El cambio climático hará que cada vez sea más difícil alimentar al mundo. Los cultivos biotecnológicos de segunda generación podrían solucionar el problema.
Las señales de una plaga tardía no se hacen esperar, aunque de forma previsible, en Irlanda en cuanto el clima de verano se vuelve húmedo. Las esporas de un patógeno vegetal parecido a un hongo flotan por los verdes campos y aterrizan en las húmedas hojas de las plantas de patata. Este año, comenzó a llover a principios de agosto. En varias semanas, la plaga tardía había atacado a una pequeña parcela de patatas en la esquina de la cuidada cuadrícula de plantaciones de prueba en la sede de Teagasc, la agencia agrícola de Irlanda, con sede en Carlow.
Ha pasado más de un mes desde que las plantas de patata recibieran el primer golpe y, aún así, algunas semanas antes la cosecha será recogida. Una gran casa de campo con vistas a la zona de pruebas alberga las operaciones de Teagasc, y varios burócratas trajeados, irlandeses y de la UE, entran y salen con prisa. Gran parte del extenso edificio fue construido en la década de 1800, durante la peor de las hambrunas que se desencadenó cuando la plaga devastó la cosecha de patata en Irlanda. Estas hambrunas quedan muy lejos en el pasado, pero la enfermedad de las plantas sigue siendo un costoso problema para los agricultores del país, que a menudo tienen que rociar sus cultivos con fungicidas. Como parte de un proyecto en toda la UE, conocido como Amiga, para estudiar el impacto de de plantas modificadas genéticamente (MG), el investigador de Teagasc Ewen Mullins está poniendo a prueba patatas diseñadas para resistir las plagas.
Hace una ligera brisa, y aunque el verano ya se ha acabado el clima aún es cálido y húmedo. "Es el clima perfecto para la plaga", señala Mullins. Inclinándose sobre las plantas cultivadas convencionalmente, tira con firmeza de los tallos y hojas marchitos para demostrar que los tubérculos, expuestos en el suelo, están marcados con manchas negras. Después, recoge una hoja verde de una de las plantas modificadas genéticamente, que han sido tratadas con un gen resistente a la plaga de la patata silvestre que se cultiva en América del Sur. Las defensas de la planta de esa patata han luchado contra las esporas, haciéndolas inofensivas. La planta, como afirma Mullins, "ha tenido un buen rendimiento".
Es el segundo año dentro de unas pruebas de campo programadas a tres años. Pero incluso si los resultados del próximo año son igualmente alentadores, Teagasc no tiene ninguna intención de dar a los agricultores acceso a la planta, que fue desarrollada por investigadores de la Universidad de Wageningen en los Países Bajos. Estos cultivos modificados genéticamente siguen siendo polémicos en Europa, y sólo dos han sido aprobados para su siembra en la UE. Aunque Mullins y sus colegas están ansiosos por aprender cómo afecta la plaga a las patatas transgénicas, y ver si las plantas afectan a los microbios del suelo, la distribución de la planta modificada en Irlanda es, al menos por ahora, algo imposible.
Sin embargo, los campos de Carlow representan una imagen seductora del modo en que los cultivos modificados genéticamente podrían ayudar a proteger el suministro de alimentos del mundo. Las patatas resistentes a plagas serían uno de los primeros grandes alimentos de ingeniería genética en incorporar las defensas contra enfermedades de plantas, que destruyen anualmente cerca del 15% de las cosechas agrícola del mundo. A pesar del uso intensivo de fungicidas, las plagas tardías y otras enfermedades de plantas acaban con aproximadamente una quinta parte de las patatas del mundo, un tubérculo que cada vez con más frecuencia se cultiva en China y la India. La oxidación del tallo, una enfermedad fúngica del trigo, se ha extendido a través de gran parte de África y la Península Arábiga, y hoy día amenaza las enormes regiones de cultivo de Asia central y del sur, que producen alrededor del 20% del trigo del mundo. Los plátanos, que son una fuente primaria de alimentos en países como Uganda, a menudo son destruidos por la enfermedad del marchitamiento. En todos estos casos, la ingeniería genética tiene el potencial de crear variedades que sean mucho más capaces de resistir los ataques.
