Malus sieversii

Malus sieversii es una manzana salvaje nativa de las montañas de Asia Central en el sur de Kazajstán. Recientemente se ha demostrado ser el antepasado primario de la mayoría de los cultivares de la manzana domesticada (Malus domestica). Fue descrito primero como Pyrus sieversii Debido a sus similitudes con peras en 1833 por Carl Friedrich von Ledebour, naturalista alemán que los vio crecer en las montañas Altai.

Malus sieversii crece en muchos hábitats diferentes. Prefieren altas temperaturas e inviernos cortos, pero también se encuentran en las montañas Tian Shan con inviernos largos y duros. Se distribuyen principalmente dentro del valle de Yili, ya que el clima húmedo es adecuado para su crecimiento.

Es un árbol de hoja caduca que crece de 5 a 12 metros (16 a 39 pies), muy similar en apariencia a la manzana doméstica. Sus granos de polen varían en tamaño y se ven ovulados cuando están secos y esféricos cuando se hinchan con agua. Su fruto es el más grande de todas las especies de Malus excepto domestica, de hasta 7 cm de diámetro, igual en tamaño a muchos cultivares de manzanas modernos. A diferencia de las variedades domesticadas, sus hojas se vuelven rojas en otoño: el 62% de los árboles silvestres hacen esto, en comparación con sólo el 2,8% de la planta de manzano normal o la 2.170 variedades cultivadas inglesas. La especie ahora se considera vulnerable a la extinción.

Características y crecimiento

M. sieversii tiene la capacidad de reproducirse vegetativamente ya que forman retoños de raíces o brotes basales. El individuo clonal crece a partir de la yema adventicia de la raíz, con material genético idéntico al de la planta madre. Originalmente se creía que las manzanas silvestres producían retoños de raíces sólo cuando las partes superiores de la planta estaban dañadas. Sin embargo, más evidencia sugiere que el crecimiento de los retoños de raíces ocurre en plantas sanas como ayuda para la dispersión.

En el caso de las manzanas silvestres, el desarrollo adecuado de los retoños de las raíces requiere ciertos niveles de humedad y aireación en la superficie del suelo, donde se encuentra la raíz madre. El crecimiento exitoso de los retoños de raíces también depende de la disposición de los brotes, el tiempo de crecimiento y las condiciones de salud de la planta madre.

La genética de la autoincompatibilidad, el sistema para prevenir la autofecundación en las angiospermas, también se ha estudiado para M. sieversii. Su diversidad genética en relación con la autoincompatibilidad es sustancialmente menor en comparación con su pariente cercano, Malus sylvestris. Aunque M. sieversii carece de esta diversidad, puede sobrevivir en la naturaleza sin intervención siempre que no se produzca más pérdida de diversidad. La teoría principal de esta falta de diversidad se debe a un importante cuello de botella en la población durante el Último Máximo Glacial que provocó M salvaje. sieversii para reducir su tamaño a un área más pequeña dentro del valle de Yili.

Ciclo de crecimiento

El ciclo de crecimiento de M. sieversii podría dividirse en varias etapas, desde la germinación hasta el desarrollo de árboles frutales y la muerte de los árboles viejos.

• Período I comienza de germinación de semillas al desarrollo de partes de árboles vegetativos, y a la primera ronda de fruta. Un manzano típico alcanza los 6 a 8 años en este período. En este período se observa un crecimiento primario prominente y un número significativo de crecimiento de sucker raíz.
• El período II implica más crecimiento y cojinete de frutas. Los árboles de manzana silvestres suelen alcanzar la edad de 10 a 12 años en este período. El número de frutas aumenta significativamente a medida que se producen prominentes crecimientos secundarios y ramificaciones.
• El período III implica más crecimiento y cojinete de frutas. Los árboles de manzana silvestres entran en frutación regular y alcanzan el máximo de la fruta en este período, y generalmente alcanzan la edad de 25 a 30 años. Se observa un descenso de la tasa de ramificación y un menor crecimiento de la periferia coronaria. Un montón de crecimiento vegetativo es contribuido por brotes basales (aspiradores de raíz).
• El período IV es el cojinete de frutas. El desarrollo de los árboles cesa totalmente en esta etapa y alcanza alrededor de 60 a 70 años de edad. El ramo disminuye a medida que mueren lentamente de la base a la periferia. Después de 60 a 70 años, los árboles experimentan una rápida desicación de las ramas, luego la muerte.

