La evolución de las malezas y su impacto en los sistemas agrícolas actuales

URETA, SOLEDAD; PANDOLFO, CLAUDIO EZEQUIEL; PRESOTTO, ALEJANDRO

Corrientes

Jornada; II Reunión Argentina de Biología Evolutiva; 2017

Instituto de Botánica del Nordeste

Las malezas son plantas adaptadas a los ambientes agrícolas que interfieren directa o indirectamente con la producción de cultivos, causando importantes pérdidas económicas en todo el mundo. Desde su advenimiento, la agricultura ha creado nuevos nichos ecológicos en ambientes fuertemente disturbados, desplazando la flora nativa y facilitando el contacto entre especies geográficamente separadas. Esto condujo a la evolución de plantas adaptadas a ambientes profundamente modificados. En numerosos casos las malezas tuvieron una evolución paralela a la de los cultivos, con quienes incluso comparten progenitores. Las complejas relaciones entre las especies domesticadas, sus malezas asociadas y los parientes silvestres involucran procesos de intercambio genético en todos los sentidos. La hibridación entre especies emparentadas es un mecanismo frecuentemente asociado a la generación de variabilidad para el desarrollo de las principales especies cultivadas. Este proceso también ha conducido a la emergencia de nuevas especies invasoras y al aumento de la agresividad de algunas malezas. En otros casos, el proceso inverso a la domesticación, denominado dedomesticación, ha conducido a la aparición de malezas ferales. En los últimos tiempos, el control químico de malezas ha sido la práctica de manejo predominante, pero la creciente aparición de biotipos resistentes amenaza su efectividad. Los herbicidas imponen una extrema presión de selección, dado que están diseñados para remover el 90-99% de la población de malezas. Como resultado, las plantas han evolucionado resistencia a los herbicidas usados comúnmente, y en la actualidad existen más de 251 especies resistentes a herbicidas.En la presente conferencia se abordarán estudios de caso sobre la evolución de malezas, realizados por el grupo de investigación de las cátedras de Producción Vegetal Extensiva y Genética Básica y Aplicada, del Departamento de Agronomía (UNS). Como ejemplo de maleza surgida por presión de selección se expondrá el caso del nabon (Raphanus sativus) resistente a herbicidas inhibidores de la enzima AHAS. Con respecto al flujo génico e hibridación cultivo-silvestre se utilizará como modelo al girasol silvestre (Helianthus annuus) y al nabo (Brassica rapa). Como ejemplo de feralidad se mencionará el escape de colza (Brassica napus) con resistencia transgénica a glifosato.Los trabajos llevados a cabo por nuestro grupo de investigación han demostrado la rápida evolución de biotipos de R. sativus con resistencia cruzada a herbicidas inhibidores de la enzima AHAS. La secuenciación en el gen de esta enzima confirmó un cambio puntual de aminoácido en las accesiones resistentes. La elevada presión de selección en los lotes en los cuales se originó el problema, sumada a la falta de rotaciones de cultivos y herbicidas llevaron a la dispersión de estos biotipos en todo el sudeste de la provincia de Buenos Aires. El flujo génico entre girasol cultivado y silvestre y entre poblaciones de B. rapa y el cultivo de colza fue confirmado mediante distintos métodos como la morfología, la fertilidad masculina, el contenido de ADN y la resistencia a herbicidas, entre otros. El riesgo de impacto ambiental inherente al empleo de variedades de ambos cultivos con resistencia a herbicidas es real, aunque la baja fertilidad de los híbridos podría atenuar el efecto y reducir la dispersión de estos biotipos. Por otra parte, un biotipo agrestal de H. annuus ha demostrado una alta capacidad de competencia con los cultivos. Este biotipo presenta evidencias de hibridación con el girasol cultivado, que habrían favorecido su adaptación a los ambientes agrícolas y aumentado su invasividad. Por último, se detectaron poblaciones naturales de B. napus y B. rapa con resistencia transgénica a glifosato. Este descubrimiento podría sugerir que el carácter provino de cultivos de colza transgénica realizados de manera informal en el país o de individuos ingresados como contaminante de semilla, e involucraría procesos de endo y exoferalidad. La presencia de estas poblaciones presenta un panorama complejo que involucra aspectos de impacto ambiental por la liberación en ambientes naturales del transgen.Estos casos son sólo una muestra de la capacidad adaptativa de las malezas y de cómo la rápida evolución en estas especies presenta un constante desafío a la agricultura moderna.