En un món on l’escalfament global i els esdeveniments climàtics extrems amenacen la seguretat alimentària global, una llum d’esperança brota dels laboratoris de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Una recerca pionera, publicada a la revista Nature, ha aconseguit esbrinar els mecanismes interns més profunds que permeten a les plantes sobreviure en condicions ambientals adverses.

L’eina clau per a aquesta fita no ha vingut únicament de la biologia tradicional, sinó d’una aliança estratègica amb el camp de la intel·ligència artificial, concretament amb tècniques avançades de machine learning. Aquesta investigació no només representa un avenç acadèmic; obre una porta decisiva per a la biotecnologia agrícola, cosa que permet visualitzar un futur on es puguin dissenyar cultius amb una resistència sense precedents a la sequera, les temperatures extremes, la salinitat del sòl i altres factors d’estrès que es veuran intensificats pel canvi climàtic. L’èxit de l’estudi rau en la seva innovadora metodologia, que combina dues aproximacions de forma sinèrgica:

  • Metaanàlisi exhaustiva: Els investigadors no es van limitar a un únic experiment. Van recopilar i integrar dades de múltiples estudis previs, creant un mosaic complet d’informació. Això va permetre una visió panoràmica de com responen les plantes a diferents tipus d’agressions.
     
  • L’algorisme no supervisat: Aquí és on entra en joc la intel·ligència artificial. En lloc de "dir-li" a la màquina què busqui (com en l'aprenentatge supervisat), van utilitzar un algoritme no supervisat. Aquest tipus d'IA està dissenyat per explorar grans conjunts de dades sense una guia prèvia, capaç de trobar patrons, correlacions i estructures ocultes que l'ull humà o les tècniques estadístiques convencionals serien incapaços de detectar. Es va "alimentar" l'algorisme amb més de 500 conjunts de dades diferents sobre molècules d'ARN (l'àcid ribonucleic, que actua com a missatger de l'ADN).

L'elecció d'aquesta planta no va ser casual. La Arabidopsis thaliana és el "conill d'Índies" del món vegetal. És una herba modesta, però el seu genoma és petit, està completament seqüenciat i és fàcil de manipular genèticament, convertint-la en l'organisme model perfecte per a entendre processos biològics complexos que després es poden extrapolar a cultius d'interès agrari. La immersió de l'algorisme en aquest oceà de dades moleculars va donar el seu fruit més preuat: la identificació del que l'equip de la UPC ha anomenat el "nucli de gens de l’estrès".

Aquest nucli no és més que un conjunt reduït però potent de gens que actuen com a centre de comandament de la resposta de la planta davant l'adversitat. Són els reguladors principals, els gens que s'activen de forma consistent i coordinada, independentment de si l’estrès és causat per la manca d’aigua, una glaçada o una alta concentració de sal. És com si la planta tingués un "protocol d'emergència" genètic, i aquests gens en fossin els directors.

Un dels aspectes més rellevants del descobriment és el paper central que juga l'etilè, una hormona vegetal gasosa coneguda per la seva participació en processos com la maduració dels fruits. L'estudi revela que l'etilè actua com un regulador mestre d'aquest nucli gènic, modulant i orquestrant la resposta global de la planta. És el director d'orquestra que assegura que tots els instruments (els gens) toquin la mateixa melodia per enfrontar-se a l’amenaça.

Les implicacions d'aquest descobriment són profundes i duals, oferint camins tant per a la biotecnologia més avançada com per a l'agricultura tradicional. Raül Sánchez, l'investigador principal de l'estudi, ho explica amb claredat: "La identificació d’aquesta xarxa gènica i del paper de l’etilè obre la porta al disseny d’estratègies holístiques més eficients per al desenvolupament de noves varietats vegetals més adaptades al canvi climàtic, tant amb enginyeria genètica com amb programes de millora convencional".

En definitiva, aquest estudi de la UPC és un exemple paradigmàtic de com la intel·ligència artificial està revolucionant les ciències de la vida. No només ens ha donat una resposta sobre com les plantes sobreviuen, sinó que ens ha lliurat el manual d'instruccions per a ajudar-les a fer-ho millor. En un context de canvi climàtic creixent, aquest coneixement no és només valuós; és essencial per a garantir el futur de l'alimentació al nostre planeta.