ABOUT THE SPEAKER
Jill Farrant - Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates.

Why you should listen

A professor of molecular and cell biology at the University of Cape Town (UCT) in South Africa, Jill Farrant researches the remarkable (and little known) world of resurrection plants. These are plants that can survive extreme drought, “resurrecting” when moistened or irrigated. If we can better understand their natural preservation mechanisms and their key protectants, she suggests, it could help us develop more drought-tolerant crops to feed populations in increasingly dry and arid climates around the world. Her research may also have medical applications.

Farrant was the African/Arab States recipient of the 2012 L'Oreal-UNESCO Award for Women in Science, one of only five scientists worldwide who were selected by an international jury as "researchers who will have a major impact on society and help light the way to the future." In 2009, she was awarded an A-rating by the National Research Foundation (the first female researcher at UCT ever to receive such a rating) as well as being made a member of the UCT College of Fellows.

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Jill Farrant | Speaker | TED.com
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Jill Farrant: How we can make crops survive without water

Jill Farrant: Cómo podemos hacer cultivos que sobrevivan sin agua

Filmed:
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Conforme la población mundial crezca y los efectos del cambio climático cobren mayor relieve, vamos a tener que alimentar a más personas utilizando menos tierra cultivable. La bióloga molecular Jill Farrant estudia un fenómeno peculiar que puede ayudar: "Las plantas de resurrección", plantas muy resistentes que aparentemente reviven de entre los muertos. ¿Podrían tener la solución para el cultivo de alimentos en un mundo más caliente y seco?
- Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates. Full bio

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00:12
I believe that the secretsecreto to producingproductor
extremelyextremadamente drought-toleranttolerante a la sequía cropscosechas,
0
840
4216
Creo que el secreto para producir
cultivos resistentes a la sequía,
que debemos lograr para dar
seguridad alimentaria al mundo,
00:17
whichcual should go some way
to providingsiempre que foodcomida securityseguridad in the worldmundo,
1
5080
3216
reside en las plantas de resurrección,
00:20
liesmentiras in resurrectionResurrección plantsplantas,
2
8320
2696
representadas aquí,
en un estado muy deshidratado.
00:23
picturedfotografiado here, in an extremelyextremadamente
droughtedsevera stateestado.
3
11040
3136
00:26
You mightpodría think
that these plantsplantas look deadmuerto,
4
14200
2856
Podrían pensar que estas
plantas están muertas,
pero no lo están.
00:29
but they're not.
5
17080
1296
Al darles agua,
00:30
Give them wateragua,
6
18400
1456
resucitarán, reverdecerán y comenzarán
a crecer, entre 12 y 48 horas.
00:31
and they will resurrectresucitar, greenverde up,
startcomienzo growingcreciente, in 12 to 48 hourshoras.
7
19880
5440
¿Por qué sugiero que la producción de
00:38
Now, why would I suggestsugerir
8
26320
1296
00:39
that producingproductor drought-toleranttolerante a la sequía cropscosechas
will go towardshacia providingsiempre que foodcomida securityseguridad?
9
27640
4440
cultivos tolerantes a la sequía
brindaría seguridad alimentaria?
00:45
Well, the currentcorriente worldmundo populationpoblación
is around 7 billionmil millones.
10
33040
3896
La población mundial actual
es de alrededor de 7 mil millones.
Y se estima que para el año 2050,
00:48
And it's estimatedestimado that by 2050,
11
36960
2496
vamos a ser entre 9 y 10
mil millones de personas,
00:51
we'llbien be betweenEntre 9 and 10 billionmil millones people,
12
39480
2696
con la mayor tasa de
crecimiento en África.
00:54
with the bulkabultar of this growthcrecimiento
happeningsucediendo in AfricaÁfrica.
13
42200
2880
00:57
The foodcomida and agriculturalagrícola
organizationsorganizaciones of the worldmundo
14
45880
2456
Las organizaciones agrícolas
de alimentos del mundo
han sugerido que es necesario
un aumento del 70%
01:00
have suggestedsugirió that we need
a 70 percentpor ciento increaseincrementar
15
48360
3136
en la producción agrícola actual
01:03
in currentcorriente agriculturalagrícola practicepráctica
16
51520
2176
para satisfacer esa demanda.
01:05
to meetreunirse that demanddemanda.
17
53720
1240
Ya que las plantas están
en la base de la cadena alimentaria,
01:07
GivenDado that plantsplantas
are at the basebase of the foodcomida chaincadena,
18
55720
2696
01:10
mostmás of that's going
to have to come from plantsplantas.
19
58440
2320
la mayor parte tendrá
que venir de las plantas.
01:13
That percentageporcentaje of 70 percentpor ciento
20
61360
2696
Ese porcentaje del 70 %
no tiene en cuenta los posibles
efectos del cambio climático.
01:16
does not take into considerationconsideración
the potentialpotencial effectsefectos of climateclima changecambio.
21
64080
4216
Esto está tomado de un estudio realizado
por Dai, publicado en 2011,
01:20
This is takentomado from a studyestudiar by DaiDai
publishedpublicado in 2011,
22
68320
4240
01:25
where he tooktomó into considerationconsideración
23
73240
1936
donde tomó en consideración
todos los efectos potenciales
del cambio climático
01:27
all the potentialpotencial effectsefectos
of climateclima changecambio
24
75200
2376
y señaló, entre otras cosas
01:29
and expressedexpresado them --
amongstentre other things --
25
77600
2136
el aumento de la aridez debido a
la sequía o lluvia poco frecuente.
