La fascinante papa creada por científicos que es resistente al cambio climático

El “tizón tardío” es un viejo enemigo de los humanos. Esta enfermedad catalizó la devastadora hambruna irlandesa de papas que comenzó en 1845. Es causada por un patógeno similar a un hongo, que mata rápidamente a la planta de papa y convierte el cultivo en una papilla incomestible.

Más recientemente, el tizón tardío se infiltró en las partes más altas de los Andes peruanos, a medida que el clima más cálido y húmedo ayuda a que el patógeno se propague. Es por eso que los científicos del Centro Internacional de la Papa (CIP), un instituto de investigación en Perú, estuvieron muy motivados para desarrollar variedades de papa que puedan resistir el tizón tardío.

Buscaron este rasgo entre los llamados parientes silvestres del cultivo: plantas no domesticadas que están lejanamente relacionadas con las que ahora se cultivan como alimento. Después de encontrar resistencia a la enfermedad en parientes silvestres de la papa, cruzaron las plantas silvestres con plantas cultivadas. Luego, los agricultores locales probaron las variedades recientemente desarrolladas y votaron por las que preferían cultivar, vender y comer.

El resultado es CIP-Matilde, una variedad de papa lanzada en 2021 que no requiere fungicidas para resistir el tizón tardío. “Por lo general, es más fácil mejorar la resistencia a una determinada enfermedad”, explica Benjamin Kilian, científico principal de Crop Trust, con sede en Bonn, Alemania.

La organización sin fines de lucro se asoció con el CIP para desarrollar la papa Matilde y está trabajando en muchas otras variedades de cultivos. Si bien la resistencia a las enfermedades puede reducirse a un solo gen, crear resistencia a factores estresantes como la sequía o la salinidad puede implicar un trabajo con cientos de genes.

Para abordar la tolerancia a la sequía, por ejemplo, los científicos podrían explorar rasgos como la floración temprana para escapar de los efectos de la sequía, una menor pérdida de agua de las hojas de las plantas o raíces largas para que las plantas puedan extenderse más para alcanzar el agua.

Kilian dirige el proyecto del Crop Trust llamado Biodiversidad para Oportunidades, Sustento y Desarrollo (Bold en sus siglas en inglés), que reúne a socios que incluyen bancos comunitarios de semillas, programas nacionales de mejoramiento y centros de investigación internacionales.

Lo más importante es que también convoca a los agricultores. Expresan sus preferencias por rasgos particulares y prueban las diferentes variedades de cultivos en desarrollo (que incluye votar colocando piedras, palos o semillas junto a sus variedades favoritas).

Estos procesos participativos implican escuchar a diferentes tipos de agricultores, afirma Kilian. Por ejemplo, “a veces mujeres y hombres, incluso dentro de la misma familia, prefieren características diferentes”. Las mujeres pueden estar más preocupadas por el sabor y la nutrición, mientras que los hombres suelen centrarse más en el rendimiento.

El rendimiento (la cantidad de un cultivo realmente cosechado por cada unidad de tierra) nunca está lejos de las conversaciones sobre producción agrícola. Sin embargo, intentar maximizar el rendimiento a toda costa ha llevado a un sistema alimentario más monótono, en el que las variedades de alto rendimiento desplazan a muchas otras.

“En condiciones óptimas y con un alto nivel de insumos, se pueden lograr grandes rendimientos. Pero, también se corre el riesgo de perder totalmente la cosecha”, afirma Kilian. “Para la mayoría de los agricultores, es más importante tener un rendimiento estable y confiable en todo tipo de entornos diferentes”.

Un cultivo que apoya el proyecto Bold es el guisante (también llamado chícharo o arveja). Kilian explica que esta nutritiva leguminosa puede soportar el anegamiento y los entornos difíciles. “A menudo era el último cultivo que sobrevivía si había una sequía”.

Cayó en desgracia debido a un compuesto tóxico que podría ser peligroso si se ingiere en grandes cantidades (como durante una hambruna). Pero Crop Trust y sus socios están trabajando para reducir la toxicidad cruzando guisantes con parientes silvestres de cultivos.

Otro cultivo olvidado que los científicos destacan por su resistencia es la azolla (helecho de agua), un helecho que crece sorprendentemente rápido y no requiere mucha agua. Y el frijol tépari silvestre puede soportar las duras condiciones del desierto.