Las patatas MG también podrían dar lugar a una nueva generación de alimentos biotecnológicos vendidos directamente a los consumidores. Aunque el maíz, la soja y el algodón transgénicos, en su mayoría diseñados para resistir ante insectos y herbicidas, han sido ampliamente cultivados desde finales de los 90 en EEUU y en varios otros grandes países agrícolas, entre ellos Brasil y Canadá, los cultivos de maíz y soja se usan principalmente en la alimentación animal, biocombustibles y aceites de cocina. No se cultiva ampliamente ninguna variedad manipulada genéticamente de arroz, trigo o patatas, puesto que la oposición a este tipo de alimentos ha desalentado la inversión en su desarrollo, y porque las empresas de semillas no han encontrado formas de ganar el mismo dinero con esos cultivos que con los de maíz y soja.
Se espera que la población mundial llegue a más de nueve mil millones en 2050. Sin embargo, el mundo pronto podría experimentar la falta de estas variedades. Aunque la productividad agrícola ha mejorado radicalmente en los últimos 50 años, los economistas temen que estas mejoras hayan comenzado a disminuir en un momento en que la demanda de alimentos, impulsada por un mayor número de personas y los crecientes apetitos de las poblaciones más ricas, se espera que aumente entre el 70% y el 100% a mediados de siglo. En particular, el rápido aumento de los rendimientos de arroz y trigo que contribuyó a alimentar al mundo durante décadas está mostrando signos de desaceleración, y la producción de cereales tendrá que ser más del doble en el año 2050 si se quiere mantener el ritmo. Si la tendencia continúa, la producción podría no ser suficiente para satisfacer la demanda a menos que empecemos a usar mucha más tierra, fertilizantes y agua.
Probablemente el problema se vea agravado por el cambio climático, creando temperaturas más altas y, en muchas regiones, condiciones más húmedas que propaguen las infestaciones de enfermedades e insectos en nuevas áreas. Las sequías, las tormentas dañinas y los días de mucho calor se están haciendo notar en los rendimientos de los cultivos, y se prevé que la frecuencia de estos eventos aumentará notablemente cuando el clima se caliente. Para los agricultores, los efectos del cambio climático podrían definirse así: el clima se ha hecho mucho más impredecible, y son mucho más comunes las temperaturas extremas.
Las tierras altas del centro de México, por ejemplo, experimentaron los años más secos y más húmedos jamás registrados en 2011 y 2012, según el fisiólogo de trigo en el Centro Internacional de Mejora de Maíz y Trigo de El Batán (México), Matthew Reynolds. Este tipo de variación es "preocupante y muy mala para la agricultura", asegura. "Es más difícil cultivar. Si tienes un clima relativamente estable, puedes crear cultivos con características genéticas que sigan un determinado perfil de temperaturas y precipitaciones. Tan pronto como entras en un estado de cambio, es mucho más difícil saber qué rasgos debes seguir".
Una ventaja de usar la ingeniería genética para ayudar a que los cultivos se adapten estos cambios repentinos es que se pueden crear nuevas variedades rápidamente. Crear una variedad de patata a través de la reproducción convencional, por ejemplo, lleva por lo menos 15 años; producir una genéticamente modificada tarda menos de seis meses. La modificación genética también permite a los criadores de plantas realizar cambios más precisos y elegir entre una variedad mucho mayor de genes, obtenidos de los parientes silvestres de las plantas o de diferentes tipos de organismos. Los científicos de plantas se apresuran a señalar que no se puede insertar ningún gen mágico en un cultivo para que sea tolerante a la sequía o para aumentar su rendimiento. Incluso la resistencia a una enfermedad normalmente requiere múltiples cambios genéticos. Pero muchos de ellos señalan que la ingeniería genética es una técnica versátil y esencial.
"Hacerlo tiene muchísima lógica", señala el científico del Laboratorio Sainsbury en el Reino Unido Jonathan Jonesy, quien además es uno de los principales expertos mundiales en enfermedades de plantas. La producción agrícola va a enfrentarse a una serie de presiones próximamente, afirma, y "son reales y afectarán a millones de personas en los países pobres". Y añade que sería "perverso desdeñar el uso de la modificación genética como herramienta".
Esta es una forma de ver las cosas ampliamente compartida por los responsables de desarrollar las variedades de cultivos del mañana. Con el nivel actual de producción agrícola hay suficiente comida para alimentar al mundo, señala el científico de plantas en la Universidad de California, Davis, Eduardo Blumwald. Sin embargo, "¿cuando la población llegue a los nueve mil millones?" , se pregunta. "De ninguna manera".
