En la naturaleza, a menudo es cada criatura por sí misma, incluso las plantas. Dejando a sus propios dispositivos, la mayoría de las especies silvestres de plantas solo crean suficiente energía para echar raíces y producir hojas y semillas. Pero los humanos querían más.
La gente ha estado cultivando y retocando plantas durante milenios, haciéndolas resistentes a los insectos y ayudándolas a cultivar frutas y verduras más dulces y grandes. Ahora, una nueva investigación sugiere que podríamos lograr que las plantas trabajen aún más duro, mejorando radicalmente la producción de cultivos en el futuro, informa Justin Gillis para The New York Times .
El profesor de ciencias de cultivos Stephen Long y su equipo de la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, insertaron los genes de tres proteínas involucradas en la fotosíntesis en las plantas de tabaco, lo que hizo que crecieran entre un 14 y un 20 por ciento más que las plantas no alteradas, según El estudio publicado recientemente en la revista Science.
¿Como funciona esto?
Cuando las hojas de las plantas están expuestas a la luz solar, absorben parte de la energía de la luz para impulsar la fotosíntesis. Pero el sol produce más luz que la hoja puede manejar. De hecho, tanta energía golpea las hojas que puede decolorarse o quebrarse si no se trata. Por lo tanto, las plantas tienen mecanismos que se encienden a la luz del sol para disipar esa energía extra como calor, un proceso que se llama enfriamiento no fotoquímico (NPQ).
El problema es que el NPQ puede tardar media hora en apagarse si las nubes u otras sombras bloquean temporalmente los deslumbrantes rayos de sol. En lugar de aumentar la fotosíntesis y reducir la NPQ, la planta continúa desperdiciando mucha de esta energía como calor. En el transcurso de un día, Long y su equipo calcularon que el lento proceso NPQ redujo la productividad de los cultivos en un 7, 5 a un 30 por ciento.
Para hacer que las plantas apaguen NPQ más rápidamente, el equipo transfirió genes para tres proteínas de una planta conocida como berro de thale a las plantas de tabaco, elegidas por su facilidad de manipulación. Cultivaron los cultivos manipulados y obtuvieron resultados impresionantes. Una cepa de rendimiento de tabaco aumentó 13.5 por ciento, 19 por ciento en otra y 20 por ciento en una tercera variedad de tabaco, informa Gillis.
Los investigadores creen que sus métodos se traducirán en cultivos alimentarios con el objetivo final de mejorar los rendimientos de los cultivos. Gran parte de su investigación fue financiada por la Fundación Filantrópica Gates, que financia muchos proyectos con el objetivo de mejorar la producción de alimentos en todo el mundo, informa Gillis. Hay planes para probar el concepto en cultivos alimentarios como caupí, arroz y mandioca, que son importantes en las zonas de África con inseguridad alimentaria.
"Las Naciones Unidas predicen que para 2050 tendremos que producir alrededor del 70 por ciento más de alimentos en la tierra que estamos usando actualmente", dice Long en un comunicado de prensa. “Mi actitud es que es muy importante tener estas nuevas tecnologías en el estante ahora porque pueden pasar 20 años antes de que tales inventos lleguen a los campos de los agricultores. Si no lo hacemos ahora, no tendremos esta solución cuando la necesitemos ”.
No todos están completamente convencidos por los resultados del tabaco, especialmente porque el tabaco es una hoja y no produce semillas ni granos. "¿Cómo se ve en el arroz, el maíz, el trigo o la remolacha azucarera?", Le pregunta a Gillis L. Val Giddings, miembro de la Fundación de Tecnología e Innovación de la Información en Washington. “Debes incluirlo en un puñado de cultivos importantes antes de que puedas demostrar que esto es real y que tendrá un gran impacto. Aún no estamos allí."
Pero hay indicios de que la tecnología está colocando a la humanidad al borde de una Segunda Revolución Verde, en la que nuevos tipos de cultivos sobrealimentados, capaces de resistir la sequía, la salinidad y la escasa fertilidad, llevarán la nutrición y la seguridad alimentaria a las naciones empobrecidas de todo el mundo.
Recientemente, los investigadores secuenciaron los genomas de 3.000 variedades de arroz, lo que puede ayudarlos a encontrar los genes que controlan la resistencia a los pesticidas y el aumento del rendimiento. Los investigadores incluso han desarrollado una versión sintética de la fotosíntesis, que puede ayudarlos a encontrar formas de hacer que el proceso sea más eficiente en los cultivos alimentarios y también podría ayudar a eliminar algo de dióxido de carbono de la atmósfera.
