El aumento del calor, las sequías, las inundaciones y la salinización causados por el cambio climático están reduciendo la cantidad de alimentos comestibles producidos por nuestros cultivos básicos. Dado que ocupar más tierras para la agricultura no es sostenible, nuestro único camino a seguir es adaptar los propios cultivos a las nuevas condiciones. Tenemos dos opciones: domesticar y mejorar los parientes silvestres de los cultivos que son más resistentes pero tienen un rendimiento menor, o incluir sus genes de resiliencia en los cultivos modernos de alto rendimiento. En un artículo publicado en Frontiers in Science, los investigadores analizan estas posibilidades y la necesidad crítica de más financiación, investigación y comprensión pública.
Frontiers / 5 de diciembre, 2024.- Todos necesitamos comer, pero el impacto de la crisis climática en nuestros cultivos está poniendo en tela de juicio el suministro mundial de alimentos. Los cultivos modernos, domesticados para obtener altos rendimientos alimentarios y facilitar su cosecha, carecen de los recursos genéticos para responder a la crisis climática. Las tensiones ambientales significativas están reduciendo la cantidad de alimentos producidos, lo que hace bajar los suministros y subir los precios. No podemos ocupar de manera sostenible más tierras para la agricultura, por lo que necesitamos cambiar nuestros cultivos, esta vez para adaptarlos al mundo que hemos alterado. “La agricultura es muy vulnerable al cambio climático, y la intensidad y frecuencia de los fenómenos extremos no hará más que aumentar”, dijo el profesor Sergey Shabala de la Universidad de Australia Occidental, autor principal del artículo en Frontiers in Science. “Tanto la producción agrícola sostenible como la seguridad alimentaria mundial dependerán críticamente de nuestra capacidad para crear cultivos resistentes al clima”.
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¿Alimentar al mundo?
Nuestro sistema agrícola actual produce cantidades muy grandes de alimentos mediante el uso intensivo de fertilizantes y monocultivos de alta producción. Esto ha absorbido las demandas de nuestra población mundial durante décadas, pero ahora reconocemos que es insostenible. Los fertilizantes de los que dependemos dañan el medio ambiente cuando se producen y lo contaminan cuando se utilizan. Al mismo tiempo, debido a las tensiones causadas por la crisis climática, los cultivos básicos clave están produciendo menos alimentos.
Incluso si las sequías no matan las plantas, las altas temperaturas reducen el rendimiento. Para superar esto, los agricultores riegan sus cultivos, pero el agua de riego suele tener un alto contenido de sal, porque hay demasiada demanda de agua dulce. Esto aumenta la salinidad del suelo, lo que reduce el rendimiento de la mayoría de los cultivos que crecen en él. Por último, las inundaciones causadas por fenómenos meteorológicos extremos dejan a las plantas estancadas en el agua, lo que crea condiciones hipóxicas que impiden que las plantas absorban oxígeno a través de sus raíces. Esto también reduce el rendimiento de la mayoría de las plantas.
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“El problema de una dieta sostenible tiene facetas científicas, sociales y políticas”, dijo Shabala. “Es necesaria una aceptación más amplia de las nuevas tecnologías y una voluntad de aceptar algunos cambios culturales. Un buen ejemplo puede ser el arroz: es un alimento básico para un alto porcentaje de la población, pero muchas partes del mundo pueden volverse inadecuadas para su producción. Puede ser necesario un cambio a otros cultivos más resistentes, y no estoy seguro de que el público esté listo para aceptarlo”.
Muchas plantas silvestres, incluidos los antepasados y parientes de los cultivos básicos, son más capaces de hacer frente a las tensiones ambientales que los cultivos modernos. Para que nuestros cultivos sobrevivan al cambio climático, necesitamos reintroducir esos rasgos resilientes.
Las semillas del éxito
Shabala y su colega, el profesor Michael Palmgren de la Universidad de Copenhague, plantean dos opciones. La primera es que podríamos introducir genes que favorezcan la resistencia al estrés ambiental en cultivos de alto rendimiento ya existentes. Esto es más fácil cuando hay un pariente cercano del que tomar prestados los genes, o cuando el gen permanece en el ADN de la planta pero ha sido desactivado. Sin embargo, muchos genes contribuyen a la resistencia al estrés ambiental, e incluir múltiples rasgos nuevos adicionales en una nueva variedad es difícil.
La segunda opción es que podríamos domesticar plantas silvestres que sean resistentes al estrés ambiental pero que tengan rendimientos inferiores a los cultivos modernos. Esto ha tenido éxito en casos comparativamente simples en los que solo es necesario realizar pequeños cambios, pero no está claro si hay suficientes casos simples para ayudar a asegurar nuestro suministro de alimentos.
Es demasiado pronto en este momento para saber qué estrategia tendrá éxito, dicen los científicos. Sin embargo, los mismos elementos críticos son esenciales para el éxito de ambos: la edición genética innovadora y otras tecnologías de mejoramiento de precisión impulsadas por un fenotipado preciso basado en células y la aceptación pública de los nuevos cultivos.
“Uno de los desafíos actuales es hacer coincidir los recientes avances científicos con la percepción pública de las nuevas tecnologías”, advirtió Shabala. “El tema está altamente politizado y hay importantes intereses comerciales involucrados. Y debido a la falta de conocimiento específico, el público en general no puede distinguir las diferencias sutiles entre las diversas tecnologías y se basa en las opiniones de los medios de comunicación”.