Promesas fallidas
La promesa de que los cultivos modificados genéticamente podrían ayudar a alimentar al mundo es por lo menos tan antigua como la comercialización de las primeras semillas transgénicas a mediados de la década de los 90. Las mismas corporaciones que ayudaron a convertir los cultivos genéticamente modificados en un negocio de billones de dólares, entre ellas grandes empresas químicas como Monsanto, Bayer y DuPont, promovieron la tecnología como parte de una revolución dentro de las ciencias de la vida que aumentaría en gran medida la producción de alimentos. Hasta ahora ha resultado, por varias razones, una promesa un tanto vacía.
Los cultivos biotecnológicos son un gran éxito comercial en algunos países. La idea es sencilla pero convincente: al insertar un gen extraño derivado de, por ejemplo, las bacterias en el maíz, se puede dar a la planta un rasgo que de otro modo no poseería. Las encuestas estiman que en todo el mundo se cultivan más de 170 millones de hectáreas de estos cultivos transgénicos. En EEUU, la mayor parte del maíz, soja y algodón que se cultiva ha sido diseñado con un gen de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt), para ahuyentar insectos o con otro gen bacteriano para resistir herbicidas. A nivel mundial, el 81% de la soja y el 35% del maíz cultivado son variedades biotecnológicas. En la India, el algodón Bt fue aprobado hace más de una década y hoy día representa el 96% del algodón cultivado en el país.
Sin embargo, no está claro si este auge de los cultivos transgénicos ha provocado un aumento de la producción de alimentos o ha bajado los precios para los consumidores. Pongamos el maíz como ejemplo. En EEUU, el 76% de la cosecha se modifica genéticamente para resistir ante insectos, y el 85% puede tolerar ser rociada con un herbicida. Este tipo de maíz, sin duda, ha resultado altamente benificioso para los agricultores, puesto que reduce el uso de pesticidas y aumenta los rendimientos. Pero en EEUU se utiliza solo una pequeña porción del maíz directamente para la alimentación humana; un 4% se usa para crear jarabe de maíz de fructosa y un 1,8% para cereales y otros alimentos. El maíz y la soja modificados genéticamente son tan rentables que los agricultores estadounidenses han comenzado a sustituirlos por trigo: en 2012 fueron plantadas cerca de 56 millones de hectáreas de trigo, frente a 62 millones en 2000. Al caer la oferta, el precio de una fanega de trigo aumentó a casi 8 dólares (5,81 euros) en 2012, y costaba solo 2,5 (1,8 euros) en el año 2000.
Hasta el momento, la corta lista de cultivos transgénicos utilizados directamente para la alimentación incluye papayas resistentes a los virus y cultivadas en Hawai, maíz dulce Bt recientemente comercializado en EEUU por Monsanto, y algunas variedades de calabaza resistentes a los virus de plantas. No obstante, esta lista podría estar a punto de hacerse más grande. La agencia agrícola de Indonesia espera aprobar muy pronto una patata resistente a las plagas, y un proveedor agrícola con sede en Boise, Idaho (EEUU), J.R. Simplot, tiene la esperanza de comercializar su propia versión para el año 2017. Monsanto, que abandonó un intento de desarrollar trigo transgénico en 2004, compró una compañía de semillas de trigo en 2009 y ahora está intentándolo de nuevo. Y varios investigadores de Cornell están trabajando con colaboradores en la India, Bangladesh y Filipinas, países en los que la berenjena es un alimento básico, para crear una variedad resistente ante insectos y ponerla a disposición de los agricultores.
Estas versiones de bioingeniería de algunos de los cultivos alimentarios más importantes del mundo podrían ayudar a cumplir las expectativas iniciales de los organismos genéticamente modificados. Pero con casi total seguridad provocarán debates sobre la tecnología. A los opositores les preocupa que la inserción de genes extraños en los cultivos podría hacer que los alimentos fueran peligrosos o alergénicos, aunque más de 15 años de experiencia con cultivos transgénicos, junto con diversos estudios científicos, no han revelado peligros para la salud. Los detractores sugieren, de forma más creíble, que la tecnología es una estratagema de las grandes corporaciones, especialmente Monsanto, para vender más herbicidas, dominar la cadena de suministro agrícola, y hacer que los agricultores dependan de semillas transgénicas con altos precios. Sin embargo, la crítica más convincente puede ser simplemente que los cultivos transgénicos existentes han hecho muy poco por garantizar el futuro del suministro de alimentos mundial ahora que nos enfrentamos al cambio climático y al crecimiento de la población.