01:31
increasedaumentado aridityaridez duedebido to lackausencia of rainlluvia
or infrequentinfrecuente rainlluvia.
26
79760
4616
Las zonas en rojo mostradas aquí,
01:36
The areasáreas in redrojo shownmostrado here,
27
84400
1776
son áreas que hasta hace poco
01:38
are areasáreas that untilhasta recentlyrecientemente
28
86200
2056
se habían utilizado con mucho
éxito para la agricultura,
01:40
have been very successfullyexitosamente
used for agricultureagricultura,
29
88280
3176
pero ya no más debido
a la falta de lluvias.
01:43
but cannotno poder anymorenunca más
because of lackausencia of rainfalllluvia.
30
91480
2400
01:46
This is the situationsituación
that's predictedpredicho to happenocurrir in 2050.
31
94640
2920
Esta es la situación que
se prevé ocurrirá en el 2050.
Gran parte de África, de hecho,
gran parte del mundo,
01:50
Much of AfricaÁfrica,
in facthecho, much of the worldmundo,
32
98840
2176
01:53
is going to be in troubleproblema.
33
101040
1896
va a tener problemas.
Tendremos que pensar en formas muy
inteligentes para producir alimentos.
01:54
We're going to have to think of some
very smartinteligente waysformas of producingproductor foodcomida.
34
102960
3656
Y de preferencia, cultivos
resistentes a la sequía.
01:58
And preferablypreferiblemente amongentre them,
some drought-toleranttolerante a la sequía cropscosechas.
35
106640
3296
También hay que recordar que en África
02:01
The other thing
to rememberrecuerda about AfricaÁfrica is
36
109960
2056
la mayor parte de su
agricultura es de secano.
02:04
that mostmás of theirsu agricultureagricultura is rainfedsecano.
37
112040
2800
02:08
Now, makingfabricación drought-toleranttolerante a la sequía cropscosechas
is not the easiestmás fácil thing in the worldmundo.
38
116080
3456
Hacer cultivos tolerantes a
la sequía no es cosa fácil.
Y la razón es el agua.
02:11
And the reasonrazón for this is wateragua.
39
119560
2416
El agua es esencial para
la vida en este planeta.
02:14
WaterAgua is essentialesencial to life on this planetplaneta.
40
122000
3136
Todos los organismos
vivos que metabolizan
02:17
All livingvivo, activelyactivamente
metabolizingmetabolizando organismsorganismos,
41
125160
4135
desde los microbios
hasta tú y yo,
02:21
from microbesmicrobios to you and I,
42
129320
2056
estamos compuestos
predominantemente de agua.
02:23
are comprisedcomprendido predominatelypredominantemente of wateragua.
43
131400
2336
Todas las reacciones de
la vida suceden en el agua.
02:25
All life reactionsreacciones happenocurrir in wateragua.
44
133760
2536
Y la pérdida de una pequeña cantidad
de agua resulta en la muerte.
02:28
And losspérdida of a smallpequeña amountcantidad
of wateragua resultsresultados in deathmuerte.
45
136320
3016
02:31
You and I are 65 percentpor ciento wateragua --
46
139360
2056
Tú y yo somos 65% agua,
si perdemos un 1%, morimos.
02:33
we loseperder one percentpor ciento of that, we diemorir.
47
141440
1720
02:35
But we can make behavioralcomportamiento
changescambios to avoidevitar that.
48
143840
2720
Pero podemos cambiar nuestro
comportamiento para evitarlo.
02:39
PlantsPlantas can't.
49
147920
1576
Las plantas no pueden.
Están atrapados en el suelo.
02:41
They're stuckatascado in the groundsuelo.
50
149520
1616
Por eso tienen un poco
más de agua que nosotros,
02:43
And so in the first instanceejemplo they have
a little bitpoco more wateragua than us,
51
151160
3376
casi un 95 % de agua,
02:46
about 95 percentpor ciento wateragua,
52
154560
1256
y pueden perder un
poco más que nosotros,
02:47
and they can loseperder
a little bitpoco more than us,
53
155840
2096
entre 10 % y 70 %,
dependiendo de la especie,
02:49
like 10 to about 70 percentpor ciento,
dependingdependiente on the speciesespecies,
54
157960
2960
02:54
but for shortcorto periodsperíodos only.
55
162000
1360
pero por periodos cortos solamente.
02:56
MostMás of them will eitherya sea try
to resistresistir or avoidevitar wateragua losspérdida.
56
164680
4176
La mayoría tratarán de resistir o
evitar la pérdida de agua.
Ejemplos extremos los podemos
encontrar en plantas suculentas.
03:00
So extremeextremo examplesejemplos of resistorsresistencias
can be foundencontró in succulentssuculentas.
57
168880
3936
Tienden a ser pequeñas, muy atractivas,
03:04
They tendtender to be smallpequeña, very attractiveatractivo,
58
172840
2816
pero se aferran a su
agua a tan alto costo
03:07
but they holdsostener ontosobre theirsu wateragua
at suchtal great costcosto
59
175680
2736
que crecen muy lentamente.
03:10
that they growcrecer extremelyextremadamente slowlydespacio.
60
178440
2000
03:13
ExamplesEjemplos of avoidanceevitación of wateragua losspérdida
are foundencontró in treesárboles and shrubsarbustos.
61
181440
4576
Los árboles y arbustos
evitan la pérdida de agua.
Envían raíces muy profundas,
03:18
They sendenviar down very deepprofundo rootsraíces,
62
186040
1576
minan suministros de
agua subterráneos
03:19
minemía subterraneansubterráneo wateragua suppliessuministros
63
187640
1696
y mantienen el flujo en todo momento,
03:21
and just keep flushingenrojecimiento
it throughmediante them at all timesveces,
64
189360
2456
03:23
keepingacuerdo themselvessí mismos hydratedhidratado.
