‘Domesticar’ las plantas para la alimentación del futuro

La humanidad ha logrado aumentar la producción y la calidad de los alimentos a lo largo de su historia gracias a la modificación constante de las plantas desde el Neolítico. Pero en los próximos 50 años los seres humanos tendrán que producir más alimentos de los que han cultivado durante toda su historia. Así lo advierte la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO). A ello se suman los efectos del cambio climático.

Además, en el último medio siglo la población mundial se ha doblado, mientras que el aumento del rendimiento de los cereales se ha multiplicado por tres. Las mejoras de producción se han conseguido, entre otros, aumentando la superficie cultivada, el agua y los abonos utilizados.

No obstante, “esto ya no es posible, lo que nos obliga a utilizar todas las herramientas a nuestro alcance, como la mejora en el conocimiento básico de la genética de plantas”, comentó Josep Casacuberta, coordinador del programa de genómica de plantas y animales delCentro de Investigación Agrigenómica (CRAG), durante el encuentro organizado en marzo porB·Debate, Centro Internacional para el Debate Científico,una iniciativa deBiocatyObra Social “la Caixa”.

Las especies del futuro: cómo conseguir más con menos

Ahora, uno de los retos de futuro de la agrigenómica es conseguir variedades de plantas más eficientes para aumentar la producción sin incrementar los recursos de espacio, agua y abono invertidos al cultivarlas. Para lograrlo, los científicos se centran en cómo resolver el problema de la alimentación de una población que no deja de crecer. Es el caso de Rod Wing, director del Instituto de Genómica de Arizona (EE UU), cuya investigación gira en torno al arroz.

“Los pueblos que dependen del arroz doblarán sus habitantes en 2050, y este cereal ya es la base de la alimentación del 50% de la población mundial”, señaló Wing. Para mejorarlo es necesario que “el arroz que sea más resistente, más fácil de cultivar y más nutritivo”, destacó en el encuentro de Barcelona ante más de 100 expertos de todo el mundo.

Hasta el momento se han secuenciado los genomas de 3.000 variedades diferentes de arroz proveniente de 89 países, pero ahora se necesita integrar e interpretar toda esa información. Para ello, el científico estadounidense ha participado en la creación del International Rice Informatics Consortium, una iniciativa que busca centralizar y optimizar todos los esfuerzos realizados.

Aparte del arroz, desde el año 2000 –cuando se publicó el primer genoma de la planta Arabidopsis– se dispone del genoma completo de más de 80 especies, así como el genoma de diferentes variedades de la misma especie. Constituyen bases de datos a las que acceden continuamente los mejoradores de plantas.

¿Cómo han cambiado los vegetales que comemos?

La domesticación es el proceso por el cual los hombres, desde hace más de 10.000 años, han ido seleccionando las características que mejor servían de cada planta, dirigiendo así en gran medida su evolución. Pero estudiar estos cambios no es sencillo.

El grupo de investigación INRA, liderado por Oliver Loudet, estudia las variaciones en Arabidopsis recogiendo variedades de América, de Sicilia, e incluso de áreas aisladas (y por tanto con plantas no domesticadas) como Tajikistán, en Asia Central. A partir de ahí estudian cómo se comportan en condiciones de estrés como la falta de agua, observan cómo resisten y crecen y buscan las diferencias genéticas (y epigenéticas) que las explican.

Algo parecido hace el grupo de Carlos Alonso-Blanco, del Centro Nacional de Biotecnología, en Madrid: estudian las variaciones de la misma planta y su adaptación a las estaciones. Y en esa búsqueda han encontrado varias regiones asociadas con el tiempo en que florecen, con su adaptación a las altas temperaturas o incluso con su resistencia a contaminantes.

Más allá de los transgénicos

Una vez conocidas estas modificaciones, ¿cómo se pueden emplear para mejorar los cultivos? Antes, estos cambios en las variedades vegetales se conseguían de forma intuitiva. Ahora, gracias a la investigación científica, existen diferentes técnicas de mejora más precisas, como la selección asistida por marcadores o la transgenia, que es la última que se ha incorporado en la mejora de plantas.

“Nos alimentamos de especies inventadas por el ser humano, fruto de la modificación genética, como el maíz”, apuntó Casacuberta. Para este investigador, líder científico del encuentro y ex miembro del panel de transgénicos de laAutoridad Europea de Seguridad Alimentaria(EFSA), los transgénicos no son ni la única ni la completa solución, pero aboga por disminuir la alarma generada sobre este tipo de cultivos.

“Los transgénicos siguen un control estricto de riesgos y, además, las nuevas técnicas permitirán un control mucho más fino de los cambios introducidos”, observó. Una de esas técnicas es la llamada CRISPR, es la gran promesa en la terapia génica y ya se discute su uso hasta en la modificación de embriones humanos.

Tal y como recordó Casacuberta, “variaciones en el genoma se han producido constantemente en las plantas; incluso en los años 50 se usaron rayos X para provocar modificaciones que se encuentran en muchos alimentos actuales”. El científico se mostró tajante: “Sin estos avances no podríamos dar respuesta al reto de la alimentación del futuro y mejorar las especies que comemos”.