Historia e importancia

Malus sieversii ha sido identificado previamente como el principal contribuyente al genoma de la manzana cultivada (Malus domestica), sobre la base de evidencia morfológica, molecular e histórica. . Los rasgos de la fruta, como la frescura, la mayor intensidad del sabor y el peso de la fruta, han sido objeto de una selección diferencial por parte de los humanos para producir Malus domestica como se ve hoy. La dispersión de M. sieversii y su descendencia a lo largo de la historia se pueden atribuir a la Ruta de la Seda. Un análisis de ADN en 2010 confirmó M. sieversii como progenitor de la manzana cultivada. Tiene una diversidad genética muy variable, por lo que es la fuente genética de la tolerancia al estrés biótico y abiótico, la resistencia a muchas enfermedades y los rasgos únicos de la fruta.

Almaty, la ciudad más grande de Kazajstán y antiguamente su capital, deriva su nombre de la palabra kazaja para "manzana" (Alma), y a menudo se traduce como "lleno de manzanas" (la región que rodea Almaty alberga bosques de Malus sieversii); alma también es "manzana" en otras lenguas turcas, así como en húngaro.

La amenaza de extinción

Después del colapso de la URSS y el cierre del Programa de Desarrollo de Jardinería, la población local comenzó a talar activamente jardines silvestres en Zailiyskiy Alatau. Los territorios desocupados se utilizan para construir casas y pastar animales.

La plantación de variedades de manzanas cultivadas en hogares privados cerca de bosques silvestres provoca cruces.

Interés renovado

Estas y otras especies de Malus se han utilizado en algunos programas recientes de mejoramiento para desarrollar manzanas adecuadas para crecer en climas severos no aptos para M. domestica, principalmente para una mayor tolerancia al frío. Un estudio realizado en 2020 descubrió varias inserciones genéticas involucradas en la latencia y las características de resistencia al frío, como las proteínas de choque térmico, en manzanas silvestres. Además, muchos programas de mejoramiento estudiaron rasgos deseables como la floración tardía, la madurez temprana de la fruta, la juventud corta y la capacidad de defecar.

Malus sieversii ha sido cultivada recientemente por el Servicio de Investigación Agrícola de los Estados Unidos, con la esperanza de encontrar información genética de valor en el mejoramiento de la planta de manzana moderna. Algunos, pero no todos, los árboles resultantes muestran una resistencia inusual a las enfermedades. La variación en su respuesta a la enfermedad de forma individual es, en sí misma, una señal de cuánto más diversos genéticamente son que sus descendientes domesticados. Por ejemplo, se descubrió que las manzanas silvestres tenían múltiples genes resistentes al moho azul, específicamente contra Penicillium expansum. La Unidad de Recursos Fitogenéticos (PGRU) del USDA también realizó análisis fenotípicos en M. sieversii y ha identificado diversas resistencias patógenas, entre ellas la sarna del manzano, la niebla del peral y del manzano y la roya del cedro. Una investigación realizada en 2001 encontró varias resistencias a los insectos dentro de M. sieversii y ha identificado casos para futuras investigaciones sobre su resistencia a los gusanos del manzano y a los mosquitos rizadores de las hojas del manzano. Efectos del calor sobre M. sieversii también se estudiaron en regiones cálidas y áridas, y se descubrió que eran considerablemente tolerantes a la sequía y resistentes a las quemaduras solares.