65
191840
1856
manteniéndose hidratados.
El de la derecha es un baobab.
03:25
The one on the right is calledllamado a baobabbaobab.
66
193720
1976
También se le llama el árbol al revés,
03:27
It's alsoademás calledllamado the upside-downal revés treeárbol,
67
195720
2056
simplemente porque la proporción de
las raíces con las ramas es tan grande
03:29
simplysimplemente because the proportionproporción
of rootsraíces to shootsbrotes is so great
68
197800
3776
que parece que el árbol
se plantó al revés.
03:33
that it looksmiradas like the treeárbol
has been plantedplantado upsideboca arriba down.
69
201600
2696
Y, por supuesto, se requieren las raíces
para la hidratación de esa planta.
03:36
And of coursecurso the rootsraíces are requirednecesario
for hydrationhidratación of that plantplanta.
70
204320
3240
03:40
And probablyprobablemente the mostmás commoncomún strategyestrategia
of avoidanceevitación is foundencontró in annualsanuales.
71
208760
4520
Y probablemente la estrategia más común
se encuentra en las plantas anuales.
03:45
AnnualsAnuales make up the bulkabultar
of our plantplanta foodcomida suppliessuministros.
72
213840
3176
Las anuales son la mayoría
de nuestros alimentos vegetales.
En la costa oeste de mi país,
03:49
Up the westOeste coastcosta of my countrypaís,
73
217040
1696
durante gran parte del año
no se ve mucha vegetación.
03:50
for much of the yearaño
you don't see much vegetationvegetación growthcrecimiento.
74
218760
3536
Pero al llegar las lluvias
de primavera, se ve esto:
03:54
But come the springprimavera rainslluvias, you get this:
75
222320
2656
flores en el desierto.
03:57
floweringfloración of the desertDesierto.
76
225000
1240
03:59
The strategyestrategia in annualsanuales,
77
227000
1856
La estrategia de las plantas anuales,
es crecer solo en la temporada de lluvias.
04:00
is to growcrecer only in the rainylluvioso seasontemporada.
78
228880
2360
04:03
At the endfin of that seasontemporada
they produceProduce a seedsemilla,
79
231960
2296
Al final de esa temporada
producen semillas,
que están secas, con
entre 8% y 10% de agua,
04:06
whichcual is dryseco, eightocho to 10 percentpor ciento wateragua,
80
234280
2816
pero muy vivas.
04:09
but very much aliveviva.
81
237120
1656
Y cualquier a cosa que esté
seca y aún con vida,
04:10
And anything that is
that dryseco and still aliveviva,
82
238800
2896
la llamamos tolerante a la desecación.
04:13
we call desiccation-toleranttolerante a la desecación.
83
241720
1480
En estado desecado,
04:15
In the desiccateddisecado stateestado,
84
243840
1416
las semillas pueden sobrevivir en
condiciones extremas
04:17
what seedssemillas can do
is liementira in extremesextremos of environmentambiente
85
245280
2656
por períodos prolongados de tiempo.
04:19
for prolongedprolongado periodsperíodos of time.
86
247960
1656
con la siguiente temporada de lluvias,
04:21
The nextsiguiente time the rainylluvioso seasontemporada comesproviene,
87
249640
2216
germinan y crecen,
04:23
they germinategerminar and growcrecer,
88
251880
1496
y todo el ciclo comienza de nuevo.
04:25
and the wholetodo cycleciclo just startsempieza again.
89
253400
1880
04:28
It's widelyextensamente believedcreído that the evolutionevolución
of desiccation-toleranttolerante a la desecación seedssemillas
90
256120
4056
Se cree ampliamente que la evolución
de semillas tolerantes a la desecación
permitió la colonización y la expansión
04:32
allowedpermitido the colonizationcolonización and the radiationradiación
91
260200
2176
de plantas con flores o
angiospermas, hacia la tierra.
04:34
of floweringfloración plantsplantas,
or angiospermsangiospermas, ontosobre landtierra.
92
262400
3520
04:38
But back to annualsanuales
as our majormayor formformar of foodcomida suppliessuministros.
93
266960
3160
Regresemos a que las anuales son nuestro
principal suministro de alimentos.
04:42
WheatTrigo, ricearroz and maizemaíz formformar 95 percentpor ciento
of our plantplanta foodcomida suppliessuministros.
94
270800
4720
El trigo, el arroz y el maíz forman el
95% de nuestros alimentos vegetales.
04:48
And it's been a great strategyestrategia
95
276480
1536
Y ha sido una buena estrategia
porque en poco tiempo se pueden
producir muchas semillas.
04:50
because in a shortcorto spaceespacio of time
you can produceProduce a lot of seedsemilla.
96
278040
3176
Las semillas son ricas en energía
y hay gran cantidad de calorías,
04:53
SeedsSemillas are energy-richrico en energía
so there's a lot of foodcomida caloriescalorías,
97
281240
2620
04:55
you can storealmacenar it in timesveces of plentymucho
for timesveces of faminehambruna,
98
283884
3920
se pueden almacenar en tiempos de
abundancia para los tiempos de escasez,
05:00
but there's a downsidedesventaja.
99
288480
1240
pero hay un inconveniente.
05:02
The vegetativevegetativo tissuestejidos,
100
290560
1376
Los tejidos vegetales,
las raíces y hojas de
las plantas anuales,
05:03
the rootsraíces and leaveshojas of annualsanuales,
101
291960
2176
no tienen por sí solas
05:06
do not have much
102
294160
1256
características inherentes
de resistencia o tolerancia.
