Los científicos realizaron un estudio masivo de ADN sobre cepas de hierba

Obviamente que la cannabis está en todos lados. Un análisis a 110 genomas de cannabis puso en perspectiva la historia de la humanidad y el cultivo de la planta.

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Cannabis sativa , la planta que ha regalado al mundo el cáñamo, la marihuana y muchas otras delicias terrenales, es un cultivo comercial moderno con una rica historia de cultivo que se remonta a miles de años. Pero aunque constantemente se crían nuevas variedades de cannabis para obtener efectos psicoactivos o medicinales, los orígenes del cannabis domesticado siguen siendo turbios, en parte debido a las restricciones legales que prohíben a los científicos adquirir muestras de plantas.

Un equipo internacional de científicos ha pasado años superando la burocracia sobre estas malas hierbas verdes para presentar “una visión global única de la domesticación de C. sativa “, junto con “valiosos recursos genómicos” para la investigación de sus razas modernas, según un estudio publicado el viernes en Science Advances .

Al analizar 110 genomas completos de C. sativa de todo el mundo, los investigadores rastrearon el cultivo de la planta hace más de 12 000 años. Sus resultados revelan que cuatro grupos genéticos de cannabis domesticado procedían de un solo origen ancestral en el noroeste de China, lo que desafía la opinión generalizada de que C. sativa surgió de un centro de domesticación de cultivos de Asia Central.

(A) Geographic distribution (i.e., sampling sites of feral plants or country of origin of landraces and cultivars) of the samples analyzed in this study. Color codes correspond to the four groups obtained in the phylogenetic analysis and shapes indicate domestication types. The two empty red squares symbolize drug-type cultivars obtained from commercial stores located in Europe and the United States. For sample codes, see table S1. (B) Maximum likelihood phylogenetic tree based on single-nucleotide polymorphisms (SNPs) at fourfold degenerate sites, using H. lupulus as outgroup. Bootstrap values for major clades are shown. (C) Bayesian model–based clustering analysis with different number of groups (K = 2 to 4). Each vertical bar represents one Cannabis accession, and the x axis shows the four groups. Each color represents one putative ancestral background, and the y axis quantifies ancestry membership. (D) Nucleotide diversity and population divergence across the four groups. Values in parentheses represent measures of nucleotide diversity (π) for the group, and values between pairs indicate population divergence (FST). (E) Principal component analysis (PCA) with the first two principal components, based on genome-wide SNP data. Colors correspond to the phylogenetic tree grouping.

La nueva investigación es “la encuesta más grande con genomas de orígenes tan diversos geográficamente y tipos de domesticación tan diversos”, incluidas plantas salvajes, variedades locales tradicionales y variedades cultivadas históricas y modernas, “que es necesaria para tal investigación comparativa del origen de la domesticación de una especie cultivada”, dijo el autor principal Luca Fumagalli, profesor de ecología y evolución en la Universidad de Lausana, en un correo electrónico.

De los 110 genomas recolectados para el estudio, 82 fueron muestras nuevas obtenidas de sitios de campo y tiendas comerciales en Suiza, China, India, Pakistán y Perú, así como del Instituto Vavilov de Recursos Fitogenéticos en San Petersburgo, Rusia. El equipo, dirigido por el biólogo Guangpeng Ren de la Universidad de Lanzhou, también volvió a analizar 28 genomas disponibles públicamente, la mayoría de los cuales pertenecían a razas norteamericanas.

“Es muy difícil obtener cáñamo y especialmente muestras de drogas y plantas salvajes”, que son “antiguas plantas domesticadas readaptadas al medio silvestre” de “países no occidentales, debido a restricciones legales”, señaló Fumagalli. Agregó que el equipo “tuvo que convencer y establecer colaboraciones con científicos locales en varios países clave” y confiar en el Instituto Vavilov “para obtener semillas originarias de muchos países donde la recolección de plantas de cannabis en el campo es difícil”.

“En general, esto tomó varios años”, dijo Fumagalli.

Afortunadamente, el tiempo y la energía del equipo valieron la pena, ya que el variado conjunto de genomas cuenta una historia fascinante sobre la historia de la domesticación y el cultivo de C. sativa . Según el estudio, dos linajes se separaron de las plantas de cannabis silvestre hace unos 12 000 años: el cannabis basal, que todavía existe como una especie silvestre en China y EE. y propiedades medicinales.

Hace unos 4000 años, ese segundo linaje se dividió nuevamente en dos grupos distintos: razas de cáñamo que se seleccionaron para la producción de fibra y razas de marihuana que se seleccionaron para la producción de cannabinoides como el tetrahidrocannabinol (THC), el principal compuesto psicoactivo de la planta. El cuarto linaje identificado por el equipo es una rama de la raza tipo droga que se volvió salvaje y ahora crece al sur del Himalaya. Mientras tanto, la planta de cannabis silvestre ancestral que dio origen a estos cuatro linajes probablemente se haya extinguido.

Los genes de los grupos del cáñamo y la marihuana ocultaban ideas interesantes, ya que ambos perdieron genes funcionales que habían estado presentes en sus ancestros polivalentes como resultado de su uso cada vez más especializado como fuente de fibra o como sustancia psicoactiva.

“Esto sugiere una situación ancestral (en las especies silvestres) con ambos genes en estado funcional, una situación intermedia justo antes o después del inicio de la domesticación (similar a lo que se observa hoy en las plantas del grupo Basal), y una pérdida progresiva de uno u otro gen después de que comenzó una fuerte selección divergente para plantas de tipo fibra o plantas de tipo droga”, explicó Fumagalli.

Sin embargo, quizás la mayor sorpresa fue el descubrimiento del grupo Basal, que incluye 14 plantas silvestres y variedades autóctonas recolectadas en China y dos plantas silvestres de los Estados Unidos que probablemente emigraron a través del océano en algún momento del siglo XIX.

“Un resultado inesperado fue la presencia de este grupo genético Basal, que no comprendía ninguna de las plantas domesticadas que hoy consideramos Cannabis sativa (cáñamo o marihuana)”, dijo Fumagalli. “Es un poco como descubrir una raza de perro desconocida hasta la fecha y genéticamente independiente del grupo genético que agrupa a todas las razas de perros descritas hoy en día en todo el mundo”.

Estudios previos basados en estudios de plantas silvestres han sugerido que C. sativa fue domesticada por primera vez por personas que vivían en Asia Central, pero Fumagalli y sus colegas proponen que el cultivo surgió de una región bastante estrecha del este de Asia en el noroeste de China, donde el escurridizo grupo Basal todavía crece Además de realizar más análisis genómicos de esta controvertida, querida y cada vez más influyente planta, los investigadores esperan rastrear la región exacta donde los humanos descubrieron y aprovecharon por primera vez sus muchos poderes.

“Claramente, esta es un área geográfica clave, y el muestreo adicional futuro aquí podría mostrar con mayor precisión dónde se distribuyen las plantas del grupo Basal”, concluyó Fumagalli.

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