La primera generación de cultivos resistentes a insectos y tolerantes a herbicidas ofrece algunos nuevos rasgos, como la tolerancia a la sequía y la resistencia ante enfermedades, que podría ayudar a las plantas a adaptarse a los cambios de los patrones climáticos y a las enfermedades, según afirma la profesora de fitomejoramiento y genética en la Universidad de Cornell (EEUU) Margaret Smith. Sin embargo, afirma que no hay ninguna razón válida para rechazar la tecnología a medida que los científicos de plantas se lanzan a la carrera por aumentar la productividad de los cultivos. Los científicos están "enfrentándose a un desafío reproductivo de enormes proporciones", asegura Smith. "Vamos a necesitar una segunda generación de cultivos transgénicos. Sería un error descartar esta herramienta, ya que los primeros productos no han logrado solucionar los problemas más grandes".
El desarrollo de cultivos más capaces de soportar el cambio climático no va a ser fácil. Los científicos de plantas tendrán que diseñar rasgos complejos en los que estén involucrados múltiples genes. La resistencia a las enfermedades duraderas normalmente requiere una serie de cambios genéticos y un conocimiento detallado de cómo atacan los patógenos a la planta. Rasgos como la tolerancia a la sequía y el calor son aún más difíciles, ya que pueden requerir cambios básicos en la fisiología de la planta.
¿Está la ingeniería genética preparada para asumir la tarea? Nadie lo sabe. Pero varios avances genómicos recientes son alentadores. Los científicos han secuenciado genomas de cultivos como el arroz, las patatas, los plátanos y el trigo. Al mismo tiempo, los avances en biología molecular han hecho que los genes se puedan eliminar, modificar e insertar con mucha más precisión. En particular, nuevas herramientas de ingeniería del genoma conocidas como Talens y Crispr permiten a los genetistas "editar" el ADN vegetal, cambiando los cromosomas en lugares precisos.
Ediciones exactas
El taller adyacente a las filas de invernaderos en el límite del campus de Cornell en Ithaca, Nueva York (EEUU), huele a humedad procedente de las cajas de patatas. Está a menos de un kilómetro y medio de los laboratorios de biología molecular de la universidad, pero lo que ves son correas transportadoras de madera, mallas de alambre y mangueras de agua. Walter De Jong está clasificando y midiendo patatas cosechadas como parte de una iniciativa de varios años para que los cultivadores de la región consigan una variedad aún mejor. Se llenan cajas con patatas, algunas pequeños y redondas, otras grandes y deformes. Al preguntarle qué rasgos son importantes para los consumidores, sonríe con picardía y afirma: "la imagen".
La cuestión de qué piensa acerca de los esfuerzos por desarrollar patatas transgénicas no es tan fácil de responder. No es que De Jong se oponga a la ingeniería genética. Como criador de patatas, está bien versado en los métodos convencionales de introducción de nuevas características, pero también tiene un doctorado en patología vegetal y ha realizado numerosas investigaciones en biología molecular: sabe las oportunidades que la genética avanzada puede lograr. En el noreste de EEUU, una variedad de patata se optimizada para un radio de alrededor de 500 millas (804 kilómetros), teniendo en cuenta la duración de la temporada de cultivo y el tipo de clima en la zona. El cambio climático hace que estas zonas de cultivo estén cambiando, lo que provoca que la reproducción de cultivos sea como resolver un puzzle en el que las piezas están en constante movimiento. La velocidad que ofrece la modificación genética podría servir de ayuda. No obstante, De Jong afirma con desdén: "No creo que utilice tecnología . No me lo puedo permitir".
El cultivo de patatas MG en Teagasc comienza con una plántula de MG en un cultivo de tejido (1); se transfiere a un invernadero (2), y finalmente a los ensayos de campo (3). Los tubérculos cosechados tienen un aspecto saludable y sin plaga (4).
"Es una situación curiosa", asegura. Los científicos de instituciones de investigación públicas y académicas han realizado la mayor parte del trabajo para identificar los genes y entender cómo pueden afectar a los rasgos de las plantas. Pero los largos procesos de pruebas y regulación de cultivos modificados genéticamente, y el peligro de que los consumidores los rechacen, hace que sólo "muy pocas grandes empresas" puedan permitirse el gasto y el riesgo de desarrollarlos, asegura.