05:07
by way of inherentinherente resistanceresistencia,
avoidanceevitación or tolerancetolerancia characteristicscaracterísticas.
103
295440
4096
Simplemente no las necesitan.
05:11
They just don't need them.
104
299560
1296
Crecen en temporada de lluvias
05:12
They growcrecer in the rainylluvioso seasontemporada
105
300880
1416
05:14
and they'veellos tienen got a seedsemilla
to help them survivesobrevivir the restdescanso of the yearaño.
106
302320
3376
y tienen una semilla para
sobrevivir el resto del año.
05:17
And so despiteA pesar de concertedconcertado
effortsesfuerzos in agricultureagricultura
107
305720
2696
Y así, a pesar de los esfuerzos
conjuntos en la agricultura
05:20
to make cropscosechas with improvedmejorado propertiespropiedades
108
308440
2536
para hacer cultivos con
propiedades mejoradas
de resistencia, evasión y tolerancia,
05:23
of resistanceresistencia, avoidanceevitación and tolerancetolerancia --
109
311000
2176
particularmente la resistencia
y la evasión
05:25
particularlyparticularmente resistanceresistencia and avoidanceevitación
110
313200
1896
05:27
because we'venosotros tenemos had good modelsmodelos
to understandentender how those work --
111
315120
2896
porque hemos tenido buenos modelos
para entender cómo funcionan,
05:30
we still get imagesimágenes like this.
112
318040
2336
todavía nos llegan imágenes como esta.
Cosecha de maíz en África,
05:32
MaizeMaíz cropcultivo in AfricaÁfrica,
113
320400
1456
dos semanas sin lluvia
05:33
two weekssemanas withoutsin rainlluvia
114
321880
1416
y está muerta.
05:35
and it's deadmuerto.
115
323320
1200
05:37
There is a solutionsolución:
116
325560
1240
Hay una solución:
05:39
resurrectionResurrección plantsplantas.
117
327520
1240
plantas de resurrección.
05:41
These plantsplantas can loseperder 95 percentpor ciento
of theirsu cellularcelular wateragua,
118
329320
3776
Estas plantas pueden perder
el 95% de su agua celular,
permanecer en un estado seco,
muerto, durante meses o años,
05:45
remainpermanecer in a dryseco, dead-likemuerta stateestado
for monthsmeses to yearsaños,
119
333120
3856
y al darles agua,
05:49
and give them wateragua,
120
337000
1736
reverdecen y comienzan
a crecer de nuevo.
05:50
they greenverde up and startcomienzo growingcreciente again.
121
338760
1880
05:53
Like seedssemillas, these are
desiccation-toleranttolerante a la desecación.
122
341560
3296
Como las semillas, son
tolerantes a la desecación.
Como las semillas, pueden soportar
condiciones ambientales extremas.
05:56
Like seedssemillas, these can withstandresistir a extremesextremos
of environmentalambiental conditionscondiciones.
123
344880
4120
06:01
And this is a really rareraro phenomenonfenómeno.
124
349760
2016
Y es un fenómeno muy raro.
Solo hay 135 especies de plantas
con flores que pueden hacer esto.
06:03
There are only 135 floweringfloración
plantplanta speciesespecies that can do this.
125
351800
4376
Voy a mostrarles un vídeo
06:08
I'm going to showespectáculo you a videovídeo
126
356200
1416
del proceso de resurrección
de estas tres especies
06:09
of the resurrectionResurrección processproceso
of these threeTres speciesespecies
127
357640
2616
en ese orden.
06:12
in that orderorden.
128
360280
1216
Y en la parte inferior,
06:13
And at the bottomfondo,
129
361520
1256
hay un eje de tiempo para
que puedan ver lo rápido que pasa.
06:14
there's a time axiseje
so you can see how quicklycon rapidez it happenssucede.
130
362800
2736
06:56
(ApplauseAplausos)
131
404160
2040
(Aplausos)
07:02
PrettyBonita amazingasombroso, huh?
132
410240
1536
Bastante impresionante, ¿cierto?
Me he pasado los últimos 21 años
tratando de entender cómo lo hacen.
07:03
So I've spentgastado the last 21 yearsaños
tryingmolesto to understandentender how they do this.
133
411800
4216
¿Cómo se secan estas plantas sin morir?
07:08
How do these plantsplantas dryseco withoutsin dyingmoribundo?
134
416040
2400
07:11
And I work on a varietyvariedad
of differentdiferente resurrectionResurrección plantsplantas,
135
419080
2776
Y trabajo con diferentes
plantas de resurrección,
mostradas aquí en los
estados hidratados y secos,
07:13
shownmostrado here in the hydratedhidratado and dryseco statesestados,
136
421880
2416
por distintas razones.
07:16
for a numbernúmero of reasonsrazones.
137
424320
1456
Una es que cada una de estas
plantas sirve como modelo
07:17
One of them is that eachcada
of these plantsplantas servessirve as a modelmodelo
138
425800
2856
para un cultivo que me gustaría
hacer tolerante a la sequía.
07:20
for a cropcultivo that I'd like
to make drought-toleranttolerante a la sequía.
139
428680
2376
En el extremo superior izquierdo,
por ejemplo, es una hierba,
07:23
So on the extremeextremo topparte superior left,
for exampleejemplo, is a grasscésped,
140
431080
2936
se llama Eragrostis nindensis,
07:26
it's calledllamado EragrostisEragrostis nindensisnindensis,
141
434040
2256
tiene un pariente cercano
llamado Eragrostis tef...
