Una mala herba comuna pot ser la 'superplanta' que té la clau per als cultius resistents a la sequera

Una herba comuna acull importants pistes sobre com crear cultius resistents a la sequera en un món assetjat pel canvi climàtic, segons una investigació realitzada per científics de la Universitat de Yale (Estats Units) i publicada a la revista 'Science Advances'.

Els investigadors descriuen com la 'Portulaca oleracea', comunament coneguda com a verdolaga, integra dos vies metabòliques diferents per crear un nou tipus de fotosíntesi que permet a l’herba suportar la sequera sense deixar de ser altament productiva.

"Es tracta d’una combinació molt rara de trets que ha creat una espècie de 'superplanta', que podria ser potencialment útil en tasques com l’enginyeria de cultius", afirma Erika Edwards, professora d’ecologia i biologia evolutiva de Yale i autora principal de l’article.

Les plantes han desenvolupat de forma independent una sèrie de mecanismes diferents per millorar la fotosíntesi, el procés pel qual les plantes verdes utilitzen la llum solar per sintetitzar nutrients a partir del diòxid de carboni i l’aigua. Per exemple, el panís i la canya de sucre van desenvolupar el que es denomina fotosíntesi C4, que permet a la planta continuar sent productiva sota altes temperatures.

Les suculentes, com els cactus i les atzavares, tenen un altre tipus anomenat fotosíntesi CAM, que les ajuda a sobreviure en deserts i altres zones amb poca aigua. Tant la C4 com la CAM tenen funcions diferents, però utilitzen la mateixa via bioquímica per actuar com a "complements" de la fotosíntesi normal.

El que fa única a la verdolaga és que posseeix ambdues adaptacions evolutives, la qual cosa li permet ser altament productiva i també molt tolerant a la sequera, una combinació improbable per a una planta. La majoria dels científics creien que el C4 i el CAM funcionaven de forma independent a les fulles de la verdolaga.

Tanmateix, l’equip de Yale, dirigit pels coautors i becaris postdoctorals José Moreno-Villena i Haoran Zhou, va dur a terme una anàlisi espacial de l’expressió gènica a les fulles de la verdolaga i va descobrir que l’activitat C4 i CAM estan totalment integrades. Operen a les mateixes cèl·lules, i els productes de les reaccions CAM són processats per la via C4. Aquest sistema proporciona nivells inusuals de protecció per a una planta C4 en temps de sequera.

Els investigadors també van construir models de flux metabòlic que van predir l’aparició d’un sistema integrat C4+CAM que reflecteix els seus resultats experimentals.

Els autors afirmen que la comprensió d’aquesta nova via metabòlica podria ajudar els científics a idear noves maneres de dissenyar cultius com el panís perquè puguin suportar sequeres prolongades.

"En termes d’enginyeria d’un cicle CAM en un cultiu C4, com el panís, encara hi ha molta feina per fer abans que això pugui ser una realitat --explica Edwards--. Però el que hem demostrat és que les dos vies poden integrar-se eficaçment i compartir productes. El C4 i la CAM són més compatibles del que havíem pensat, la qual cosa ens fa sospitar que hi ha moltes més espècies C4+CAM allà fora, esperant a ser descoberts."