La Genética y la Agricultura Tropical

 

Autor: Ing. Fernando Hernández

Los genes es el código de la vida, es la forma en que los seres vivos transmiten de generación en generación la información que les permite ser exitosos y sobrevivir como especie, al reproducirse eficientemente a lo largo de los tiempos. Los cultivos agrícolas son exitosos y se reproducen de una manera impresionante en la medida en que satisfagan las necesidades humanas, en este documentos daremos una breve descripción de cómo funciona la genética en la agricultura y resaltaremos aspectos importantes que deben tomarse en cuenta por los agricultores para tener éxito en sus cultivos sin ser necesariamente profesionales en la materia.

 

La genética en la agricultura y la reproducción de las plantas

 

Las plantas se pueden reproducir de forma sexual o asexual, ambas formas han sido analizadas en el artículo sobre reproducción de las plantas.

En la reproducción asexual se transmiten los genes exactos del individuo madre y no existen padres masculinos, la descendencia es altamente uniforme, con prácticamente los mismos genes, en lo que se conoce como clonación vegetal y las diferencias entre madres e hijas, o entre hermanas, se deben a las mutaciones y al efecto del ambiente que analizaremos más adelante en este documento.

En la reproducción sexual, existe un padre que poliniza a una madre, que produce una semilla dentro de un fruto, que es el resultado de la recombinación de los genes del padre y de la madre, la descendencia por lo general no es uniforme y naturalmente tiende a la diversidad, los genes del padre y  de la madre pueden recombinarse de diferentes maneras produciendo individuos diferentes. Artificialmente por medio de selección se han purificado genéticamente los cultivos y se logra gran uniformidad, pero está lejos del 100% de uniformidad que en teoría se puede lograr con la reproducción asexual.

La reproducción sexual tiene dos variantes en la agricultura, hay especies como la caraota y el tomate que se poliniza a ellas mismas en forma preferente, por tener ambos sexos en una misma flor y son compatibles entre ellas. Las plantas de este grupo (tomate y caraota) se conocen como autogamas.

La flor de tomate mantiene la genética al polinizarse ella misma al tener ambos sexos en una flor

Por otro lado hay plantas conocidas como alogamas que necesariamente tienen que polinizar a otras plantas de la misma especie como el maíz por tener las estructuras masculinas (espigas) y femeninas (mazorcas) en sitios diferentes  o plantas como la parchita que tienen los dos sexos  en la misma flor pero son incompatibles entre si y un cigarrón debe llevar el polen de una flor a otra como se describe en el artículo sobre la polinización de la parchita, o finalmente como en el caso de la guanábana o el aguacate la polinización cruzada ocurre porque los sexos están fértiles en momentos diferentes del día.

Polinizando la parchita con el cigarron se transfieren los genes de los padres a las madres

 Las plantas autogamas tienden a ser genéticamente puras, muy parecidas a las plantas de reproducción asexual, ya que el padre y la madre es un solo individuo y las alogamas tienden a ser genéticamente diversas. Los genes que se agrupan en pares tienden a ser homocigotas (ambos genes iguales) en las plantas autogamas y heterocigotas (ambos genes diferentes) en las plantas alogamas.

 

Las mutaciones de las plantas y la genética en la agricultura.

 

Las plantas como todos los seres vivos sufren de mutaciones, en la reproducción de las células se transfieren los genes de una célula a sus hijas, como el proceso se repite mucho pueden ocurrir eventualmente errores que conducen a las mutaciones.

Las mutaciones pueden ocurrir también por sustancias químicas o por acción de los rayos cósmicos como los rayos gamma o por la radioactividad.

