Imagínese alcanzar la rama de un árbol y arrancar una manzana que es inusualmente alta y estrecha, una variedad llamada Kandil Snap, originaria de la región del Mar Negro. En una fila arbórea adyacente, 11 árboles al norte, encontrará las igualmente exóticas manzanas Black Oxford de color púrpura oscuro, que se asemejan a grandes ciruelas.
Agregue más de 1,000 variedades más del género de frutas Malus, que es lleno de un arco iris de temática otoñal de rojo, naranja, amarillo, verde e incluso morado, a esta escena, y usted está en la Colección de Biodiversidad de Apple en el Valle de Annapolis de Nueva Escocia, Canadá.
Las manzanas no acabarán en tartas ni en cestas de mirones otoñales. En cambio, los científicos están trabajando para comprender la genética que da como resultado esta bonanza de diversidad de manzanas, con el objetivo final de mejorar la fruta de diferentes maneras: más sabrosa, más abundante, más resistente a las enfermedades y con una vida útil más larga frente a cambios. climas
“Es tremendo poder caminar a través de lo que es esencialmente las Naciones Unidas de las manzanas y ver la diversidad genética del mundo en un solo lugar”, dijo Sean Myles, quien comenzó la huerta en 2011, “y ese sentimiento se reemplaza rápidamente con un tremendo urgencia de hacer todo este trabajo”.
Puede que no te des cuenta, pero muchas manzanas populares en las tiendas de comestibles en los últimos años (Cosmic Crisps del estado de Washington, SnapDragons de Nueva York y Honeycrisps, originarias de Minnesota) se originaron con los esfuerzos de los científicos que examinaron las cualidades de diferentes tipos de manzanas y las cruzaron . Con unas 7500 variedades de manzanas en el mundo, hay mucho por descubrir. Las futuras generaciones de manzanas en las tiendas de comestibles pueden provenir de huertos de investigación como el de Nueva Escocia, que se encuentra entre los más nuevos.
El Dr. Myles no comenzó como un aficionado a los genes de las manzanas: es alérgico a las manzanas crudas, que le pican la boca a menos que estén cocidas. Anteriormente había trabajado en genética humana en la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford. En lugar de un amor por la fruta, su amor por su ahora esposa lo llevó a mudarse al Valle de Annapolis, donde ella hace vino. Debido a que el principal cultivo de la región eran las manzanas, el Dr. Myles se metió en el negocio de los genes de manzana. Se unió a la Facultad de Agricultura de la Universidad de Dalhousie en 2011 y obtuvo un puesto en la Cátedra de Investigación de Canadá con fondos para iniciar la Colección de Biodiversidad de Apple.
No existe un censo global de todos los esfuerzos para preservar la diversidad de manzanas. Un informe de 2019 publicado por Global Crop Diversity Trust encontró 40 colecciones de diversidad de manzanas en todo el mundo, con siete establecidas durante el siglo XXI, pero debido a que no era una lista completa, el huerto de Nueva Escocia no se incluyó. El informe también señala que más de la mitad de los 40 huertos encuestados se encuentran en América del Norte o Europa. Solo tres están en Asia Central y la región del Cáucaso, donde los científicos creen que se originaron muchas variedades de manzanas contemporáneas.
Para garantizar una mayor seguridad de la conservación a largo plazo de la diversidad de manzanas del mundo, el informe pide una organización mundial de quienes cultivan estas colecciones. Pero hoy, “sin duda estamos muy lejos de tener algún tipo de coordinación internacional para el mantenimiento de la diversidad de manzanas”, dijo el Dr. Myles.
En Estados Unidos, el Departamento de Agricultura de EE. UU. administra la colección de manzanas más diversa del país en Ginebra, Nueva York, que también se encuentra entre las más grandes del mundo, dijo Ben Gutiérrez, curador de la colección (el sitio también incluye uvas y cerezas). La mayoría de las más de 5000 variedades de manzanas se plantan en un huerto de 30 acres. El tejido de cada tipo de manzana se almacena en un congelador gigante para que, si el clima o las enfermedades dañan un árbol en particular, los investigadores puedan reintroducir esa variedad en el huerto.
