Un equipo de científicos secuenció el genoma del café robusta ( Coffea canephora ), un hallazgo cuyo análisis sugiere que los genes responsables de la producción de cafeína no fueron heredados de un ancestro común, sino que se adquirieron, de forma independiente, durante la evolución de las plantas.
Descifrar el ADN de esta variedad también proporciona información para mejorar el cultivo de café, acelerar el desarrollo de nuevas variedades y aumentar la resistencia de las plantas ante plagas como la roya y los embates del cambio climático. El sabor y el aroma también podrían beneficiarse de este conocimiento genético. Este es el parecer del español Lorenzo Carretero para La Nación.
¿Cuáles son los hallazgos de esta investigación sobre la evolución de la cafeína en plantas?
Los hallazgos en relación con la evolución de la cafeína en plantas están, probablemente, entre los más interesantes revelados por este estudio. Encontramos que la cafeína es sintetizada en las hojas del café donde tiene propiedades insecticidas, así como en frutos y semillas, donde inhibe la germinación de especies competidoras.
Otra investigación reciente reveló que agentes polinizadores de la planta (como los humanos) tendían a desarrollar hábito para la cafeína. Así, por ejemplo también, las abejas que visitaban plantas productoras de cafeína tendían a regresar a esas mismas plantas con mayor frecuencia que a las que no lo producían.
”Nuestros resultados demuestran que el café, el té y el cacao adquirieron, de forma independiente, la maquinaria biosintética para producir cafeína. Es decir, que los genes responsables de la producción de cafeína no fueron heredados de un ancestro común, sino que se adquirieron, de forma independiente, durante la evolución. Esto representa un interesante ejemplo de un fenómeno conocido como “convergencia evolutiva”.
¿Se podría decir que la cafeína es una solución evolutiva?
Sí. Podríamos decir que la cafeína representa una solución biológica adquirida durante la evolución para realizar una serie de funciones concretas, como, por ejemplo, defenderse de insectos, inhibir la germinación de especies competidores y ‘fidelizar’ potenciales agentes polinizadores.
¿Cuál es esa maquinaria biosintética a la que usted se refiere?
La maquinaria biosintética a la que me refiero es básicamente el conjunto de enzimas que hacen posible la biosíntesis de la cafeína.
¿A qué es lo que se le llama la convergencia evolutiva?
Es un proceso por el que distintos grupos de organismos adquieren el mismo mecanismo para solucionar un problema concreto usando distintos caminos evolutivos. Y es que en biología no todas las soluciones son igualmente válidas y, por eso, la solución representada por la cafeína apareció, repetidamente, durante la evolución.
¿Qué podemos esperar tras descifrarse el genoma del café ( Coffea canephora ) en mejoras de las variedades? ¿Estos hallazgos podrían facilitar su cultivo?
De entre los resultados más relevantes desvelados por el genoma del café, está la observación de que, con respecto a otras especies de plantas, en el genoma del café aparecen expandidas familias concretas de genes relacionadas con defensa y metabolismo secundario como alcaloides (cafeína), fenilpropaponides (flavonoides) o isoprenoides (mentol). Todas estas son sustancias producidas por las plantas para interaccionar ecológicamente con el entorno y que confieren las propiedades de aroma y sabor al grano de café.
”Estos resultados referidos a la defensa y al metabolismo secundario, tienen implicaciones directas para estudiar mecanismos de resistencia a pestes de los cultivos del café como, por ejemplo, el hongo Hemileia vastatrix, responsable de la roya del café o para moldear la composición química del grano, respectivamente.
Hace más de una década, en Costa Rica se prohibió durante más de una década la producción del café robusta y solo se permite el café arábiga, por competitividad de precio. Aun así, podría ayudarme a explicarle a un amante del café costarricense, ¿cómo este avance científico influirá en el sabor o aroma del café de esa variedad?
La especie Coffea canephora (café robusta) fue escogida como modelo para secuenciar su genoma porque este es menos complejo y, por tanto, más adecuado para ser secuenciado. Mientras que el genoma de Coffea canephora es diploide (es decir, tiene dos copias del genoma). Por su parte, el Coffea arabica (café arábiga) es un alotetraploide.
”Esto es, que tiene cuatro copias del genoma (y doble número de cromosomas que Coffea canephora ), debido a que esta especie es un híbrido resultante del cruce entre Coffea canephora y una tercera especie del género Coffea ( Coffea eugenioides ). Sería necesario conocer el genoma del café arábiga para conocer con exactitud las bases genéticas del sabor o aroma de esa variedad. La comparación del genoma de las dos variedades de café cultivadas (robusta y arábiga) contribuirán, sin duda, a avanzar en el conocimiento de los muy diversos y ricos matices que caracterizan el sabor y el aroma del café.
Pero, entonces, ¿qué implicaciones tiene el estudio para un tomador de café?
Los resultados obtenidos, en este estudio, nos proporcionan las bases moleculares que confieren las propiedades de aroma y sabor al grano de café. Estos resultados referidos al metabolismo secundario tienen implicaciones directas para para moldear la composición química del grano, facilitando la obtención variedades que satisfagan las exigencias de un rango más amplio de consumidores y de la industria agroalimentaria.
En su opinión, ¿cuál es el aporte metodológico más importante de esta pesquisa científica?
La secuencia del genoma del café nos desvela qué tiene de extraordinario esta planta, cuáles son los rasgos genéticos que le imprimen su "personalidad" particular distinta a la de otros organismos. La secuencia del genoma del café representa un paso significativo para la mejora de la planta y su cultivo.