La mayoría de las mutaciones son malas y conducen a individuos inferiores que pronto son eliminados y no se llegan a reproducir. Eventualmente surgen mutaciones buenas que conducen a individuos superiores como los presentados en las películas de “Los hombres X” y si son seleccionados y reproducidos conducen a nuevas poblaciones de plantas mejoradas, un ejemplo es la Naranja California que proviene de una mutación y fue propagada vegetativamente por medio del injerto, otro ejemplo es la naranja Cara Cara que es una mutación obtenida en Venezuela de la Naranja California, la cual tiene la pulpa roja y mejor sabor.

La naranja California Roja es una mutación en la genética de la California amarilla

Muchas flores y plantas ornamentales se producen por mutaciones de plantas ornamentales, las hojas variegadas que tienen colores blancos y verdes en la naturaleza son consideradas formas inferiores que tienden a desaparecer, pero que el ser humano las reproduce por ser muy bonitas y embellecer los jardines.

El ambiente y la interacción con la genética de las plantas.

 

Si se riega y fertiliza adecuadamente una planta la misma será bella y producirá muchos frutos, por otro lado si no se la cuida a la planta, la mantiene sin riego y sin abono, esta planta no se desarrollará adecuadamente y su producción no será conveniente. Lo descrito anteriormente ocurre independientemente de la genética de la planta, incluso si son genéticamente iguales como las plantas provenientes de reproducción asexual. Esto es un ejemplo exagerado del efecto del ambiente en el fenotipo de las plantas, que es la combinación del genotipo (carga de genes) y del ambiente donde se desarrolla un individuo.

Un mismo individuo o clones (con carga genética igual como la naranja California) puede responder de una forma diferente a diversas condiciones ambientales y mostrarse con frutas más dulces o de color anaranjado más intenso en unas condiciones ambientales que en otras condiciones ambientales, incluso pueden responder en forma diferente si se trata de Naranja California o si usted tiene Naranja Valencia, esto se conoce como interacción genotipo con el  ambiente que también define el fenotipo.

En resumen el fenotipo que es como vemos la planta, así como el rendimiento y calidad de la cosecha es la suma de la genética, más el ambiente donde crece la planta, más la interacción que se produce entre el ambiente y la genética. 

Lo mencionado en el párrafo precedente lo  conocen los agricultores cuando dicen que las plantas no se dan igual en todas partes, que una semilla es buena para una zona y no para otra, o que no se puede sembrar la misma variedad todo el año y hay que seleccionar la que funciona mejor para la época de lluvias o para la época seca.

Expresiones genéticas de las plantas como clones, variedades e  híbridos.

 

Los clones son plantas genéticamente puras

Los clones son plantas provenientes de la reproducción asexual como enraizamiento de estacas como en el caso de las trinitarias y el cultivo de la mora, la reproducción asexual también puede hacerse por injertación como en el caso de las naranjas y muchos frutales, otras formas de reproducción asexual es con estructuras especializadas, los tubérculos en el caso de la papa, o los rizomas en el caso del cambur o el pasto estrella, estolones como en la fresa, etc. En todos estos casos las plantas hijas son iguales a sus madres y hermanas, la uniformidad del cultivo es muy alta y sólo varia el fenotipo de acuerdo al ambiente donde se cultive.

El correcto cultivo de la papa, produce las mejores condiciones ambientales para que la genética se exprese al máximo potencial

 Un lote de papa, variedad Kennebec, puede producir una cosecha diferente a otro lote, a pesar de recibir un excelente cuidado por parte del agricultor y ser sembrado en sitios con suelos y clima similares, todo esto debido a la incidencia de alguna enfermedad sistémica como hongos, bacterias  o virus en uno de los dos lotes de semilla que le resta productividad y no por diferencias genéticas.

Lo descrito en el párrafo anterior, motiva a las empresas que se dedican a la producción de semillas de plantas reproducidas por métodos asexuales, a tener especial cuidado en los aspectos fitosanitarios, también es importante el manejo que le demos por parte del agricultor  a las semillas para prevenir la propagación de enfermedades en las semillas, recomendamos leer el artículo de semilla de papa enferma.