Manzanas rojas

Malus sieversii se ha utilizado recientemente como fuente fundamental en el mejoramiento de manzanas de pulpa roja, debido a su alta variabilidad genética. Esto se ve porque se utilizan para mejorar la resistencia al estrés de la sequía, el frío y las plagas de las especies de manzanas cultivadas. Algunas características desatendidas de M. sieversii, como su alto contenido en flavonoides (especialmente antocianinas) y fases juveniles cortas, se han utilizado recientemente para el mejoramiento de manzanas de pulpa roja, ya que las manzanas de pulpa roja tradicionales no son ricas en estos flavonoides. Usando M. sieversii para la cría debido a su alto contenido en antocianinas tiene numerosos beneficios, incluida la prevención de enfermedades cardiovasculares y la protección contra el daño hepático. La variante de M. sieversii, Malus sieversii f. niedzwetzkyana, se ha destacado por su uso en la cría de manzanas de pulpa roja, ya que tiene flores, piel y pulpa de fruto rojas; además de su alto contenido en antocianinas. Cuando se reproduce Malus sieversii f. niedzwetzkyana, se descubrió que la luz produce una mayor producción de antocianinas que los criados en la oscuridad. Los híbridos de Malus sieversii también han despertado el interés de los obtentores de manzanas de pulpa roja.

Conservación

Malus sieversii ha sido designada como segunda prioridad de conservación en el Libro Rojo de Datos de Plantas de China y ha sido marcada como vulnerable por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN).

Las actividades humanas y los desastres naturales son los principales contribuyentes a la disminución de M. sieversii población natural. Los hongos patógenos, como Phytophthora plurivora y Alternaria alternata, también desempeñan un papel importante en la disminución de M. sieversii, al degradar partes vegetativas como los sistemas de raíces finas. Esta vulnerabilidad inmune hace que M. sieversii se vuelven susceptibles a más parásitos, como los insectos patógenos Agrilus mali, para destruir aún más la población.

Se cree que la conservación ex situ, o la banca de semillas, es una resolución viable a largo plazo para proteger su diversidad genética, y se ha visto en los Estados Unidos utilizando semillas recolectadas de Kazajstán y la República Kirguisa. También se encontró conservación in situ con cercas de alambre de púas colocadas alrededor de regiones distribuidas con M. sieversii, como se ve en áreas dentro de Xinyuan, China. Un estudio en 2016 ha demostrado la eficacia de la protección M. sieversii poblaciones in situ a través de la estratificación y eliminación de capas de semillas. Además, los recintos in situ son más eficaces en elevaciones más elevadas, ya que corren menos riesgo de lesiones humanas e insectos.

Aparte de los métodos tradicionales de conservación, el biofertilizante ha demostrado resultados eficaces que inhiben el patógeno fúngico, Alternaria alternata en manzanas silvestres. Lo hace mejorando la capacidad antioxidante de los manzanas silvestres después de la infección, promoviendo el crecimiento de las raíces y mejorando el metabolismo del suelo. Recientemente, una combinación de métodos innovadores que incluyen la clonación y el tratamiento hormonal vegetal también ha demostrado resultados eficaces en la regeneración de las poblaciones de manzana silvestres.

Los árboles de manzana silvestres estaban fuertemente arraigados para usos económicos y agrícolas en las montañas de Kazajstán durante la década de 1800. Los bosques de manzana silvestres se convirtieron en pastizales, que cambiaron enormemente la cubierta del suelo y dañaron las plantas y las raíces jóvenes. También se cortaron arbustos rígidos, como la eglantina y la arándanos que exhibían relaciones simbióticas con manzanas silvestres protegiéndolos de depredadores. Esto empeoró aún más la condición creciente para las manzanas silvestres, y debilitaron gravemente a los chupadores de raíz y por lo tanto la propagación vegetativa.

Galería

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  Malus sieversii árboles en el Parque Nacional Zhongar-Alatau
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  Un árbol en Berlín-Dahlem Jardín Botánico en otoño
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  Frutas