El uso y la importancia de los herbarios crecen con el cambio climático – Harvard Gazette

Hay más de 350.000 especies de plantas con flores en la Tierra, pero sólo 12 de ellas salvan a los humanos de la hambruna. Y, dice Charles Davis, es probable que dos de cada cinco especies de plantas se extingan en un futuro próximo debido al cambio climático causado por el uso de la tierra y las personas.

dijo Davis, profesor de biología orgánica y curador de plantas vasculares en los Herbarios y Bibliotecas de la Universidad de Harvard (HUH). «Y esta brecha de conocimiento se está ampliando porque las especies están desapareciendo rápidamente».

En el pasado, el estudio de colecciones como los herbarios era un esfuerzo de científicos individuales para comprender mejor la taxonomía, dijo Davis. Ahora, gracias a la genómica y la digitalización, equipos de investigadores que trabajan en colaboración en todo el mundo pueden acceder simultáneamente a herbarios y otras colecciones de historia natural para abordar grandes cuestiones, como si la naturaleza se recuperará de un mundo que se calienta rápidamente. Y un proyecto innovador en Harvard combina ese esfuerzo con plantas que tienen propósitos medicinales particulares.

«Comprender qué especies y dónde viven sigue siendo fundamental para el conocimiento biológico, pero ante la intensificación del uso de la tierra y el cambio climático, ahora estamos utilizando las colecciones de herbario de varias maneras nuevas e importantes», dijo Davis.

De los 450 millones de especímenes que se encuentran en casi 3.000 herbarios en todo el mundo, más de 5 millones se pueden encontrar en gabinetes metálicos en un edificio de ladrillo de cuatro pisos en Divinity Avenue conocido como el Herbario de la Universidad de Harvard, donde es supervisado por un equipo de investigadores. y archiveros. su curación y digitalización. La Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard coordinó recientemente un acuerdo de investigación de tres años con LVMH Recherche, Parfums Christian Dior y Harvard para respaldar el análisis genómico y la digitalización de colecciones de plantas medicinales en el Laboratorio Davis en Herbaria de Harvard. Hoy se publica en Current Biology un artículo que describe el proyecto recién financiado.

«Estamos generando recursos masivos para abordar realmente las preguntas más generales sobre estas importantes plantas para uso humano, que son fundamentales para las expansiones humanas y las trayectorias culturales», dijo Davis. «Hemos desarrollado un nuevo método para ‘codificar códigos de barras’ de especies, que aprovecha estas muestras y sofisticadas tecnologías de secuenciación de ADN e inteligencia artificial para mejorar la identificación de plantas medicinales en el campo. Y el proceso de digitalización se puede utilizar para hacer de todo, desde reconstruir ecosistemas antiguos y apuntar a patógenos microinvasivos que afectan la agricultura hasta describir nuevas especies.

Mientras Davis giraba la manija de compactación de uno de los gabinetes que probablemente contendrían los nenúfares encontrados en Nueva Inglaterra. Aframum angustifolium (cardamomo silvestre), que crece en África y Madagascar, se emocionó cuando entró por primera vez en el herbario de la Universidad de Michigan hace 30 años.

«He estado trabajando con colecciones de herbario durante mucho tiempo y, básicamente, su uso principal es recopilar un registro permanente de las especies de plantas con las que compartimos el planeta y comprender dónde viven. Y eso sigue siendo importante. Pero estas colecciones son ahora se utiliza para muchas cuestiones relacionadas con la conservación, la genómica y la bioquímica, y las plantas para uso humano. «Hay tantas preguntas que se pueden utilizar de muchas maneras diferentes. Y hay tantas maneras que ahora estoy más entusiasmado». que he enseñado en esta área en Harvard durante casi dos décadas», dijo.

Señala, como ejemplo, las plantas comunes en Nueva Inglaterra cuyo tiempo de floración está estrechamente relacionado con la temperatura de la tierra.

«Cuando llega la primavera antes, estas plantas empiezan a florecer antes. Pero para la gran mayoría de las especies de plantas que crecen en otras partes del mundo -especialmente en los trópicos- no sabemos cómo están respondiendo al calentamiento global. Por eso, el crowdsourcing es «Necesitamos recopilar estos datos e integrarlos en un ‘metaherbario global’ de big data. Y estamos tratando de incorporar el aprendizaje automático», afirmó.

El asistente de investigación y director del proyecto Jackson Kehoe ’22, estudiante de la clase de Davis sobre diversidad de plantas, se mostró entusiasmado con el proyecto, que reunirá una colección de importantes especies de plantas de todo el mundo que se han utilizado con fines medicinales a lo largo de la historia de la humanidad. Objetivos. «Todos tenemos ideas diferentes sobre lo que significa estar sano y cómo el sistema del cuerpo humano interactúa con las plantas para curar enfermedades. Y esa es una parte interesante de explorar del trabajo», dijo. «La enorme cantidad de datos que estamos Generar es aún más emocionante. A medida que pasan las semanas, las posibilidades de investigación se multiplican.

Davis señala que muchas de las 35.000 plantas medicinales conocidas no han sido evaluadas por su valor terapéutico en el sentido más tradicional, centrado en Occidente. «Jackson y yo buscábamos conexiones entre la farmacopea tradicional, no sólo Europa Occidental Desde un punto de vista médico Pero hay textos antiguos de la India y otros de China. Entonces, la idea aquí es que si estás en la India, puedes usar la especie X, pero en el Sudeste Asiático, la especie X no se cultiva, uno de sus parientes cercanos se usa de manera similar. Y luego podremos empezar a reconstruir las zonas calientes evolutivas de las plantas medicinales.

«Lo que la mayoría de la gente no se da cuenta es que al menos el 75 por ciento del mundo en desarrollo depende de medicinas naturales, la mayoría de las cuales son plantas enteras, partes de plantas o compuestos extraídos de plantas. Sin embargo, a pesar de su importancia, no hay muchos esfuerzos dirigidos a descubrir nuevas medicinas a partir de plantas u otras especies.

El uso de modelos digitalizados para construir modelos geográficos y ecoevolutivos permite a los científicos predecir cómo cambiará la distribución de las especies en diferentes escenarios de cambio climático: “¿Cuán seguras y adecuadas son las especies clave que han dado forma a las trayectorias culturales y las migraciones humanas? ¿Material genético recolectado y preservado que nos permita prevenir futuros desastres? Dijo Davis.

«Las plantas forman la matriz de toda la vida en la Tierra, proporcionando alimento, refugio y medicina a los humanos y a muchas otras especies, pero el 40 por ciento de ellas están al borde de la extinción», afirmó. «Aún no tenemos todos los resultados, pero supongo que hemos hecho un trabajo bastante pobre en la protección de estas importantes especies».