Más de la mitad de los materiales de manzanas en la colección del USDA son silvestres, con casi 4000 muestras, incluidos árboles y semillas.
“Aunque no son inmediatamente atractivas desde la perspectiva de la calidad de la fruta, estas manzanas silvestres tienen un tremendo potencial de resistencia a enfermedades, adaptabilidad climática u otras características inesperadas de alto valor y son fundamentales para comprender la evolución de las especies de Malus y la historia de domesticación de las manzanas modernas”, dijo el Dr. dijo Gutiérrez.
En Nueva Escocia, la creación de Apple Biodiversity Collection fue un proceso laborioso de seis años. Se trataba de plantar 4.000 arbolitos, arrancarlos después de un año, conservarlos en aserrín húmedo en un frigorífico gigante durante el invierno, volver a plantarlos durante el próximo verano y luego esperar a que maduraran. El Dr. Myles y sus colegas colocaron etiquetas con nombres en cada árbol y esperaron.
Los canadienses colaboraron con el huerto del USDA en Ginebra, donde el enfoque es la conservación, para obtener las materias primas. Tener muchos de los mismos tipos en ambos lugares “da una idea de cómo se comportarían los árboles en sitios adicionales”, dijo el Dr. Gutiérrez. Agregó que debido a que el huerto de Nueva Escocia tiene un enfoque más de investigación, fue diseñado teniendo en cuenta la aleatorización, la replicación y otros factores, “para hacer que sus datos sean más relevantes”.
Al conservar una variedad diversa de manzanas y estudiar los fundamentos genéticos de varios rasgos, sitios como el de Nueva Escocia ayudan a ampliar el alcance de posibles manzanas futuras.
Manzanas más firmes. Más azucarado, o más ácido. Las manzanas pueden incluso tener pulpa roja en el interior, una tendencia “de moda” derivada de las manzanas silvestres de Kazajstán que son demasiado amargas para comer, dijo Francois Laurens de INRAE, el instituto nacional francés de investigación para la agricultura.
Cuando se trata de cocinar nuevas apariencias para una fruta que parece completamente horneada, las manzanas son más difíciles de trabajar que muchos otros cultivos debido a la espera de cinco a siete años antes de que un árbol produzca fruta. Y antes de que una nueva variedad llegue a los productores, los investigadores tardan unos 15 años en reproducir y probar una manzana determinada.
“Estamos hablando fácilmente de 20 a 25 años a partir de este año para que esas nuevas variedades realmente lleguen a los consumidores a lo grande”, dijo James Luby, profesor de ciencias hortícolas en la Universidad de Minnesota.
El reclamo del Dr. Luby a la fama de la manzana es su participación en Honeycrisp, desarrollado en el Centro de Investigación Hortícola de la Universidad de Minnesota en las décadas de 1960 y 1970. Comenzó en el centro en 1982, aproximadamente una década antes de que Honeycrisp llegara al mercado a principios de la década de 1990. En ese momento, dijo, algunos productores y “probablemente algunos periodistas” se mostraron escépticos de que se necesitaran nuevas manzanas.
“Cuando la probamos por primera vez, supimos que era algo muy diferente a lo que había en el mercado, ya sabes, ese tipo de crujiente explosiva, carne rota, era muy diferente”, dijo el Dr. Luby sobre la manzana Honeycrisp.
Honeycrisp y muchas otras manzanas comerciales se originaron a través de una técnica llamada hibridación controlada, que incluye tomar polen de un tipo de manzano y ponerlo en la flor de otro. La polinización cruzada produce una manzana híbrida, al igual que dos padres producen un hijo que comparte ambos rasgos genéticos, dijo Susan K. Brown, profesora de la Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas de la Universidad de Cornell, quien dirige el programa de mejoramiento de manzanas más antiguo del país. también en Ginebra.
Algunos éxitos recientes de manzanas del Dr. Brown, el especialista en investigación Kevin Maloney y su gran equipo de colaboradores en Cornell incluyen los tipos RubyFrost y SnapDragon, que se presentaron a los consumidores en 2013. Se comercializaron en asociación con Crunch Time Apple Growers of New York.