Herramienta precisa

El mejoramiento de cultivos tradicionales puede llevar mucho tiempo y ser laborioso. Brad Ringeisen, director ejecutivo del Instituto de Innovación Genómica (IGI) de la Universidad de California (en Berkeley y San Francisco), cree que la edición genética utilizando herramientas como Crispr-Cas9 es la forma más de más impacto para garantizar que los cultivos puedan resistir los desastres. “Acelera los ciclos de innovación. Es una herramienta precisa”.

Ringeisen resume el trabajo del IGI sobre la resistencia de los cultivos a las enfermedades: “Hay una enorme cantidad de enfermedades emergentes y el cambio climático no ayuda”. Dice que la edición de genes es una mejor forma de abordar las enfermedades que rociar más pesticidas. Además de la resistencia a las enfermedades, el IGI trabaja en la tolerancia a la sequía.

Una variedad de arroz que fue editada genéticamente para reducir la cantidad de poros en las hojas, reduciendo así la pérdida de agua, se encuentra ahora en pruebas de campo en Colombia. Estas pruebas son necesarias para garantizar que las ediciones genéticas no provoquen efectos secundarios imprevistos en la práctica.

El proyecto del IGI es uno de varios esfuerzos científicos para hacer que el arroz sea menos vulnerable a los ciclos hídricos impredecibles. Los científicos del Instituto Internacional de Investigación del Arroz de Filipinas, por ejemplo, desarrollaron una variedad de “arroz submarino” que puede resistir semanas de inmersión en agua durante las inundaciones.

A veces, el proceso tecnológico lleva más tiempo para garantizar que no se agreguen genes de otras especies. Esta modificación genética sigue estando muy restringida en la Unión Europea, lo que es un desafío para la viabilidad comercial de los organismos genéticamente modificados (OGM).

En comparación, la edición de genes implica la eliminación de pequeñas secciones de ADN, en una aceleración de procesos que podrían haber ocurrido de forma natural (durante un período de tiempo mucho más largo).

Los cultivos editados genéticamente son ahora legales en países como Inglaterra y Kenia. “En muchos casos simplemente están eliminando un gen”, dice Ringeisen sobre los sistemas de edición de genes. “No hay ADN extraño”.

La edición genética ya se desarrolló velozmente. Pero, una joven empresa de diseño de semillas que quiere llevar la tecnología aún más lejos es Inari, con sede en Massachusetts, EE.UU. En lugar de realizar una edición de un solo gen a la vez, la edición de genes múltiples permite atacar varios genes a la vez.

Esto puede resultar beneficioso dadas las interrelaciones cada vez más complejas de las amenazas climáticas, donde un cultivo puede estar sometido a múltiples tipos de estrés al mismo tiempo. Por ahora, el foco de la edición genética múltiple de Inari, combinada con el diseño predictivo asistido por IA, está en el rendimiento.

La empresa pretende aumentar el rendimiento entre 10 y 20 veces. A diferencia de Crop Trust, Inari se centra en tres potentes cultivos: maíz, soya y trigo. Ponsi Trivisvavet, directora ejecutiva de Inari, dice que su soya está a punto de comercializarse. Inicialmente, la empresa apunta a los mercados de Australia y Estados Unidos.

Aunque hay muchos críticos de la intensificación agrícola con monocultivos, Trivisvavet cree que poder producir más cultivos con la misma cantidad de recursos es beneficioso para un clima cambiante. “Se trata de reducir el agua y el fertilizante por bushel (fanega anglosajona)”, dice.

Una preocupación con las variedades de plantas híbridas y genéticamente editadas es su asequibilidad para los agricultores. Si bien los marcos legales varían, a menudo los agricultores tienen que seguir comprando nuevas semillas cada temporada de siembra, en lugar de guardarlas.

Organizaciones como el Centro Africano para la Biodiversidad exigen que la gestión de semillas permanezca en manos de los agricultores, en lugar de empresas que puedan patentar semilla Es probable que el cambio climático obligue a cambiar la dieta de muchas personas, y cultivos apreciados como el cacao y el banano ya están demostrando ser vulnerables a las presiones climáticas.

Aprovechar la variedad dentro de estas familias de cultivos y de otros podría ayudar. “Creo que todos deberíamos valorar la diversidad de cultivos. No podemos depender solo de unos pocos cultivos importantes”, advierte Kilian.

*Por Christine Ro

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