Los genes del tomate no actúan de forma aislada, sino que conforman redes sofisticadas de comunicación que determinan la capacidad de la planta para sobrevivir en condiciones extremas. Un equipo internacional de investigadores ha logrado descifrar este intrincado sistema de diálogo genético, abriendo perspectivas revolucionarias para crear cultivos más resilientes en tiempos de cambio climático. Este avance, publicado en noviembre de 2025 en la revista especializada Plant Communications con cobertura de portada, desafía la vieja creencia de que mejorar una planta requiere únicamente encontrar y modificar un solo «gen milagroso».
Un mapa completo de cómo hablan los genes del tomate.
Durante más de una década, el paradigma en la mejora agrícola se ha basado en una premisa casi ingenua: aislar un gen responsable de características deseables y modificarlo. Sin embargo, la investigación liderada por Tomás Matus, del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio) —centro mixto de la Universidad de Valencia y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas— junto con Elena Vidal y José Miguel Álvarez del Núcleo Milenio Phytolearning de Chile, demuestra que la realidad es mucho más compleja.
El equipo ha analizado más de 10.000 conjuntos de datos de expresión génica procedentes de diferentes órganos del tomate y de variadas condiciones ambientales. El objetivo era reconstruir cómo se comunican entre sí los genes, identificando quién da las órdenes, quién responde y cómo cambia esa conversación según el órgano implicado: raíces, hojas, flores o frutos. «Lo que finalmente conseguimos fue entender quién da las órdenes, quién responde y cómo cambia esa conversación entre una raíz, una hoja o un fruto», explica Elena Vidal.
Este trabajo monumental ha generado lo que los investigadores denominan un «mapa funcional» del metabolismo del tomate. No se trata simplemente de un catálogo de genes, sino de una representación de las redes de comunicación que conectan millas de elementos genéticos. Dentro de esta compleja arquitectura, el equipo identificó los nodos más influyentes: aquellos genes que actúan como coordinadores maestros de la respuesta al estrés hídrico y en el desarrollo de los frutos.
Las raíces, las hojas y los frutos: un sistema de coordinación cómodo
Lo fascinante de este descubrimiento es que revela cómo diferentes partes de la planta se comunican de manera coordinada. Cuando una raíz detecta sequía, no simplemente «informa» a las hojas para que cierren sus estomas. La comunicación es mucho más sutil y multidireccional. Cada órgano organiza redes complejas de interacción en las que participan cientos o millas de genes, cada uno modulando su actividad en función de las señales que recibe de otros.
Esta visión sistémica es revolucionaria porque demuestra que modificar un único gen puede desencadenar efectos secundarios impredecibles en toda la red . Una mejora en la resistencia a la sequía, por ejemplo, podría afectar negativamente a la calidad del fruto oa la producción de nutrientes si no se considera el sistema completo. Por eso Matus subraya que «con esta información podemos diseñar estrategias de mejora genética más inteligentes, basadas en redes completas y no en hipótesis aisladas».
¿Qué significa esto para la agricultura del futuro?
En un contexto de cambio climático acelerado, donde las sequías se intensifican y las condiciones ambientales extremas se vuelven más frecuentes, entender estas redes de comunicación genética adquiere una importancia estratégica.Los cultivos enfrentan presiones sin precedentes, y la respuesta no puede limitarse a buscar soluciones genéticas aisladas.
En lugar de intentar encontrar el «gen milagroso» que resuelve todos los problemas, los investigadores ahora pueden identificar grupos de genes coordinados que trabajan juntos para producir la resiliencia que las plantas necesitan. «Adoptar una visión en red nos permite entender que en las plantas no hay nada que actúen de forma aislada, sino sistemas complejos de comunicación en los que cada gen influye en otros muchos», explica Matus.
Esta perspectiva es especialmente relevante en regiones donde la sequía es recurrente o en sistemas agrícolas que dependen de precipitaciones impredecibles. Al seleccionar variedades de tomate o de otras plantas basadas en redes completas de respuesta al estrés, los agricultores y los mejoradores podrían anticipar mejor cómo se comportarán estas plantas bajo presión y elegir aquellas con estrategias de resiliencia más eficientes.
Más allá del tomate: un modelo para otras plantas
Aunque este estudio se centra específicamente en el tomate (Solanum lycopersicum), los métodos y las conclusiones tienen implicaciones más amplias.El tomate es una de las hortalizas más cultivadas globalmente, y los principios de comunicación genética que rigen su funcionamiento son compartidos, en muchos aspectos, por otras plantas. Los investigadores han sentado las bases de un enfoque que puede aplicar a cultivos como el trigo, el maíz, la papa o la cebada.
La publicación en Plant Communications, una revista de alto impacto en el ámbito de la biología vegetal, acompañada por la cobertura en portada, subraya la relevancia científica y práctica de estos hallazgos. El equipo ha puesto a disposición de la comunidad científica el conocimiento generado, facilitando que otros investigadores desarrollen aplicaciones específicas para sus cultivos de interés.
Un cambio de mentalidad científica.
Lo que distingue a este trabajo de investigaciones anteriores es su adopción limpia de un pensamiento sistémico. Durante décadas, la biología molecular se ha caracterizado por analizar componentes individuales: un gen, una proteína, una reacción. Pero la investigación moderna, especialmente en contextos de crisis climática, exige una comprensión holística.
«Donde los cultivos enfrentan cada vez más condiciones extremas, entender estas redes puede ayudarnos a anticipar y seleccionar variedades con estrategias de resiliencia más eficientes, en lugar de centrarnos en un solo ‘gen milagroso’. Es una forma más realista y moderna de entender la biología vegetal ante el cambio climático», afirma Matus.
El Instituto de Biología Integrativa de Sistemas, como su propio nombre sugiere, está orientado precisamente hacia esta clase de investigación integral. En su TomsBio Lab, Matus y su equipo continúan explorando cómo las plantas comunican información a través de sus redes génicas, buscando constantemente nuevas formas de aplicar estos conocimientos al mejoramiento agrícola sostenible.
Implicaciones prácticas para el sector agrícola.
Los resultados de esta investigación tienen ramificaciones concretas. Los agricultores y las empresas de biotecnología agrícola pueden ahora acceder a herramientas más sofisticadas para la selección varietal. En lugar de confiar únicamente en características visibles o en pruebas fenotípicas aisladas, pueden considerar el perfil completo de resiliencia que confiere cada variedad de tomate.
Esto es especialmente relevante en España, donde el tomate es un cultivo de gran importancia económica y cultural. Las regiones productoras de tomate podrían beneficiarse de variedades desarrolladas con este enfoque de redes, asegurando mayor productividad incluso en años de sequía severa, sin comprometer la calidad del fruto que esperan los consumidores.
El hallazgo también tiene implicaciones para la sostenibilidad agrícola.. Cultivos más resilientes requieren menos intervención externa, menos riego, menos fertilizantes compensatorios. En un contexto de recursos hídricos limitados y de presión medioambiental, esto representa un avance significativo hacia una agricultura más responsable con el planeta.
Este estudio ejemplifica cómo la investigación científica fundamental, cuando se aborda con métodos rigurosos y pensamiento innovador, puede traducirse en beneficios tangibles para la sociedad. El tomate que llegaremos a nuestras mesas en los próximos años, potencialmente más resistente y de mejor calidad, será el resultado de decisiones tomadas hoy en laboratorios como el I2SysBio, donde se descifra pacientemente el lenguaje con el que hablan los genes.