Las variedades provienen de poblaciones genéticamente puras

Las variedades  son poblaciones de plantas muy uniformes genéticamente , las más fáciles de producir son las provenientes de plantas autogamas que  son mezclas de líneas genéticamente puras, las plantas alogamas como el maíz también pueden producir variedades si se siembran en forma aisladas a otras variedades y se evita el cruce, haciendo selección genética se logra identificar génes favorables y se logran variedades de alta producción. Las variedades de plantas alogamas son genéticamente más diversas que las variedades de plantas autogamas.

Las variedades se pueden reproducir manteniendo su pureza si los lotes de semilla se mantienen aislados de otras variedades, este es el aspecto más controlado por los entes reguladores en la producción de semillas de los gobiernos del mundo, en el caso de las variedades autogamas, no es tan complicado, pero en el caso de las variedades alogamas, si es muy importante. No debe haber menos de 180 metros entre un lote de una variedad de maíz y otra variedad para evitar el cruzamiento, también se acepta una diferencia de 15 días entre la floración de una variedad de maíz y la otra variedad para que no exista cruzamiento.

Cuando usted siembra un lote de maíz blanco y salen mazorcas con granos blancos y amarillos es un claro ejemplo que hubo un cruce de variedades, la misma puede ocurrir al momento de producir la semilla con la que se sembró el cultivo o que usted tiene un vecino que sembró maíz amarillo al mismo momento que usted a menos de 180 metros.

Cuidados fitopatológicos deben tomarse para no transmitir enfermedades por las semillas, pero la misma es menos estricta que en el caso de la reproducción asexual ya que muchas enfermedades no se transmiten por semillas y si lo hacen por vía vegetativa.

Los híbridos provienen del cruce de dos o mas variedades genéticamente puras.

Los híbridos son el cruce de dos variedades distintas, que se seleccionaron especialmente porque sus hijos producen frutos de mejor calidad y cantidad que sus padres. Cuando los hijos tienen cualidades superiores a sus padres (padres distintos) decimos que estamos en presencia del fenómeno de la heterosis.

La mejor forma que conocemos para explicar mejor la heterosis es referirnos a la mujer venezolana, que tantos premios de belleza ha obtenido a nivel mundial.

 Venezuela ha tenido la fortuna de recibir personas provenientes de distintas partes del mundo y a diferencia de Holanda o Estados Unidos donde las colonias de diversos países permanece unida, con pureza racial y cerrada en si misma, en Venezuela se han mezclado las razas y hay cruces de personas provenientes de distintas partes del mundo en lo que se conoce como mestizaje desde la época de la colonia y científicamente como hibridación.

La heterosis en Venezuela se presenta cuando se cruzan variedades (razas) de diferente origen y se obtienen individuos sobresalientes mejores que sus dos padres, la Miss Universo Estefanía Fernández por ejemplo es el producto del cruce de una mujer procedente de la República de Polonia,  con un venezolano del estado Mérida. En el caso de Gabriela Isler, ocurre lo mismo que con Estefanía, ya que su padre es de origen Suizo y su madre es de descendencia venezolana.

Los bellos ojos de Dayana Mendoza quien también fue Mis Universo, resaltan sobre una piel canela que delata la mezcla de razas y el apellido de nuestra primera Mis Universo  Maritza Sayalero, no es precisamente muy criollo, lo cual nos da idea de un cruce de razas y expresión de la heterosis en forma de belleza femenina.

Para el resto de los venezolanos que no tenemos la belleza de estas mujeres, podemos decir  como premio de consolación que la belleza no es el único factor donde se puede presentar la heterosis. También podemos ver heterosis en la inteligencia, en la picardía e incluso en la jovialidad que son tan comunes en Venezuela.

Volviendo a nuestro tema, la producción comercial de semillas de tomate, pimentón, repollo y muchas otras hortalizas se hace principalmente por híbridos, para aprovechar la heterosis, al igual que el caso de maíz y sorgo. Actualmente se está masificando la producción de híbridos de arroz a nivel mundial.