07:28
it's got a closecerca relativerelativo
calledllamado EragrostisEragrostis teftef --
142
436320
2376
muchos sabrán que "teff"
07:30
a lot of you mightpodría know it as "teffteff" --
143
438720
2016
es un alimento básico en Etiopía,
07:32
it's a staplegrapa foodcomida in EthiopiaEtiopía,
144
440760
1736
libre de gluten,
07:34
it's gluten-freesin gluten,
145
442520
1256
y es algo que nos gustaría
hacer tolerante a la sequía.
07:35
and it's something we would like
to make drought-toleranttolerante a la sequía.
146
443800
3016
07:38
The other reasonrazón for looking
at a numbernúmero of plantsplantas,
147
446840
2416
La otra razón para examinar
varias plantas,
es que, al menos inicialmente,
07:41
is that, at leastmenos initiallyinicialmente,
148
449280
1376
07:42
I wanted to find out:
do they do the samemismo thing?
149
450680
2256
quería averiguar: ¿hacen lo mismo?
¿todas utilizan los mismos mecanismos
07:44
Do they all use the samemismo mechanismsmecanismos
150
452960
1696
07:46
to be ablepoder to loseperder
all that wateragua and not diemorir?
151
454680
2576
para ser capaces de perder
toda esa agua y no morir?
Hice lo que llamamos un enfoque
de la biología de sistemas
07:49
So I undertookemprendió what we call
a systemssistemas biologybiología approachenfoque
152
457280
2696
con el fin de obtener
una comprensión global
07:52
in orderorden to get
a comprehensiveexhaustivo understandingcomprensión
153
460000
2176
de la tolerancia a la desecación,
07:54
of desiccationdesecación tolerancetolerancia,
154
462200
2016
en donde nos fijamos en todo
07:56
in whichcual we look at everything
155
464240
1456
desde la molécula a la planta entera,
el nivel ecofisiológico.
07:57
from the molecularmolecular to the wholetodo plantplanta,
ecophysiologicalecofisiológico levelnivel.
156
465720
2912
Por ejemplo nos fijamos en
08:00
For exampleejemplo we look at things like
157
468657
1634
los cambios en la anatomía
de las plantas al secarse
08:02
changescambios in the plantplanta anatomyanatomía
as they driedseco out
158
470316
2197
y su ultraestructura.
08:04
and theirsu ultrastructureultraestructura.
159
472537
1239
Vemos el transcriptoma, que es
solo un término para una tecnología
08:05
We look at the transcriptometranscriptoma,
whichcual is just a termtérmino for a technologytecnología
160
473800
3176
con la que analizamos los genes
08:09
in whichcual we look at the genesgenes
161
477000
1416
que se activan o se apagan
por la desecación.
08:10
that are switchedcambiado on or off,
in responserespuesta to dryingel secado.
162
478440
2416
La mayoría de los genes codifican
proteínas, así que vemos el proteoma.
08:12
MostMás genesgenes will codecódigo for proteinsproteínas,
so we look at the proteomeproteoma.
163
480880
3216
¿Cuáles son las proteínas
producidas en respuesta al secado?
08:16
What are the proteinsproteínas madehecho
in responserespuesta to dryingel secado?
164
484120
2400
08:19
Some proteinsproteínas would codecódigo for enzymesenzimas
whichcual make metabolitesmetabolitos,
165
487480
3896
Algunas proteínas codifican
enzimas que hacen metabolitos,
así que nos fijamos en el metaboloma.
08:23
so we look at the metabolomemetaboloma.
166
491400
1576
08:25
Now, this is importantimportante
because plantsplantas are stuckatascado in the groundsuelo.
167
493000
3296
Esto es importante porque
las plantas están sujetas al suelo.
Utilizan lo que yo llamo un arsenal
químico altamente sintonizado
08:28
They use what I call
a highlyaltamente tunedafinado chemicalquímico arsenalarsenal
168
496320
4096
para protegerse de todas
las tensiones de su entorno.
08:32
to protectproteger themselvessí mismos from all
the stressesestreses of theirsu environmentambiente.
169
500440
3416
Así que es importante ver
08:35
So it's importantimportante that we look
170
503880
1496
los cambios químicos
implicados en el secado.
08:37
at the chemicalquímico changescambios
involvedinvolucrado in dryingel secado.
171
505400
2440
08:40
And at the last studyestudiar
that we do at the molecularmolecular levelnivel,
172
508520
2656
Y en el último estudio que
hacemos a nivel molecular,
nos fijamos en el lipidome,
08:43
we look at the lipidomelipidoma --
173
511200
1256
08:44
the lipidlípido changescambios in responserespuesta to dryingel secado.
174
512480
2055
el lípido cambia en respuesta al secado.
Y eso es también importante
08:46
And that's alsoademás importantimportante
175
514559
1257
08:47
because all biologicalbiológico membranesmembranas
are madehecho of lipidslípidos.
176
515840
2815
porque todas las membranas
biológicas están hechas de lípidos.
08:50
They're heldretenida as membranesmembranas
because they're in wateragua.
177
518679
2577
Se usan como membranas
porque están en el agua.
Al quitar el agua, estas
membranas se destruyen.
08:53
Take away the wateragua,
those membranesmembranas fallotoño apartaparte.
178
521280
2240
08:56
LipidsLípidos alsoademás actacto as signalsseñales
to turngiro on genesgenes.
179
524240
3040
Los lípidos también actúan como
señales para activar genes.