No obstante De Jong se anima cuando se le pregunta acerca de las herramientas de ingeniería del genoma más recientes. "Esto es lo que he estado esperando toda mi carrera", asegura, moviendo las manos hacia arriba. "Desde que soy científico de patatas, he querido dos cosas: un genoma secuenciado de la patata y la capacidad de modificar el genoma a voluntad". Al otro lado del campus, De Jong también dirige un laboratorio de biología molecular, donde ha identificado la secuencia de ADN responsable del pigmento rojo en los tubérculos de patata. Muy pronto podría ser posible alterar con precisión esa secuencia en una célula de patata, que luego se pueda cultivar en una planta: "Si yo tuviera una patata blanca y quisiera que fuera roja, sólo tendría que editar uno o dos nucleótidos y conseguir el color que quiero". La reproducción de plantas "no es el arte de mover genes", explica De Jong. "Básicamente, todas las patatas tienen los mismos genes. Lo que las diferencia son las versiones de los genes, o alelos. Y alelos difieren uno de otro en unos pocos nucleótidos. Si puedo editar esos nucleótidos, ¿por qué necesitaría llevar a cabo una reproducción ? Ese ha sido el santo grial de la genética de plantas desde hace mucho tiempo".
Un problema de las técnicas de ingeniería genética convencionales es que añaden genes de forma impredecible. El gen deseado se inserta en la célula diana en una placa de Petri utilizando bien una bacteria de planta o una "pistola de genes" que dispara físicamente una pequeña partícula cubierta con ADN. Una vez que las moléculas están en la célula, el nuevo gen se inserta en el cromosoma al azar. (La célula transformada se cultiva en un cultivo de tejido para convertirla en una plántula y, finalmente, una planta.) Es imposible controlar dónde se agrega el gen: a veces termina en un punto donde se puede expresar de manera eficaz, y a veces no. Pero, ¿si pudieras dirigirte con precisión a ciertos puntos en el cromosoma de la planta y añadir nuevos genes exactamente donde los quiere, sacando los existentes, o modificando genes mediante el cambio de ciertos nucleótidos específicos? Las nuevas herramientas permiten a los científicos hacer precisamente eso.
Talens, uno de las más prometedores entre estas herramientas de ingeniería del genoma, está inspirada en un mecanismo utilizado por una bacteria que infecta a las plantas. Los patólogos de plantas identificaron aquellas proteínas que permiten a la bacteria determinar el ADN de la planta de destino y encontraron formas de diseñar dichas proteínas para reconocer cualquier secuencia deseada. Después, fusionaron estas proteínas con nucleasas que cortan el ADN, dando como resultado una herramienta de "edición" precisa. Se utiliza una bacteria de planta o una pistola de genes para que la herramienta entre en la célula vegetal. Una vez dentro, las proteínas se concentran en una secuencia específica de ADN. Las proteínas llevan las nucleasas a un punto exacto en el cromosoma, donde se adhieren al ADN de la planta. La reparación del cromosoma roto permite insertar nuevos genes o hacer otros tipos de modificaciones. Crispr, una versión aún más reciente de la tecnología, utiliza ARN para concentrarse en los genes diana. Tanto con Talens como con Crispr, los biólogos moleculares pueden modificar incluso unos pocos nucleótidos o insertar y eliminar un gen exactamente donde quieran en el cromosoma, haciendo que el cambio sea mucho más predecible y eficaz.
Una de las consecuencias de las nuevas herramientas es que las plantas se pueden modificar genéticamente sin añadir genes extraños. Aunque es demasiado pronto para saber si esto logrará cambiar el debate público sobre los OMG, los organismos reguladores, al menos en EEUU, indican que los cultivos modificados sin genes extraños no tendrán que ser examinados tan minuciosamente como los cultivos transgénicos. Esto podría reducir considerablemente el tiempo y los gastos necesarios para comercializar nuevas variedades de alimentos genéticamente modificados. Y es posible que los críticos de la biotecnología puedan hacer una distinción similar, tolerando los cultivos modificados genéticamente, siempre y cuando no sean transgénicos.
Dan Voytas, director del centro de ingeniería del genoma en la Universidad de Minnesota (EEUU) y uno de los inventores de Talens, señala que una de sus principales motivaciones es la necesidad de alimentar a otros dos mil millones de personas a mediados de siglo. En uno de sus trabajos más ambiciosos, centrado en el Instituto Internacional de Investigación del Arroz, en Los Baños, Filipinas, está colaborando con una red mundial de investigadores para reescribir la fisiología de arroz. El arroz y el trigo, al igual que otros granos, poseen lo que los botánicos denominan fotosíntesis C3, en lugar de la versión más compleja, la C4, que poseen el maíz y la caña de azúcar. La versión C4 de la fotosíntesis utiliza agua y el dióxido de carbono de forma mucho más eficiente. Si el proyecto tiene éxito, la producción tanto de arroz como de trigo podría aumentar en aquellas regiones que sean cada vez más calientes y secas, como resultado del cambio climático.