Un pimentón híbrido es mucho más grande y de mejor calidad que un pimentón variedad como California Wonder que prácticamente se están sembrando cada vez menos. La resistencia al uso de los híbridos proviene de la exigencia de mejores cuidados y una mayor dosis de abono que está acompañada de una mayor producción, todo esto se explica por la tasa de absorción de nutrientes expuesto en el artículo relacionado a cuanto fertilizar.

Otra resistencia al uso de híbridos es el hecho de que los hijos provenientes de plantas híbridas no mantienen las características de sus padres, por lo que la productividad y resistencia a enfermedades se pierde si el agricultor saca semilla por su cuenta de las frutas para un nuevo cultivo, por tal motivo  el agricultor se ve obligado a comprar siempre semilla nueva cada vez que va a renovar un cultivo, esto favorece enormemente a las empresas productoras de semilla, que siempre buscan eliminar las variedades de su portafolio de ventas  y ofrecer cada vez más híbridos.

A nivel mundial las empresas semilleras, se han ido convirtiendo en un oligopolio de empresas transnacionales y los gobiernos ven con preocupación la dependencia de la agricultura en pocas manos, si se corta el suministro de semillas en un momento dado, puede quebrar la agricultura de una nación, este proceso es una pérdida de soberanía en los países del mundo.

La genética, las semillas de los cultivos y los invernaderos

Dentro de los invernaderos deben sembrarse híbridos de alta producción, provenientes de casas comerciales serias o plantas reproducidas asexualmente con altos cuidados fitopatológicos. El alto valor de los invernaderos, incluyendo el costo de renovar los techos plásticos obliga a utilizar las mejores semillas, que casi siempre son las  más caras, para cultivar dentro de los invernaderos.

Las semillas de tomate para sembrar dentro de invernadero deben ser de la mejor calidad genética

Otro aporte de los invernaderos es la posibilidad de producir plantas libres de enfermedades para cultivar a campo abierto, cultivar papa dentro de un invernadero no es rentable para consumo fresco, pero si lo es para la producción de minitubérculos e incluso  tubérculos para la siembra a campo abierto.

En Venezuela se abre la posibilidad de hacer producción local semilla de papa y eliminar las importaciones, centros de investigación como el IDEA o la UCV tienen la posibilidad y protocolos para producir microtubérculos, que pueden  ser propagados hasta semilla comercial dentro de los invernaderos, en la pujante industria de invernaderos que se desarrolla en el occidente del estado Carabobo, de esta forma la semilla de papa estaría a tiempo y se reducirían los riesgos asociados a una semilla importada que llega tarde, tal como se describe en el artículo sobre el clima para el cultivo de papa.

La certificación de yemas libres e virus, se complementa con el cultivo dentro de invernaderos de plantas madres de cítricas, para la producción de varetas para extraer yemas, que serán injertadas en viveros comerciales y así reducir la incidencia de enfermedades como la exocortis y otros virus que tanto reducen el rendimiento de los frutales y le restan competitividad a la industria.

También puede desarrollarse cultivo de variedades propagados por semilla como el aji dulce, o la auyama con alto grado de pureza y sanidad fitopatológica para eliminar los problemas que se presentan en la producción comercial de estas hortalizas.

En resumen conocer el tipo de semilla que utiliza su cultivo y como se origina su genética le permite producir y manejar mejor su cultivo, seleccionar la mejor semilla le permite obtener mejor rendimiento, pero recuerde que el fenotipo expresado en kilos por hectárea de su producto no depende sólo de la genética y de la semilla, también depende del ambiente que son las condiciones de cultivo que le damos a nuestras siembras, si usted desea asesoramiento para estos temas recomendamos visitar nuestro programa de asistencia técnica por internet, si desea hacer alguna pregunta puntual puede hacerla a nuestro correo electrónico comentarios@agro-tecnologia-tropical.com

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