Las herramientas genéticas que han ayudado a crear cultivos resistentes también podrían impulsar la eliminación de carbono.
Los científicos tienen una amplia gama de herramientas a su disposición para influir en cómo crecen las plantas. Desde la ingeniería genética estándar hasta herramientas de edición de genes más sofisticadas como CRISPR, tenemos más poder que nunca para influir en los rasgos que queremos en los cultivos.
Pero los ajustes genéticos no son nada nuevo. “Prácticamente todo lo que comemos se ha mejorado utilizando algún tipo de herramienta genética”, señaló Ronald en nuestra entrevista en ClimateTech, con algunas excepciones como los arándanos y los champiñones forrajeros y el pescado capturado en la naturaleza.
Los agricultores han utilizado la reproducción selectiva y la polinización cruzada durante siglos para resaltar ciertos rasgos en sus cultivos. En el siglo XX, los investigadores mejoraron las cosas y comenzaron a usar la mutagénesis: usar productos químicos o radiación para causar mutaciones aleatorias, algunas de las cuales fueron beneficiosas.
La diferencia es que, en los últimos 50 años, las herramientas genéticas se han vuelto mucho más precisas. La ingeniería genética permitió la introducción de genes específicos en una planta objetivo. CRISPR ha permitido a los científicos tener un toque aún más fino, influyendo en puntos específicos del ADN.
“Lo que es realmente emocionante ahora es que tenemos muchas más herramientas”, dijo Ronald.
El poder de la precisión
Para comprender cuán poderosas pueden ser las herramientas genéticas en la agricultura, eche un vistazo al proyecto de Ronald que desarrolla arroz resistente a las inundaciones.
Las plantas de arroz crecen bien en agua estancada, pero la mayoría de las variedades morirán si se sumergen durante más de tres días, lo que puede ocurrir a menudo en tierras de cultivo bajas. Se estima que cada año se pierden cuatro millones de toneladas de arroz a causa de las inundaciones, suficiente para alimentar a 30 millones de personas, dijo Ronald.
Ronald y sus colaboradores encontraron una solución en una variedad de arroz antigua, en gran parte olvidada, que era especialmente resistente a las inundaciones.
Usando herramientas genéticas modernas, incluida una llamada reproducción asistida por marcadores, los investigadores pudieron reproducir el gen responsable de la tolerancia a las inundaciones, llamado Sub1, en variedades populares de arroz. En experimentos controlados, los investigadores compararon el arroz Sub1 con variedades estándar cultivando ambos durante un período de cuatro meses que incluía una inundación de dos semanas. En condiciones de inundación, el gen Sub1 aumentó los rendimientos de arroz en un 60 %.
Ronald dijo que el proyecto fue especialmente exitoso debido a quién se ha beneficiado: algunos de los agricultores más pobres del mundo. Para obtener más información sobre el trabajo del arroz resistente a las inundaciones, consulte este perfil de Ronald que mi colega James escribió en 2017.
El siguiente: ¿eliminación de carbono?
Ronald y yo también hablamos sobre un nuevo proyecto en el que ha estado trabajando, que se centra en el uso de cultivos para la eliminación de carbono. La investigación está encabezada por el Innovative Genomics Institute, fundado por la ganadora del Premio Nobel y pionera de CRISPR, Jennifer Doudna.
Escribí sobre este proyecto en junio cuando se anunció con fondos de la Iniciativa Chan Zuckerberg. En ClimateTech, Ronald me explicó más detalles sobre el objetivo del proyecto.
“La tecnología de eliminación de carbono más efectiva y sorprendente es la fotosíntesis”, dijo Ronald en nuestra entrevista.
Las plantas extraen de forma natural el dióxido de carbono y lo transforman en compuestos complejos como los azúcares. Muchos de los azúcares producidos en la fotosíntesis finalmente se descomponen nuevamente y regresan a la atmósfera. Pero algo de carbono permanece en el suelo, y Ronald y su equipo quieren ayudar a aumentar la cantidad.
Hay algunos puntos en este plan.
- Impulsar la fotosíntesis, para que los cultivos puedan crecer más rápidamente y absorber más carbono.
- Cultive plantas con raíces especialmente largas, de modo que más carbono termine en las profundidades subterráneas.
- Ayuda a las plantas a asociarse con bacterias específicas. Este es un poco complicado, pero básicamente algunas bacterias ayudan a mineralizar el dióxido de carbono bajo tierra, atrapándolo.
Además de modificar las plantas, los investigadores trabajarán para comprender mejor cómo se mueve el carbono a través de las plantas y el entorno circundante para ver cuánto están ayudando realmente.