Firecracker, otra de las creaciones del grupo de Cornell, “fue uno de los muchos nombres sugeridos por los evaluadores y coincidía con la variedad por tener una explosión de sabor”, dijo el Dr. Brown.
Otros investigadores han buscado métodos de modificación genética, que alteran una variedad de manzana existente mediante la inserción de material genético. Algunos OMG que ya se venden incluyen Arctic Apples, con versiones “árticas” de las manzanas Fuji, Gala y Granny Smith.
Distinto de la modificación genética es CRISPR, una técnica que corta y edita genomas directamente. CRISPR puede volverse importante para el futuro de las manzanas y los alimentos en general. Por un lado, “cuando desea comprender la función de un gen, puede interrumpirlo utilizando CRISPR”, dijo David Chagne, del Instituto de Investigación de Plantas y Alimentos de Nueva Zelanda.
Ha habido algunos éxitos preliminares: un grupo italiano demostró en un estudio de 2019 que CRISPR podría usarse para reducir la susceptibilidad a la enfermedad del fuego bacteriano, por ejemplo.
Pero CRISPR no es un cuchillo mágico para pelar. Algunos países, como Nueva Zelanda, no permiten el uso de CRISPR para alimentos comerciales, dijo el Dr. Chagne. Otra dificultad para CRISPR es que regenerar una planta leñosa a partir de una sola célula no es fácil, dijo el Dr. Myles.
El grupo canadiense se está metiendo en el juego CRISPR, pero el desafío del largo período de desarrollo de la manzana también sigue siendo un obstáculo: incluso si el equipo del Dr. Myles puede editar una planta Honeycrisp que hace que la manzana sea un poco más sabrosa, tardará cinco años para que crezca la primera fruta de prueba.
“Puede pasar un tiempo antes de que la gente vea estas cosas en el estante de la tienda de comestibles”, dijo el Dr. Myles, “pero seguro que se avecina. Y nuestro grupo espera ser el que siente las bases para eso”.
Para caracterizar los sabores de manzana o para asegurarse de que las frutas estén listas para ser recolectadas, los investigadores deben probarlas personalmente. Al igual que los catadores de vino profesionales, los expertos en manzanas “muerden, mastican, prueban y escupen”, o de lo contrario se revuelven el estómago, dijo el Dr. Myles.
Sophie Watts, estudiante de doctorado de la Universidad de Dalhousie con el grupo del Dr. Myles, dijo que probablemente había probado alrededor de 800 de las manzanas del huerto “en nombre de la investigación”. La huerta tiene, por ejemplo, algunas manzanas con “toques de plátano, cítricos y hasta una llamada Cotton Candy que sabe exactamente a algodón de azúcar”, dijo.
Las muestras de las 75 manzanas silvestres del huerto “en su mayor parte, sabían bastante mal”, dijo.
La Sra. Watts también enfatizó el papel del laboratorio de Nueva Escocia en la preservación de la biodiversidad. “Es importante que mantengamos tanta diversidad de cultivos para que podamos apoyarnos en ellos para producir nuevas variedades que se adapten a nuestro mundo cambiante”, dijo.
El equipo del Dr. Myles ha realizado la secuenciación genética básica de todos los árboles de la Colección de biodiversidad de manzanas, lo que ha dado como resultado una serie de publicaciones que profundizan en los fundamentos genéticos de las características de las manzanas. El grupo ha identificado genes que regulan cuánto cambian las manzanas mientras se almacenan, por ejemplo.
Aun así, advierte el Dr. Myles, no existe una única modificación genética que transformará el mundo de las manzanas.
“Realmente desearía tener ese rasgo de noquearlo del parque”, dijo. “Ojalá pudiéramos hacer que supiera a plátano y pareciera un aguacate. Y, ya sabes, que rinda tres veces más y que sea resistente a todas las enfermedades”.
Añadió: “Vaya, ¿no sería increíble? Pero la ciencia no funciona de esa manera”.