Los agricultores están corriendo una carrera contra reloj. La población mundial está creciendo a una gran velocidad y los requerimientos para mayores fuentes de comida se aumentan, pero la cantidad de tierra cultivable es limitada. Las temperaturas más elevadas han extendido las estaciones de crecimiento en algunas áreas y han llevado a sequías o riesgo de plagas en otras.

“Tenemos por delante un enorme desafío para alimentar el mundo. Si usted mira las estadísticas, en el año 2050 tendremos una población de alrededor de diez mil millones en el planeta y vamos a necesitar entre un 60 a 80 por ciento más de comida para alimentar a todos. El desafío se vuelve mayor aún por los efectos del cambio climático y de las enfermedades que afectan a nuestras cosechas, que también están evolucionando a grandes velocidades”, dice Lee Hickey, genetista de plantas de la Universidad de Queensland en Australia.

Pero el cultivo de plantas es un proceso lento. Desarrollar nuevos tipos de cultivos –mayor rendimiento, mayor valor nutritivo, resistencia a las sequías y a las enfermedades– puede tomar una década o más si se usan las técnicas tradicionales de cultivo. Por eso los científicos del área están trabajando para acelerar el proceso.

Hickey y su equipo han estado trabajando en “cultivos rápidos”, utilizando la luz y la temperatura para acelerar el crecimiento de las plantas, en condiciones controladas. Esto les ha permitido a los investigadores cosechar semillas y empezar a cultivar la siguiente generación mucho más pronto.

Su técnica se inspiró en la investigación de la NASA sobre cómo lograr el crecimiento de fuentes de alimento en las estaciones espaciales. Engañaron a las plantas para que crecieran y florecieran más rápido bombardeándolas con luces LED azules y rojas durante 22 horas al día y mantuvieron las temperaturas entre 15 y 20 grados centígrados. El pasado noviembre, en un artículo aparecido en Nature, ellos mostraron que podían cultivar hasta seis generaciones de trigo, centeno, garbanzos y canola en un año, en tanto que con los métodos convencionales como máximo se logra una generación o si acaso dos.

En una nueva publicación, Hickey y su equipo resaltan el potencial enorme de los cultivos rápidos, al igual que otras técnicas que pueden aumentar la calidad y seguridad de los alimentos. Combinando su técnica con otras fruto de los desarrollos biotecnológicos, como la edición genética, se está en el camino para crear un canal continuo para el desarrollo de nuevos cultivos.

“De lo que estamos hablando aquí es de la creación de fábricas de plantas a una escala masiva”, dice Hickey.

Ha llegado una nueva era en la investigación del cultivo de plantas, dice Charlie Brummer, director del Plant Breeding Center en la Universidad de California. Él no estuvo involucrado en la investigación, pero considera que los resultados son un impulso enorme para pasar de lo que se venía haciendo en el pasado, a una forma mucho más eficiente y productiva de cultivo de plantas.

El uso de luz artificial en el crecimiento vegetal ya se había iniciado hace 150 años. Desde entonces, avances en las tecnologías LED han mejorado de forma notable la precisión con la que los científicos pueden ajustar y adecuar las cantidades de luz a especies individuales, según sea lo necesario para cada caso.

Los investigadores también han adoptado nuevas técnicas genéticas para optimizar el tiempo de floración y han logrado volver a las plantas más resistentes a los rigores de un planeta que se calienta. A diferencia de los cruces convencionales o el uso de la modificación de cultivos, las nuevas técnicas como Crispr les permiten a los científicos eliminar de una planta pequeños pedazos de su ADN que la vuelven vulnerable a las enfermedades. Hickey y su equipo están trabajando para incorporar esta tecnología en los cultivos de cebada y sorgo para modificar los genes de las plantas al tiempo que aceleran su crecimiento.

Bueno, eso parece más fácil de lo que es en realidad. Muchas plantas como la alfalfa tienen no dos cromosomas sino cuatro (nosotros tenemos dos, uno materno y otro paterno), lo que vuelve difícil el asunto pues si se cambia un gen quedan los otros tres iguales, un problema.

Este patrón único de herencia hace que por ejemplo las papas sean estériles, lo que obliga a los cultivadores a cosechar los bulbos y reservar algunos para volverlos a plantar. En estos casos el cultivo rápido y la biotecnología poco o nada pueden hacer.

Para solventar el problema, Benjamin Stich, un genetista de plantas en la Universidad Heinrich Heine en Dusseldorf, Alemania, junto con su equipo están desarrollando una técnica llamada predicción genómica, que les permitirá de forma rápida identificar a los tubérculos con las características más deseables. Los datos sobre la información genética que tienen que ver con el rendimiento se incorporan a programas de computador que seleccionan la combinación de genes que llevarán las plantas con mejores propiedades.

“Ahora podemos predecir muchos rasgos de manera simultánea con una alta precisión”, dice Stich. Su equipo ha utilizado la técnica para predecir la susceptibilidad de la papa al ataque de hongos, como también su contenido de almidón, rendimiento y tiempo de maduración.

Con las nuevas tecnologías, más baratas y poderosas, se abren oportunidades para mejorar los cultivos en todo el mundo. Hickey y su equipo planean entrenar a agricultores en la India, Zimbawe y Mali, en los próximos dos años con la colaboración de International Crops Research Institute for the Semi Arid Tropics y con el apoyo financiero de la Fundación Bill y Melinda Gates.

Es importante asegurarse que los beneficios se extiendan a los agricultores de los países en desarrollo. Los cultivos rápidos no requieren mayores habilidades y en aquellos donde la electricidad y otros recursos no se tienen, se pueden usar paneles solares.

“Una sola tecnología no va a resolver nuestros problemas. Vamos a necesitar todas las herramientas disponibles”, dice Hickey.

Si el cambio climático, las sequías y el hambre en el mundo se han convertido en un tema recurrente para quienes se preocupan por el bienestar del planeta, qué mejor que incorporar la ciencia y sus desarrollos, a cambio de reuniones, cumbres y conferencias con resultados más bien estériles y difusos.

Breeding crops to feed 10 billion

Lee T. Hickey, Amber N. Hafeez, Hannah Robinson, Scott A. Jackson, Soraya C. M. Leal-Bertioli, Mark Tester, Caixia Gao, Ian D. Godwin, Ben J. Hayes & Brande B. H. Wulff

Nature Biotechnology (2019)

Publicado hace 23rd July 2019 por Cierta Ciencia

https://ciertaciencia.blogspot.com/2019/07/la-biotecnologia-para-alimentar-el.html