09:00
Then we use physiologicalfisiológico
and biochemicalbioquímico studiesestudios
180
528200
2696
Luego usamos estudios
fisiológicos y bioquímicos
para tratar de entender la función
de los protectores putativos
09:02
to try and understandentender
the functionfunción of the putativeputativo protectantsprotectores
181
530920
3216
que descubrimos en nuestros
otros estudios.
09:06
that we'venosotros tenemos actuallyactualmente discovereddescubierto
in our other studiesestudios.
182
534160
2936
Y entonces utilizamos todo
eso para tratar de entender
09:09
And then use all of that
to try and understandentender
183
537120
2176
09:11
how the plantplanta copeshace frente
with its naturalnatural environmentambiente.
184
539320
2320
cómo la planta enfrenta
su entorno natural.
09:15
I've always had the philosophyfilosofía that
I needednecesario a comprehensiveexhaustivo understandingcomprensión
185
543480
4336
Siempre he tenido la filosofía de que
necesitaba una comprensión global
de los mecanismos de
tolerancia a la desecación
09:19
of the mechanismsmecanismos of desiccationdesecación tolerancetolerancia
186
547840
2256
para hacer una aportación significativa
para una aplicación biótica.
09:22
in orderorden to make a meaningfulsignificativo suggestionsugerencia
for a bioticbiótico applicationsolicitud.
187
550120
3840
Estoy segura de que algunos
están pensando,
09:27
I'm sure some of you are thinkingpensando,
188
555000
1656
09:28
"By bioticbiótico applicationsolicitud,
189
556680
1256
"Mediante recurso biótico,
09:29
does she mean she's going to make
geneticallygenéticamente modifiedmodificado cropscosechas?"
190
557960
2920
¿significa que va a hacer cultivos
modificados genéticamente?"
09:34
And the answerresponder to that questionpregunta is:
191
562240
1696
Y la respuesta es:
depende de su definición
de modificación genética.
09:35
dependsdepende on your definitiondefinición
of geneticgenético modificationmodificación.
192
563960
2381
Todos los cultivos que comemos
hoy en día, trigo, arroz, maíz,
09:39
All of the cropscosechas that we eatcomer todayhoy,
wheattrigo, ricearroz and maizemaíz,
193
567200
2816
están muy modificados genéticamente
de sus antepasados,
09:42
are highlyaltamente geneticallygenéticamente modifiedmodificado
from theirsu ancestorsantepasados,
194
570040
3216
pero no los consideramos así
09:45
but we don't considerconsiderar them GMGM
195
573280
1976
porque se producen
con el cultivo convencional.
09:47
because they're beingsiendo producedproducido
by conventionalconvencional breedingcría.
196
575280
2640
Si se refieren a poner genes de plantas
de resurrección en los cultivos,
09:50
If you mean, am I going to put
resurrectionResurrección plantplanta genesgenes into cropscosechas,
197
578880
3776
la respuesta es sí.
09:54
your answerresponder is yes.
198
582680
1296
Durante todo este tiempo,
hemos usado ese enfoque.
09:56
In the essenceesencia of time,
we have triedintentó that approachenfoque.
199
584000
3136
Más precisamente, algunos de
mis colaboradores en la UCT,
09:59
More appropriatelyadecuadamente,
some of my collaboratorscolaboradores at UCTUCT,
200
587160
2856
Jennifer Thomson, Suhail Rafudeen,
10:02
JenniferJennifer ThomsonThomson, SuhailSuhail RafudeenRafudeen,
201
590040
1936
han encabezado este enfoque
10:04
have spearheadedpunta de lanza that approachenfoque
202
592000
1616
y voy a mostrarles algunos datos pronto.
10:05
and I'm going to showespectáculo you some datadatos soonpronto.
203
593640
1953
10:09
But we're about to embarkembarcarse
uponsobre an extremelyextremadamente ambitiousambicioso approachenfoque,
204
597200
4016
Pero estamos a punto de embarcarnos
en un enfoque muy ambicioso,
en la que tratamos de activar
grupos enteros de genes
10:13
in whichcual we aimobjetivo to turngiro on
wholetodo suitessuites of genesgenes
205
601240
3456
que ya están presentes
en todos los cultivos.
10:16
that are alreadyya presentpresente in everycada cropcultivo.
206
604720
2696
Nunca están encendidos en
condiciones de sequía extrema.
10:19
They're just never turnedconvertido on
underdebajo extremeextremo droughtsequía conditionscondiciones.
207
607440
2905
10:22
I leavesalir it up to you to decidedecidir
208
610800
1456
Por lo que deben decidir
si se deben llamar GM o no.
10:24
whethersi those should be calledllamado GMGM or not.
209
612280
1953
10:27
I'm going to now just give you
some of the datadatos from that first approachenfoque.
210
615560
3456
Les daré algunos de los datos
de ese primer acercamiento.
Y para hacer eso
10:31
And in orderorden to do that
211
619040
1256
tengo que explicar un poco
cómo funcionan los genes.
10:32
I have to explainexplique a little bitpoco
about how genesgenes work.
212
620320
2656
Como todos sabemos,
10:35
So you probablyprobablemente all know
213
623000
1256
los genes están hechos
de ADN de doble cadena.
10:36
that genesgenes are madehecho
of double-strandeddoble cadena DNAADN.
214
624280
2056
Se enrolla muy estrechamente
en los cromosomas,
10:38
It's woundherida very tightlyestrechamente into chromosomescromosomas
215
626360
1936
10:40
that are presentpresente in everycada cellcelda
of your bodycuerpo or in a plant'splanta bodycuerpo.
216
628320
3160
están en todas las células de su
cuerpo o en el cuerpo de una planta.
10:44
If you unwindrelajarse that DNAADN, you get genesgenes.