La reescritura del funcionamiento fundamental de una planta no es una tarea trivial. Aunque Voytas afirma que Talens podría ser una herramienta valiosa, tanto para identificar aquellas vías genéticas que podrían ser ajustadas como para realizar la gran cantidad de cambios genéticos necesarios.
Según Voytas, "la carga que soportan los biólogos de plantas" es la presión por ayudar a alimentar a la creciente población en momentos en los que el cambio climático está creando más tierras marginales para la agricultura. Pero es optimista. Durante gran parte de los últimos 50 años, señala, la productividad de los cultivos ha logrado avances repetidos, atribuibles en primer lugar al uso de semillas híbridas, y después a las nuevas variedades de plantas introducidas durante la llamada Revolución Verde, e "incluso gracias a las primeras plantas MG". La introducción de nuevas herramientas de ingeniería del genoma, asegura, "supondrá otro punto de inflexión".
Si tiene razón, podría llegar justo a tiempo.
Ola de calor
Para agrónomos, reproductores de plantas y agricultores, la cuestión es el rendimiento: la cantidad que un cultivo produce en una hectárea. Los aumentos notables en el rendimiento de los cultivos a partir de mediados del siglo XX son la principal razón por la que tenemos suficiente comida tanto para alimentar a tres mil millones de personas en 1960 a siete mil millones en 2011, con sólo un ligero aumento en la cantidad de tierra cultivada. La Revolución Verde, encabezada por el patólogo de plantas nacido en Iowa y genetista Norman Borlaug, quizá sea más conocida por haber logrado un aumento sustancial de los rendimientos de trigo, maíz y arroz en muchas partes del mundo. Lo hizo, en parte, mediante la introducción de variedades de cultivos más productivos, comenzando en México y después en Pakistán, India y otros países. Pero, al menos durante la última década, el aumento de los rendimientos de trigo y arroz parece haber disminuido. Los rendimientos de trigo, por ejemplo, están creciendo a aproximadamente un 1% cada año, pero necesitan aumentar casi un 2% para estar al día con la demanda de alimentos a largo plazo. Los expertos agrícolas advierten que para alimentar a la población, en rápido crecimiento, los rendimientos tienen que mejorar en otros tipos de cultivos, pero el aumento de las temperaturas y otros efectos del cambio climático mundial harán que esto sea más difícil de lograr.
David Lobell, profesor de ciencia del sistema ambiental de la Tierra en la Universidad de Stanford (EEUU), tiene un comportamiento tranquilo que contradice su desolador mensaje sobre el modo en que el calentamiento global ya está afectando a los cultivos. Los efectos del cambio climático en la agricultura han sido ampliamente debatidos, pero recientemente Lobell y sus colaboradores han aclarado las proyecciones mediante el análisis de los registros históricos del clima y la producción agrícola. Encontraron que de 1980 a 2008, el cambio climático ha bajado los rendimientos de trigo y maíz; los rendimientos aumentaron durante ese tiempo, pero la producción total fue entre un 2% y un 3% menos de lo que hubiera sido si no fuera por el calentamiento global. Esto se cumple en la mayor parte de las regiones donde se cultiva maíz y el trigo.
El hallazgo es sorprendente, puesto que sugiere que el calentamiento global ya ha tenido un impacto significativo en la producción de alimentos y marcará una diferencia aún mayor a medida que el cambio climático se intensifique. "Cualquier cosa que haga que el rendimiento se estanque es preocupante", afirma Lobell. Y aunque los rendimientos globales de trigo y el maíz siguen aumentando, afirma que "el cambio climático se convierte en una preocupación mucho antes de experimentar tendencias de rendimiento negativas".
Resulta más pertubador el hecho de que Lobell y el economista de la Universidad de Columbia (EEUU) y colaborador Wolfram Schlenker, hayan encontrado evidencias de que en el caso de varios cultivos importantes, el efecto negativo del calentamiento global está más fuertemente vinculado con el número de días extremadamente calientes que con la subida de las temperaturas medias a lo largo de una temporada. Si eso es cierto, las investigaciones anteriores podrían haber subestimado gravemente el impacto del cambio climático puesto que sólo tomaron en cuenta las temperaturas medias.
