Los investigadores lograron hacer que la fotosíntesis sea más eficiente en las plantas de soja, en un gran avance que significará que se tendrá que talar menos bosque para dar paso a las granjas. La soja que ha sido modificada genéticamente para hacerla más eficiente en la fotosíntesis ha producido rendimientos más del 20 % mayores que la de los cultivos no modificados en ensayos de campo, y sin fertilizante adicional.
Estos cultivos mejorados ayudarán a reducir la deforestación, las emisiones de efecto invernadero y la pérdida de biodiversidad, así como también beneficiarán la economía de los agricultores en los países de bajos ingresos, para quienes se están creando los cultivos. “Creemos que funcionará en la mayoría de los cultivos”, dice Stephen Long, de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. “Estamos trabajando en el caupí y estamos trabajando en el arroz”.
Varios equipos han logrado impulsar el crecimiento en plantas como el tabaco mediante la mejora de la fotosíntesis, pero esta es la primera vez que se logra en una planta de alimentos en ensayos de campo, señala Long. El trabajo es el resultado de una colaboración global establecida hace 10 años, financiada principalmente por la Fundación Bill y Melinda Gates, que tiene como objetivo aumentar los rendimientos mediante la mejora de la fotosíntesis y hacer que estos cultivos mejorados estén disponibles para los pequeños agricultores en el África subsahariana.
Se están explorando varios enfoques, y combinarlos debería producir aumentos de rendimiento aún mayores. “Creemos que podríamos obtener un impulso de hasta el 50 %”, resalta Long. “Si eso se pudiera lograr, sería el nivel de la Revolución Verde”. La Revolución Verde se refiere a las principales mejoras de rendimiento logradas en las décadas de 1950 y 1960 gracias a las variedades mejoradas de cultivos y otras tecnologías.
La soja modificada genéticamente tiene mayores rendimientos porque se adapta mejor a los cambios de sol a sombra, y viceversa. Cuando una hoja está a pleno sol, absorbe más energía lumínica de la que su maquinaria fotosintética puede manejar. Esto daña las células, a menos que activen un mecanismo conocido como enfriamiento para disipar el exceso de energía. Sin embargo, cuando una hoja está sombreada, el enfriamiento debe apagarse para evitar disipar la energía que podría usarse.
La mayoría de las plantas de cultivo encienden y apagan el enfriamiento con bastante lentitud y, como resultado, pierden mucha energía. No es seguro por qué es esto, explica Long, pero podría deberse a que los ancestros silvestres de muchos cultivos crecieron en condiciones semiáridas con pocas plantas cerca de ellos.
Ahora se cultivan muy juntos y, a medida que el sol se mueve a través del cielo, la mayoría de las hojas tienen continuamente las sombras de otras hojas moviéndose sobre ellas. Algunas plantas silvestres, como los helechos, encienden o apagan el enfriamiento mucho más rápidamente, destaca Long.
Su equipo ha agregado copias adicionales de tres genes involucrados en el proceso de enfriamiento a la soja, lo que resulta en niveles más altos de las proteínas codificadas y acelera las transiciones, haciendo que la fotosíntesis sea más eficiente. “Aunque no fertilizamos nuestros cultivos de soja, el contenido de proteínas no cambió”, dice Long. Eso es importante, dado que la soja es la principal fuente vegetal de proteínas a nivel mundial. “Este estudio es muy emocionante”, expresa Emma Kovak, del Breakthrough Institute, un centro de investigación global.
La agricultura es responsable de un tercio de todas las emisiones de gases de efecto invernadero, y una cuarta parte se debe a la limpieza de la tierra, explica. “Los aumentos de rendimiento no solo ayudan a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que, al reducir la deforestación, también ayudan a preservar la biodiversidad de las plantas y el hábitat de la vida silvestre”. Solo en los Estados Unidos, un aumento del rendimiento del 15 % en los cultivos de soja reduciría las emisiones de gases de efecto invernadero en una cantidad equivalente a 100 millones de toneladas de dióxido de carbono, algo que Kovak ha estimado anteriormente.
“Se necesita un esfuerzo importante para mejorar los cultivos porque las ganancias anuales de rendimiento para nuestros principales cultivos se han estancado, la población mundial está creciendo y tenemos el cambio climático”, informa Christine Raines, de la Universidad de Essex en el Reino Unido, cuyo equipo está trabajando en otra forma de impulsar la fotosíntesis. “También necesitamos aumentar el rendimiento de manera sostenible, por ejemplo, sin el uso de nitrógeno adicional, como se demostró en este estudio actual”, remarca Raines.
La mayoría de los otros cultivos no pueden producir su propio fertilizante nitrogenado de la manera en que lo pueden hacer las legumbres como la soja y el caupí, por lo que podrían necesitar fertilizante adicional para aprovechar las mejoras de la fotosíntesis. Pero la Fundación Gates también está financiando el trabajo para agregar la capacidad de fijar nitrógeno a otros cultivos, lo que también tendría enormes beneficios ambientales.
