Para 2050, tendremos que alimentar a 2 mil millones más de personas y con menos tierra. Mientras tanto, se prevé que los niveles de dióxido de carbono llegarán a 600 partes por millón, un 50% más que los niveles actuales, y se espera que las temperaturas de 2050 coincidan frecuentemente con el 5% de días más calurosos de 1950-1979. En un estudio de campo de tres años, investigadores demostraron que la producción de soja genéticamente modificada para una fotosíntesis optimizada produjo más que la soya convencional en las condiciones climáticas previstas para 2050.
«Nuestro sistema climático y la atmósfera no están cambiando en forma aislada de otros factores; en realidad hay múltiples facetas», dijo el científico del USDA/ARS Carl Bernacchi, profesor asociado de biología vegetal en el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica de la Universidad De Illinois. «El efecto del dióxido de carbono en sí mismo parece ser muy generalizado, pero descuida la complejidad de la adición de temperatura en la mezcla. Esta investigación es un paso en la dirección correcta hacia el intento de encontrar una manera de mitigar las pérdidas de rendimientos relacionadas con la temperatura que probablemente ocurrirán incluso con el aumento de las concentraciones de dióxido de carbono».
Publicado en el Journal of Experimental Botany, este estudio encontró que el cultivo modificado rindió más cuando se sometió tanto al aumento de temperatura y de niveles de dióxido de carbono; sin embargo, encontraron poca o ninguna diferencia entre cultivos modificados (que sobre-|expresan una enzima que optimiza el proceso de fotosíntesis) y no modificados ya sea en el aumento de la temperatura, o aumento del dióxido de carbono en las condiciones climáticas actuales.
Este trabajo sugiere que podemos aprovechar los cambios genéticos para ayudar a compensar los efectos perjudiciales del aumento de la temperatura. Además, según Bernacchi, no se puede deducir complicados sistemas ambientales y de plantas en el que aumentar los niveles de dióxido de carbono aumente los rendimientos y aumentar la temperatura reduzca los rendimientos.
«Los experimentos bajo condiciones controladas son excelentes para entender conceptos y mecanismos subyacentes», dijo el primer autor del estudio Iris Köhler, ex investigador postdoctoral en el laboratorio de Bernacchi. «Pero para entender lo que sucederá en una situación del mundo real, es crucial estudiar las respuestas en un entorno natural, y SoyFACE es perfecto para este tipo de estudio».
SoyFACE (Soybean Free Air Concentration Enrichment) es una instalación innovadora que emula las condiciones atmosféricas futuras para comprender el impacto en los cultivos del Medio Oeste de Estados Unidos. Estos resultados son especialmente notables porque los cultivos en este experimento de SoyFACE fueron expuestos a las mismas condiciones ambientales (es decir, el sol, el viento, la lluvia, las nubes, etc.) como otros cultivos de campo de Illinois.
«En realidad es un poco una sorpresa», dijo Bernacchi. «He estado haciendo investigación de campo durante bastante tiempo, y la variabilidad es una de las cosas que es una parte inherente de la investigación de campo. Por supuesto, vimos la variabilidad en los rendimientos de año en año, pero la diferencia entre las plantas modificadas y no modificadas fue notablemente constante durante estos tres años. «
Estas sojas modificadas son sólo una parte de la ecuación para satisfacer las demandas de 2050. Esta modificación probablemente se puede combinar con otras modificaciones (un proceso llamado «apilamiento») para mejorar aún más los rendimientos. «Cuando estamos tratando de satisfacer nuestras necesidades de alimentos para el futuro, esta modificación específica es una de las muchas herramientas en las que vamos a tener que confiar», dijo Bernacchi. «Hay un montón de investigación en todo el planeta que está buscando diferentes estrategias para hacer mejoras, y muchas de ellos no son mutuamente excluyentes».