El genoma de la yerba mate revela datos sorprendentes sobre la evolución de la cafeína
Científicos han secuenciado por primera vez el genoma de la yerba mate, para descubrir cómo esta planta evolucionó para producir cafeína de forma independiente al café y al té. Este hallazgo abre nuevas posibilidades para mejorar su cultivo y desarrollar variedades con características innovadoras.
Por Enrique Coperías
El mate se toma en un recipiente que recibe el nombre de mate o porongo, y viene acompañado de una especie de pajita de metal, madera u otro material, llamada bombilla. Foto de Palu Malerba
El mate, infusión que se prepara con las hojas de la yerba mate (Ilex paraguariensis), junto con el té y el café, es una de las bebidas con cafeína más consumidas en el mundo. Profundamente arraigada en la cultura sudamericana, esta planta no solo destaca por su sabor y efecto estimulante, sino también por su riqueza en compuestos bioactivos con múltiples beneficios para la salud.
Ahora, un grupo internacional de científicos ha dado un paso histórico en su estudio al secuenciar y analizar su genoma, lo que ha permitido revelar información clave sobre su evolución, el metabolismo y la biosíntesis de la cafeína. Este avance abre la puerta a nuevas oportunidades para mejorar el cultivo de la yerba mate, optimizar su producción y desarrollar variedades con características específicas, como una mayor resistencia a condiciones adversas y un contenido ajustado de cafeína.
Un mapa genético sin precedentes
La investigación, liderada por la Universidad de Buenos Aires (UBA), con participación del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) de Hamburgo y científicos de Argentina, Brasil y Estados Unidos, ha permitido ensamblar por primera vez el genoma completo de la yerba mate.
El estudio ha revelado que el genoma de la yerba mate es sorprendentemente grande, con 1,06 gigabases y 53.390 genes codificantes de proteínas, lo que lo hace significativamente más extenso que el de otras plantas similares. Parte de este tamaño se debe a un fenómeno de duplicación genética que sucedió hace aproximadamente 50 millones de años, lo que permitió a la yerba mate desarrollar una bioquímica más compleja y una mayor diversidad de compuestos bioactivos. Entre estos, cabe citar los terpenos, los flavonoides, los fenoles y las xantinas.
«Descubrí que un antepasado de la yerba mate duplicó su genoma hace aproximadamente 50 millones de años —explica Federico Vignale, primer autor del estudio y postdoctorando en el EMBL de Hamburgo. Y añade—: Esta duplicación ancestral puede haber sido clave en la evolución de su metabolismo, ya que permitiría a la planta sintetizar una amplia gama de compuestos con propiedades antioxidantes, antidiabéticas y estimulantes del sistema nervioso».
Hojas de la yerba mate. Aquellas se recolectan para luego ser secadas, cortadas y molidas. Así se obtiene una infusión con sabor amargo debido a los taninos que contiene.
La cafeína: un caso de evolución convergente
Uno de los hallazgos más fascinantes del estudio fue descubrir que la yerba mate ha desarrollado su propia vía bioquímica para producir cafeína, independiente de la utilizada por el té y el café.
Aunque la cafeína es producida por varias plantas en la naturaleza, como el café (Coffea) y el té (Camellia), el estudio ha demostrado que los genes responsables de la biosíntesis de cafeína en la yerba mate evolucionaron de manera separada, a través de un proceso conocido como evolución convergente.
«Pudimos comprender en detalle que estos genes no tienen un ancestro común, sino que provienen de orígenes distintos —explica Adrián Turjanski, líder del proyecto e investigador del Instituto de Química Biológica de la UBA (IQUIBICEN, UBA-CONICET), en un comunicado del EMBL. Y añade—: Tanto la yerba mate como el café llegaron a sintetizar cafeína por caminos bioquímicos diferentes».