217
632080
3080
Al desenrollar el ADN,
se obtiene los genes.
10:47
And eachcada genegene has a promoterpromotor,
218
635840
2456
Y cada gen tiene un promotor,
que es un interruptor de
encendido y apagado,
10:50
whichcual is just an on-offencendido apagado switchcambiar,
219
638320
2376
la región de la codificación del gen,
10:52
the genegene codingcodificación regionregión,
220
640720
1416
10:54
and then a terminatorterminador,
221
642160
1256
y también un terminador,
10:55
whichcual indicatesindica that this is the endfin
of this genegene, the nextsiguiente genegene will startcomienzo.
222
643440
3600
que indica el final de este gen y
que el siguiente gen inicia.
10:59
Now, promoterspromotores are not
simplesencillo on-offencendido apagado switchesinterruptores.
223
647720
2896
Los promotores no son solo
interruptores de encendido y apagado.
11:02
They normallynormalmente requireexigir
a lot of fine-tuningsintonia FINA,
224
650640
2696
Por lo general requieren
una afinación fina,
muchas cosas deben estar presentes
y bien antes de encender el gen.
11:05
lots of things to be presentpresente and correctcorrecto
before that genegene is switchedcambiado on.
225
653360
4040
11:10
So what's typicallytípicamente donehecho
in biotechbiotecnología studiesestudios
226
658240
3056
Lo que se hace típicamente
en los estudios de biotecnología
es usar un promotor inducible
11:13
is that we use an inducibleinducible promoterpromotor,
227
661320
1816
que sabemos cómo encenderlo.
11:15
we know how to switchcambiar it on.
228
663160
1576
Lo aparejamos a los genes de interés,
11:16
We couplePareja that to genesgenes of interestinteresar
229
664760
2016
lo colocamos en una planta y
vemos cómo responde la planta.
11:18
and put that into a plantplanta
and see how the plantplanta respondsresponde.
230
666800
2680
11:22
In the studyestudiar that I'm going
to talk to you about,
231
670120
2576
En el estudio del que les voy a hablar
mis colaboradores utilizaron un
promotor inducido por la sequía,
11:24
my collaboratorscolaboradores used
a drought-inducedinducido por la sequía promoterpromotor,
232
672720
2456
que descubrimos en una
planta de resurrección.
11:27
whichcual we discovereddescubierto
in a resurrectionResurrección plantplanta.
233
675200
2416
Lo bueno de este promotor
es que no hacemos nada.
11:29
The nicebonito thing about this promoterpromotor
is that we do nothing.
234
677640
3136
La planta en sí detecta la sequía.
11:32
The plantplanta itselfsí mismo sensessentido droughtsequía.
235
680800
2080
11:35
And we'venosotros tenemos used it to drivemanejar antioxidantantioxidante
genesgenes from resurrectionResurrección plantsplantas.
236
683600
5096
Con esto llevamos genes antioxidantes
de las plantas de resurrección.
¿Por qué genes antioxidantes?
11:40
Why antioxidantantioxidante genesgenes?
237
688720
1856
Bueno, todo el estrés,
sobre todo la sequía,
11:42
Well, all stressesestreses,
particularlyparticularmente droughtsequía stressestrés,
238
690600
3056
resulta en la formación
de radicales libres,
11:45
resultsresultados in the formationformación of freegratis radicalsradicales,
239
693680
2296
o especies reactivas de oxígeno,
11:48
or reactivereactivo oxygenoxígeno speciesespecies,
240
696000
2336
que son altamente perjudiciales y
puede causar la muerte de los cultivos.
11:50
whichcual are highlyaltamente damagingperjudicial
and can causeporque cropcultivo deathmuerte.
241
698360
2720
Lo antioxidantes detienen el daño.
11:53
What antioxidantsantioxidantes do is stop that damagedañar.
242
701680
2600
11:57
So here'saquí está some datadatos from a maizemaíz straintensión
that's very popularlygeneralmente used in AfricaÁfrica.
243
705360
3896
Estos son algunos datos de una
cepa de maíz muy usada en África.
A la izquierda de la flecha están
las plantas sin los genes,
12:01
To the left of the arrowflecha
are plantsplantas withoutsin the genesgenes,
244
709280
3296
a la derecha,
12:04
to the right --
245
712600
1256
plantas con genes antioxidantes.
12:05
plantsplantas with the antioxidantantioxidante genesgenes.
246
713880
2056
Después de tres semanas sin riego,
12:07
After threeTres weekssemanas withoutsin wateringriego,
247
715960
1816
los que tienen los genes se
recuperan mucho mejor.
12:09
the onesunos with the genesgenes
do a hellinfierno of a lot better.
248
717800
2480
12:13
Now to the finalfinal approachenfoque.
249
721720
1336
Para el enfoque final.
Mi investigación ha demostrado que
hay una considerable similitud
12:15
My researchinvestigación has shownmostrado
that there's considerableconsiderable similaritysemejanza
250
723080
3536
en los mecanismos de
tolerancia a la desecación
12:18
in the mechanismsmecanismos of desiccationdesecación tolerancetolerancia
in seedssemillas and resurrectionResurrección plantsplantas.
251
726640
4416
en semillas y plantas de resurrección.
Así que me hice la pregunta,
12:23
So I askpedir the questionpregunta,
252
731080
1416
¿utilizan los mismos genes?
12:24
are they usingutilizando the samemismo genesgenes?
