Aunque los tomates son botánicamente una baya, un tipo de fruta, estas delicias redondas y rojas (o anaranjadas) se consideran verduras con fines culinarios por su sabroso sabor. Sea cual sea la forma de cortarlo, rebanarlo o cortarlo en dados, es una fruta inusualmente versátil. En más de la mitad de los estados de EE.UU. y a nivel internacional se celebran festivales, juegos y degustaciones de tomate. Ira y George Gershwin incluso inmortalizaron la doble pronunciación del tomate en su canción de 1937, Let’s Call the Whole Thing Off, «…You like tomato and I like tomahto». Entonces, ¿qué más podemos aprender sobre ellos? Resulta que mucho.

Problemas y transformaciones del tomate

Las plagas, el estrés ambiental y las enfermedades han asolado este fruto durante milenios. El tizón temprano y tardío, la caída de la flor y la antracnosis, junto con otros hongos comunes y el estrés abiótico (la podredumbre de la flor y el hombro amarillo) son algunos de los muchos problemas que desafían al noble tomate.

Ese sabroso tomate rojo perfecto del verano no es un tomate cultivado en su estado ancestral. Si se retrocediera en el tiempo unos 6.000 años y se arrancara un tomate de la vid antes de los esfuerzos humanos por domesticarlo, se podría acabar en Ecuador o Perú comiendo pequeños tomates silvestres. Técnicamente, el ancestro silvestre directo del tomate cultivado es el Solanum pimpinellifolium. Estos pequeños frutos son un pariente cercano de los modernos que se recogen en los mercados de agricultores, en la bolsa de la CSA o en las tiendas de comestibles, pero son mucho más pequeños, como un tomate cherry muy pequeño. Hoy en día, algunos de nuestros grandes tomates rojos domesticados (como ‘Iron Lady’ y ‘Defiant’) han sido seleccionados genéticamente para resistir a las enfermedades, pero no siempre tienen el mejor sabor o textura. ¿Existe la posibilidad de seleccionar rasgos de resistencia a las enfermedades y a las plagas al tiempo que se mejora el sabor y el aspecto? La profesora Ana Caicedo y el estudiante de doctorado Jake Barnett creen que es muy posible que la haya.

¿Un reencuentro entre madre e hijo?

La evolución de los tomates silvestres ha captado el interés del estudiante de posgrado de la UMass Amherst Jacob ‘Jake’ Barnett. Su investigación de verano en 2019 ha tenido lugar en un nuevo invernadero de túnel alto en la Granja de Investigación y Educación de Cultivos y Animales de la Universidad en South Deerfield. Barnett está particularmente interesado en dos temas: la viabilidad del cultivo de tomates sudamericanos en Massachusetts y su resistencia a los insectos.

Entonces, ¿cómo se obtienen, plantan y estudian las semillas silvestres que cada vez son más difíciles de encontrar en la naturaleza? Barnett se puso en contacto con un banco de semillas de la Universidad de California Davis, conocido por su colección de especies silvestres y de mutantes utilizados para la investigación. A partir de los años 40, un investigador especialmente previsor, Charley Rick, reunió y almacenó semillas de especies de tomates silvestres, todas ellas originarias de Sudamérica. Estas especies ancestrales de tomate poseen colectivamente genes que proporcionan defensas genéticas naturales contra las plagas o capacidades para tolerar diversos tipos de estrés. Después de miles de años de reproducción, nuestros tomates domesticados, criados por el color y el tamaño, han perdido su capacidad natural de resistencia a las plagas. Barnett, en colaboración con la profesora Caicedo, ha llenado el túnel alto con 280 líneas de tomates sanos que cultivó a partir de 40 variedades de semillas.

Caicedo es la investigadora ideal para asesorar a Barnett debido a su prolongado interés por los atributos de estas plantas silvestres. En 2003 se doctoró en la Universidad de Washington en San Luis, donde su investigación se centró en la genética poblacional de los genes de resistencia a las enfermedades en los tomates silvestres.

El objetivo de Barnett es estudiar las especies de tomates silvestres y dos variedades comerciales, evaluando su capacidad de crecimiento en las condiciones de Massachusetts y su potencial resistencia a plagas y enfermedades.

Bióloga evolutiva y genetista

¿Bióloga o genetista? Como biólogo evolutivo, Caicedo es ambas cosas. Explica que la domesticación es un ejemplo de proceso evolutivo. Empezando por las plantas silvestres, el ser humano ejerce una presión selectiva sobre ellas, a menudo para obtener rasgos atractivos, y después de muchas generaciones termina con plantas domesticadas. Empezar con una cosa y terminar con otra… eso es la evolución y es su pasión. Para que se produzca un cambio evolutivo, tiene que haber cambios genéticos a lo largo del proceso. Un resultado de la domesticación es que las plantas se adaptan, es decir, se ajustan, al entorno cultivado. Las plantas domesticadas tienen que seguir evolucionando. El cambio climático es un ejemplo dramático de uno de los probables cambios ambientales a los que las plantas deben adaptarse.