Los cálculos de Schlenker muestran un aumento constante de los rendimientos de maíz y soja con el aumento de la temperatura desde 10ºC hasta el rango de los 20. Pero a alrededor de 29°C para el maíz y 30°C para la soja, los cultivos se ven "muy afectados" y los rendimientos bajan drásticamente. En un trabajo posterior, Lobell mostró que los días de calor estaban dañando mucho más al trigo en el norte de la India de lo que se pensaba.
Un detalle sorprendente y preocupante de la investigación, según Schlenker, es que los cultivos y los agricultores no parecen haberse adaptado a la mayor frecuencia de días calurosos. "Lo que más me sorprendió y debemos tener en cuenta de ahora en adelante", señala, "es que ha habido un enorme progreso en la reproducción agrícola y los rendimientos medios han subido más del triple desde 1950, pero si nos fijamos en la sensibilidad al calor extremo, parece ser tan mala como lo era en la década de los 50. Necesitamos cultivos que sean mejores frente a climas cálidos". Durante la ola de calor que afectó a gran parte de EEUU en 2012, afirma, los rendimientos de maíz se redujeron en un 20%, y "2012 no es un año tan inusual en comparación con lo que, según predicen los modelos climáticos, será muy pronto lo normal".
Es posible que las plantas simplemente estén programadas para dejar de funcionar a temperaturas superiores a los 30°C. De hecho, Schlenker asegura que no está convencido de que los cultivos puedan ser diseñados para adaptarse a la mayor frecuencia de días calurosos, aunque espera equivocarse. Del mismo modo, Lobell quiere que su trabajo defina mejor qué aspectos del cambio climático están dañando los cultivos, y así ayudar a orientar los cambios genéticos necesarios. Pero, al igual que Schlenker, no está seguro de que la genética pueda proporcionar gran parte de las respuestas.
En el Valle Central de California (EEUU), una de las zonas agrícolas más productivas del mundo, Blumwald desde la UC Davis reconoce que los científicos "nunca han hecho diseños para afrontar momentos de estrés" como la sequía y el calor. Pero él pretende cambiar la situación. Mediante la inserción de una combinación de genes para la tolerancia al calor, la sequía y la alta salinidad del suelo en el arroz y otras plantas, Blumwald quiere crear cultivos que tengan, al menos, algunas ventajas en condiciones climáticas extremas, sobre todo en los momentos clave de su ciclo de crecimiento.
El reto consiste en evitar la reducción de los rendimientos en buenas condiciones de crecimiento. Así que Blumwald ha identificado una proteína que activa los genes insertados sólo bajo condiciones adversas. "No hay cura para la sequía. Si no hay agua, la planta muere. No soy mago", asegura. "Sólo queremos retrasar la respuesta al estrés tanto como sea posible a fin de mantener el rendimiento hasta que llegue el agua".
El pan de cada día
Un campo al norte de Londres cerca de Rothamsted Research, que se anuncia como la estación de investigación agrícola más antigua del mundo (fundada en 1843), es uno de los puntos más importantes de la continua batalla en Europa sobre los alimentos modificados genéticamente. La controversia viene dada por un campo de trigo de 80×80 metros, en parte modificado genéticamente para producir una hormona que repele los áfidos, una plaga de insectos común. En 2012, un manifestante se subió a una valla baja y dispersó semillas de trigo convencionales entre las plantas MG en un intento por sabotear las pruebas. Los científicos de Rothamsted hicieron que las semillas fueran aspiradas, contrataron a varios guardias de seguridad adicionales y construyeron una segunda valla, de tres metros de altura y cubierta con un saliente curvado para evitar que nadie la escale. Más tarde, varios cientos de manifestantes marcharon cogidos del brazo hasta el borde del campo cercado antes de ser detenidos por la policía.
El alboroto en Rothamsted indica que la próxima gran controversia sobre los OMG podría tener al trigo transgénico como protagonista. Después de todo, el trigo es el cultivo más plantado en el mundo, y representa el 21% de las calorías que se consumen a nivel mundial. Meterse con un grano con el que se hace el pan de cada día para millones de personas en el mundo sería particularmente ofensivo para muchos opositores de los alimentos modificados genéticamente. Es más, el trigo es un grano básico vendido en los mercados mundiales, por lo que la aprobación de trigo transgénico en un país líder en exportación probablemente tendría repercusiones en los mercados de alimentos de todo el mundo.