253
732520
1440
12:26
Or slightlyligeramente differentlydiferentemente phrasedfraseada,
254
734480
2256
O parafraseado,
¿las plantas de resurrección
evolucionaron semillas con genes
12:28
are resurrectionResurrección plantsplantas usingutilizando genesgenes
evolvedevolucionado in seedsemilla desiccationdesecación tolerancetolerancia
255
736760
4496
tolerantes a la desecación
en sus raíces y hojas?
12:33
in theirsu rootsraíces and leaveshojas?
256
741280
1256
¿Han reasignado la tarea de
estos genes de semillas
12:34
Have they retaskedrepasado these seedsemilla genesgenes
257
742560
2056
12:36
in rootsraíces and leaveshojas
of resurrectionResurrección plantsplantas?
258
744640
2040
en las raíces y las hojas de
las plantas de resurrección?
Y respondo a esa pregunta,
12:39
And I answerresponder that questionpregunta,
259
747760
1856
gracias a una gran cantidad de
investigación de mi grupo
12:41
as a consequenceconsecuencia of a lot
of researchinvestigación from my groupgrupo
260
749640
2416
y recientes colaboraciones de un grupo
de Henk Hilhorst en los Países Bajos,
12:44
and recentreciente collaborationscolaboraciones from a groupgrupo
of HenkHenk HilhorstHilhorst in the NetherlandsPaíses Bajos,
261
752080
3536
Mel Oliver en los Estados Unidos
12:47
MelMel OliverOliver in the UnitedUnido StatesEstados
262
755640
1576
y Julia Buitink en Francia.
12:49
and JuliaJulia BuitinkBuitink in FranceFrancia.
263
757240
2600
La respuesta es sí,
12:51
The answerresponder is yes,
264
759880
1416
hay un conjunto básico de genes
que están involucrados en ambos.
12:53
that there is a corenúcleo setconjunto of genesgenes
that are involvedinvolucrado in bothambos.
265
761320
2856
Voy a ilustrar esto muy
crudamente para el maíz,
12:56
And I'm going to illustrateilustrar this
very crudelycrudamente for maizemaíz,
266
764200
3416
donde los cromosomas desactivados
12:59
where the chromosomescromosomas belowabajo the off switchcambiar
267
767640
2416
representan todos los genes
requeridos para tolerar la desecación.
13:02
representrepresentar all the genesgenes that are requirednecesario
for desiccationdesecación tolerancetolerancia.
268
770080
3575
13:05
So as maizemaíz seedssemillas driedseco out
at the endfin of theirsu periodperíodo of developmentdesarrollo,
269
773680
4256
Al secarse las semillas de maíz,
al final de su período de desarrollo,
se activan estos genes.
13:09
they switchcambiar these genesgenes on.
270
777960
1360
13:12
ResurrectionResurrección plantsplantas
switchcambiar on the samemismo genesgenes
271
780680
2896
Las plantas de resurrección
activan los mismos genes
cuando se secan.
13:15
when they dryseco out.
272
783600
1656
Todos los cultivos modernos, por lo tanto,
13:17
All modernmoderno cropscosechas, thereforepor lo tanto,
273
785280
1776
13:19
have these genesgenes
in theirsu rootsraíces and leaveshojas,
274
787080
2056
tienen estos genes en sus raíces y hojas,
pero nunca los activan.
13:21
they just never switchcambiar them on.
275
789160
1736
Solo se encienden en
los tejidos de semillas.
13:22
They only switchcambiar them on in seedsemilla tissuestejidos.
276
790920
1960
Lo que estamos tratando de hacer ahora
13:25
So what we're tryingmolesto to do right now
277
793440
1736
13:27
is to understandentender the environmentalambiental
and cellularcelular signalsseñales
278
795200
2616
es entender las señales
ambientales y celulares
que activan estos genes
en plantas de resurrección,
13:29
that switchcambiar on these genesgenes
in resurrectionResurrección plantsplantas,
279
797840
2440
13:33
to mimicimitar the processproceso in cropscosechas.
280
801280
1760
para imitar el proceso en los cultivos.
13:35
And just a finalfinal thought.
281
803680
1736
Un pensamiento final.
Lo que estamos tratando
de hacer rapidamente es repetir
13:37
What we're tryingmolesto to do very rapidlyrápidamente
282
805440
2216
13:39
is to repeatrepetir what naturenaturaleza did
in the evolutionevolución of resurrectionResurrección plantsplantas
283
807680
3816
lo que la naturaleza hizo en la evolución
con las plantas de resurrección
hace entre 10 y 40 millones de años.
13:43
some 10 to 40 millionmillón yearsaños agohace.
284
811520
1840
13:46
My plantsplantas and I thank you
for your attentionatención.
285
814160
2496
Mis plantas y yo les damos
las gracias por su atención.
13:48
(ApplauseAplausos)
286
816680
6235
(Aplausos)

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ABOUT THE SPEAKER
Jill Farrant - Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates.

Why you should listen

A professor of molecular and cell biology at the University of Cape Town (UCT) in South Africa, Jill Farrant researches the remarkable (and little known) world of resurrection plants. These are plants that can survive extreme drought, “resurrecting” when moistened or irrigated. If we can better understand their natural preservation mechanisms and their key protectants, she suggests, it could help us develop more drought-tolerant crops to feed populations in increasingly dry and arid climates around the world. Her research may also have medical applications.

Farrant was the African/Arab States recipient of the 2012 L'Oreal-UNESCO Award for Women in Science, one of only five scientists worldwide who were selected by an international jury as "researchers who will have a major impact on society and help light the way to the future." In 2009, she was awarded an A-rating by the National Research Foundation (the first female researcher at UCT ever to receive such a rating) as well as being made a member of the UCT College of Fellows.

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Jill Farrant | Speaker | TED.com