales. Llegar a trabajar aquí me da una perspectiva increíble sobre este fenómeno, es una cosa única, a la que siento no se le da el valor a nivel nacional que debería tener. Muchas veces hay más interés en el extranjero que aquí en nuestro propio país”.

Ambas contribuyen en las secciones clave del trabajo realizado en esta investigación. “Se van a buscar las muestras, se seleccionan cuáles son de interés. Cuando se van a buscar añañucas las traemos aquí y extraemos el ADN. Cuando hay un gen de interés, se amplifica mediante PCR. Luego se purifica y se envía a secuenciar”, señala Arias.

Navarrete destaca también lo importante de la labor que realizan en la UDA: “Es importante que exista un alto grado de variabilidad, porque si eso baja hay peligro de extinción. Ese es el valor de todas estas investigaciones que estamos realizando en el laboratorio. Aquí contamos con todo lo básico para este tipo de investigaciones y es súper importante, porque estamos realizando un trabajo único de especies autóctonas”, comenta.

Compartir el proyecto

Hoy los resultados de las investigaciones están publicados y en proceso de revisión en revistas científicas internacionales. Una de ellas fue publicada en Saudi Journal of Biological Science.

Además, los trabajos sobre el estudio del cloroplasto de garra de león y añañuca roja han sido divulgados en congresos científicos, como ALAG 2021 en Valdivia  y las Jornadas Argentinas de Botánica 2021, respectivamente.

De esta manera el trabajo desarrollado se incorpora al mundo de la ciencia, aportando también muestras al Index Herbariorum EIF de la Universidad de Chile para conservar las muestras de material vegetal del desierto florido y, por otro lado, se conserva el material genético de 100 especies en la Universidad de Atacama para futuras investigaciones.

Este trabajo ha sido financiado con los aportes del Fondo de Innovación para la Competitividad FIC del Gobierno Regional de Atacama (código BIP 30483338-0) aportado por el Gobierno Regional y aprobado por el Consejo Regional, y ha contado con el apoyo de los profesionales de CONAF y la Seremi de Medio Ambiente de la Región de Atacama.

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Envíada por Freddy Sánchez Ibarra | 8 diciembre, 2022

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