Cuando los investigadores se hacen grandes preguntas sobre cómo han evolucionado las plantas, conectan los rasgos con la genética, es decir, el contenido del ADN. La información del ADN se utiliza para comprender cómo se relacionan los distintos grupos y poblaciones de plantas y cómo se diversifican. El ADN también determina qué características tienen las distintas plantas. Cuando se le pregunta de dónde proceden los tomates, Caicedo responde: «Todos los tomates silvestres son del oeste de Sudamérica. Sólo hay 13 especies de tomates silvestres que se dan en diferentes hábitats en Chile, Perú, Ecuador y las Islas Galápagos. Los Galápagos ofrecen un bello ejemplo de lo diversas que pueden ser las especies de tomates; estas especies puramente silvestres están estrechamente relacionadas con el diminuto Solanum pimpinellifolium rojo, pero se han separado de él durante milenios, lo que ha dado lugar a muchos rasgos diferentes.» Los investigadores tienen ahora la capacidad de editar los genes deseables: se puede pensar que es como usar unas tijeras de ADN para cortarlo de una variedad e insertarlo en otra. Es como la evolución en velocidad de urdimbre.

¿Por qué es tan importante la diversidad? Caicedo dice: «Las especies silvestres albergan rasgos útiles y deseables. Algunas son tolerantes a la sal, lo que podría ser muy útil a medida que nuestros suelos se empobrecen. Algunas toleran la sequía, especialmente importante con el cambio climático global. Las especies que toleran el frío, como algunos tomates silvestres que crecen en la cordillera de los Andes, han comenzado a utilizarse como portainjertos.

«Un fascinante tomate que crece prolíficamente en South Deerfield presenta un inusual tallo peludo. Esta especie (Solanum habrochaites) fabrica productos químicos antiinsectos y se elige como portainjerto porque también puede sobrevivir en condiciones duras y frías.

«Así que entender los diversos rasgos que existen y tratar de averiguar cuáles son útiles para el cultivo en el entorno del noreste de EE.UU., es otra razón de peso para investigar los tomates silvestres. Estamos sentando las bases para las direcciones que podemos seguir».

Investigando el tomate

De vuelta en South Deerfield, en su túnel alto, Barnett trabaja entre prósperas plantas de tomate, que casi duplican la altura de este alto investigador. Aunque las plantas están floreciendo dentro del túnel alto, el siguiente paso será ver si pueden crecer en el exterior, en un entorno natural. Está trabajando con una serie de especies silvestres con diferentes requisitos de crecimiento procedentes de diversos hábitats de Sudamérica. Algunas están adaptadas a las condiciones del desierto, otras prosperan en entornos extremadamente fríos. Los tomates de las islas crecen con una vegetación muy escasa, y un puñado de especies están adaptadas a los bosques. Mantenerlos a todos contentos no es trivial. Su investigación podría resultar útil en última instancia para la agricultura de Nueva Inglaterra.

Barnett también está explorando la producción de alcaloides (una categoría de drogas, como la cafeína) en los tomates. Todas las plantas de esta familia producen alcaloides (la «familia» incluye las patatas y las berenjenas). De especial relevancia es la tomatina, el alcaloide que producen los tomates. La tomatina protege a los frutos de los hongos y Barnett está explorando cómo el contenido de tomatina difiere entre las especies y si existe o no una relación entre el contenido de tomatina en las hojas de las plantas y en sus frutos.

Por último, está evaluando cómo han cambiado los colores de los frutos durante la evolución del tomate: por qué algunos frutos son rojos, otros naranjas o amarillos y otros son verdes cuando están maduros. Esto puede arrojar luz sobre cómo los animales esparcen las semillas (los pájaros se sienten más atraídos por el rojo mientras que los roedores por el amarillo, por lo que las semillas se esparcen de forma diferente). El contenido de azúcar y agua son rasgos que pueden afectar a la dispersión por parte de los animales.

El hilo conductor de la investigación de Caicedo y Barnett es la comprensión de la diversidad del tomate y la búsqueda de otros usos. Por ejemplo, los genes de resistencia a las enfermedades de varias especies silvestres se han introducido en los tomates cultivados que compramos en los supermercados. Hace décadas, la cosecha mecanizada de tomates domesticados fue posible gracias a la reproducción de un rasgo encontrado en los tomates silvestres de Galápagos que permite arrancar los frutos de la planta sin un tallo adherido.

Caicedo comentó: «Quiero saber cómo las especies de tomate se han adaptado a sus diversos entornos y se han vuelto diferentes. Todos los tomates gigantes cultivados proceden originalmente de adorables tomates diminutos. Eso me parece fascinante». La investigación sobre el tomate seguirá siendo importante, ya que ha evolucionado hasta convertirse en una de las frutas más deseadas y consumidas. Pero con la investigación del ADN y otras tecnologías disponibles hoy en día, probablemente no harán falta 6.000 años para que se escriba el siguiente gran capítulo.

– Universidad de Massachusetts Amherst

Foto superior: Jacob Barnett en el invernadero con altas plantas de tomate.