Este descubrimiento desafía la idea de que existe una única vía evolutiva para la producción de cafeína en las plantas. En cambio, sugiere que diferentes especies han desarrollado esta capacidad de manera independiente como una estrategia adaptativa, posiblemente como un mecanismo de defensa contra insectos o herbívoros, e incluso para influir en la germinación de otras plantas cercanas.
El papel de la cafeína en la supervivencia de la yerba mate
Uno de los aspectos más intrigantes de la investigación es que la cafeína no solo funciona como un estimulante para los seres humanos, sino que también puede desempeñar un papel crucial en la supervivencia de la planta en su entorno natural.
Los científicos han planteado que esta sustancia alcaloide actúa como un repelente natural de insectos y herbívoros, lo que ayuda a la yerba mate a protegerse de posibles depredadores. Además, podría inhibir el crecimiento de otras plantas cercanas, reduciendo así la competencia por recursos esenciales como agua y nutrientes.
También se ha observado que la cafeína puede atraer polinizadores, ya que algunas especies han demostrado que su consumo en pequeñas cantidades mejora la memoria de los insectos, favoreciendo así la polinización. Estos descubrimientos sugieren que la evolución de la cafeína en la yerba mate no es un simple accidente biológico, sino el resultado de millones de años de adaptación a su ecosistema.
Los científicos han descubierto que la cafeína de la yerba mate puede atraer a insectos polinizadores. Imagen generada con Grok
Aplicaciones futuras: yerba mate descafeinada y variedades mejoradas
Más allá del interés científico, la secuenciación del genoma de la yerba mate tiene implicaciones prácticas que podrían revolucionar la industria del sector. «Gracias a esta información genética, podemos comprender cómo intervenir y modificar la planta —afirma Turjanski—. Esto permitiría, por ejemplo, desarrollar una variedad descafeinada o una mejor adaptada a terrenos diferentes, lo que facilitaría su expansión a nuevas regiones».
Este conocimiento también podría ser aprovechado por la industria para:, por ejemplo, optimizar el contenido de cafeína en la yerba mate, creando variedades más suaves o más estimulantes según la demanda del mercado; y mejorar su resistencia a enfermedades y plagas, reduciendo la necesidad de pesticidas y haciendo el cultivo más sostenible.
Los autores del estudio, que ha sido publicado en la revista eLife, también creen que la secuenciación del ADN de la yerba mate permitirá ajustar su perfil de sabor y aroma, lo que podría abrir nuevas oportunidades para comercializar diferentes estilos de yerba mate, al igual que ocurre con los distintos tipos de té y café.
Además, Turjansk y sus colegas esperan que esta información sirva de base para futuras investigaciones sobre la yerba mate, ya que permitirá que otros científicos puedan profundizar en su estudio y sus aplicaciones.
Mapuches toman mate en La Pampa argentina. La foto fue tomada hacia el año 1880.
La yerba mate, un símbolo cultural y científico
Más allá de su importancia biológica y comercial, la yerba mate es un emblema de la cultura sudamericana, especialmente en países como Argentina, Paraguay, Uruguay y Brasil. Para Vignale, este proyecto tiene un significado personal más allá del ámbito científico.
«La yerba mate es, para mí, una de las expresiones más bellas de la cultura de mi país, Argentina —confiesa Vignale. Y añade—: Es una bebida que nos une, nos acompaña y está presente en cada momento de nuestras vidas. Por eso no dudé ni un segundo en aceptar este desafío. Secuenciar el genoma de la yerba mate fue, en cierto modo, como secuenciar el genoma de Messi».
Esta combinación de tradición, ciencia e innovación demuestra que la yerba mate sigue evolucionando, tanto en el laboratorio como en la sociedad. Gracias a este estudio, el futuro de esta planta legendaria se expande más allá de sus raíces sudamericanas, con posibilidades que aún estamos empezando a explorar. ▪️
Información facilitada por el Laboratorio Europeo de Biología Molecular
Fuente: Federico A. Vignale et al. Yerba mate (Ilex paraguariensis) genome provides new insights into convergent evolution of caffeine biosynthesis. eLife (2025). DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.104759