El trigo también es un emblema de las dificultades a las que se enfrenta la agricultura en su intento por seguir el ritmo de una población creciente y un clima cambiante. No sólo han comenzado a bajar las ganancias en el rendimiento, sino que el trigo es particularmente sensible a la subida de las temperaturas y se cultiva en muchas regiones, como Australia, que son propensas a las sequías graves. Es más, el trigo es vulnerable a una de las más temidas enfermedades de plantas del mundo: la roya del tallo, que amenaza la franja fértil de Pakistán y el norte de la India conocida como la Planicie Indo-Gangética. Las técnicas de reproducción convencionales han logrado progresos notables en contra de estos problemas, produciendo variedades cada vez más resistentes a la sequía y a las enfermedades. Pero la biotecnología ofrece ventajas que no deben pasarse por alto.
"El cambio climático no cambia , pero las hace mucho más urgentes", afima el director adjunto del Centro para la Seguridad Alimentaria y el Medio Ambiente en Stanford (EEUU), Walter Falcon. Fue uno de los soldados de a pie de la Revolución Verde, y trabajó en las regiones productoras de trigo de Pakistán y en el Valle del Yaqui en México. Pero señala que los notables incrementos de la productividad logrados entre 1970 y 1995 se "han acabado" en su mayor parte, y le preocupa que la agricultura de esas regiones, muy intensiva en cuanto a tecnología, pueda ser sostenida. Señala que el Valle del Yaqui mantiene rendimientos altamente productivos, y que unos valores recientes de siete toneladas de trigo por hectárea "resultan increíbles", pero el uso intensivo de fertilizantes y el agua está "llevando al límites" las prácticas actuales. Del mismo modo, Falcon asegura que le preocupa el modo en que el cambio climático afectará a la agricultura en la región de la Planicie Indo-Gangética, hogar de casi mil millones de personas.
Cuando se le pregunta si la tecnología transgénica logrará resolver alguno de estos problemas, contesta: "No tengo todas las esperanzas puestas en ello", y cita tanto razones científicas como la oposición a los cultivos transgénicos. Pero sí espera que los avances en las tecnologías genéticas durante la próxima década creen variedades de trigo que estén mejor equipados para resistir plagas, temperaturas más altas y sequías.
Es muy posible que el primero y más espectacular de los avances venga de la adaptación de los cultivos a los patrones cambiantes de las enfermedades. Y tal y como afirma Ewen Mullins desde Teagasc, "si quieres estudiar enfermedades de plantas, vente a Irlanda".
A cientos de kilómetros de los campos idílicos de Carlow, la patóloga de plantas del University College de Dublín, Fiona Doohan, está desarrollando variedades de trigo que resisten a las enfermedades locales, y está tratando de entender cómo pueden evolucionar con el cambio climático los patógenos de las plantas. En la estación experimental agrícola de la escuela, utiliza cámaras de crecimiento en las que la concentración de dióxido de carbono puede ser ajustada para imitar los niveles más altos esperados en 2050. Los experimentos han arrojado una desagradable sorpresa. Cuando el trigo y los patógenos que comúnmente lo afectan se colocan en la cámara con mayores niveles de dióxido de carbono, la planta sigue siendo resistente al hongo. Pero cuando ambos se cultivan por separado a través de varias generaciones bajo condiciones de 2050 y después se colocan juntos, según Doohan, las plantas "se caen". Esto sugiere, desafortunadamente, que los patógenos de las plantas podrían ser mucho mejores y más rápidos que el trigo en adaptarse al aumento de dióxido de carbono.
Al lado del edificio hay un huerto de manzanas con especímenes representativos de árboles de toda Irlanda, entre ellos variedades antiguas que se llevan plantando desde hace siglos. Doohan las mira con cariño mientras camina a su lado. La tierra está cubierta por manzanas caídas. En el otro extremo del huerto hay una hilera de invernaderos, entre los que encontramos uno pequeño en el que se ponen a prueba plantas modificadas genéticamente. En el interior hay un trigo transgénico particularmente prometedor que está demostrando ser resistente a los tipos de enfermedad de la roya común en Irlanda. El nuevo gen también está aumentando la producción de granos de la planta, según Doohan, que creó la variedad con sus colegas. Claramente está encantada con los resultados. Pero, añade rápidamente, no hay planes para probar el trigo transgénico en los campos de Irlanda, o en cualquier otro lugar de Europa. Al menos por ahora, esta prometedora variedad de trigo está condenada a quedarse en el invernadero.
Fuente: agriculturers.com