Desde su fundación en 2014, el Laboratorio de sistemas de agua y alimentación de Abdul Latif Jameel (Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab, J-WAFS) del Instituto Tecnológico de Massachusetts (ITM) ha captado atención en todo el mundo por su trabajo pionero para ayudar a tratar los retos relativos al agua y la alimentación que se presentan con el cambio climático, el aumento de población y la creciente urbanización y desarrollo en el mundo.
El futuro de la alimentación: vencer al calor con cultivos con el genoma editado
Por Robert Sakai-Irvine, redactor de The Mainichi
The Mainichi, el portal de noticias en inglés del diario nacional japonés Mainichi Shimbun, trató hace poco el trabajo de J-WAFS en un artículo sobre el futuro de la alimentación en el que se incluía un emocionante proyecto de J-WAFS relacionado con la resiliencia de los cultivos y la modificación genética. Se nos ha permitido amablemente reproducir a continuación dicho artículo, publicado inicialmente el 28 de noviembre de 2018.
Trigo con el ADN alterado para vencer al calor y arroz rediseñado para crecer en condiciones de calor y sequedad. Se está trabajando para llevar este tipo de alimentos modificados genéticamente a las mesas de todo el mundo, y se calcula que el nuevo arroz llenará boles sobre el año 2039. Es algo que exige nuestro planeta, que cada vez es más cálido (y en algunos sitios más seco y mucho más poblado).
“El cambio climático supone una gran amenaza para la seguridad alimentaria de grandes partes del mundo”, dijo el profesor John H. Lienhard V, director del Laboratorio de sistemas de agua y alimentación de Abdul Latif Jameel (J-WAFS) en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (ITM) de Estados Unidos en comentarios enviados por correo electrónico a The Mainichi. Añadió que “será necesario hacer cambios en las prácticas de producción de alimentos e incluso en alimentos básicos de nuestra dieta”.
Según las Naciones Unidas y el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC), las cosechas caen alrededor de un 5 por ciento por cada grado que aumenta la temperatura.
Además, un informe publicado por el IPCC el 8 de octubre afirmaba que, ya en 2030, la tierra podría ser una media de 1,5 grados Celsius más cálida. Y ese mundo más cálido podría ver reducciones significativas de las precipitaciones: de un 5 a un 10 por ciento en grandes partes de México, el sur de África, Oriente Medio y el sur de China, y de hasta un 20 por ciento en zonas del sur de Europa y el norte de África. Al mismo tiempo, la población mundial seguirá creciendo hasta los 9.730 millones para 2050 y hasta los 11.200 millones para 2100, según una estimación de la ONU.
En Japón, el plan de adaptación al cambio climático que sacó el Gabinete en 2015 apuntaba que la producción de arroz ya estaba cayendo. Además, en el peor de los casos planteados por el IPCC, con un calentamiento de 3 grados, “si no se cambia a variedades resistentes a las altas temperaturas, la cantidad de arroz de primera clase menguará en toda la nación”, excepto en el norte del país.
El profesor Lienhard del ITM señaló que todos podemos ayudar a contrarrestar estas amenazas evitando desperdiciar comida, usando energías renovables y pensando “cómo podemos escoger opciones más sostenibles a la hora de alimentarnos”. A su vez, “la ciencia y la tecnología buscarán conseguir grandes resultados”.
Aquí entran en juego los cultivos con menos necesidad de consumo de agua que hemos mencionado.
“Creo que los genes y las secuencias que estamos identificando con nuestro enfoque —que abarca desde la biología celular hasta la fisiología de la planta entera— podrían ser buenos candidatos para una intervención de MG (modificación genética)” para mantener las cosechas, dijo al The Mainichi el profesor adjunto del ITM David Des Marais mediante una entrevista por correo electrónico.
Des Marais y su equipo trabajan en un proyecto respaldado por el J-WAFS para encontrar las bases genéticas de las respuestas al estrés por niveles de calor y agua en especies gramíneas relacionadas con el trigo y el arroz. Están buscando redes de genes que se activan en estas condiciones e investigan cómo las plantas distribuyen recursos como los nutrientes para sobrevivir en estos casos. Añadió que la modificación genética basada en la investigación del equipo podría ser “una buena oportunidad de mejorar la resiliencia de los cultivos y la seguridad alimentaria en zonas de riesgo de todo el mundo”.
Otro proyecto que Des Marais definió como “muy emocionante” es el C4 Rice Project. Un proyecto de 10 instituciones con sede central en la Oxford University británica cuyo objetivo es alterar genéticamente el arroz —una planta “C3”, llamada así por las tres moléculas de carbono que genera durante la fotosíntesis— para que sea una planta “C4”. Los procesos químicos de este tipo de plantas son mucho más eficientes a la hora de convertir la energía solar en formas que la planta pueda usar (y algunas que podamos comer) mediante la fotosíntesis —usando la luz solar para hacer glucosa a partir de dióxido de carbono y agua— que los de sus primas C3. En resumen, las plantas C4 producen más granos a partir de la misma cantidad de luz solar.
Es más, según declaró la jefa del proyecto y profesora de Oxford Jane Langdale mediante correo electrónico, “las plantas C4 funcionan especialmente bien en lugares cálidos y secos, con unas cosechas que por lo general son un 50 por ciento mayores que las de las plantas C3 y que usan menos nitrógeno y menos agua”, elementos esenciales para el metabolismo de las plantas. En un mundo en calentamiento con muchas menos precipitaciones en algunas zonas, “las implicaciones son enormes”, añadió.
Sin embargo, nada de esto es fácil. El proyecto C4 consiste en nada menos que el rediseño de uno de los procesos vitales básicos de la planta desde el nivel genético, dotándola de nuevas propiedades químicas y hasta de nuevas estructuras celulares en las hojas. Además, los genes están “conectados”, lo cual significa que la expresión genética se basa en interacciones entre las propias moléculas y con otras sustancias y factores, de modo que descubrir qué combinaciones de genes hacen qué no es tarea fácil.
También hay una preocupación generalizada sobre las futuras consecuencias de tener organismos modificados genéticamente (OMG). El 25 de julio, el Tribunal de Justicia de la Unión Europea decretó que todas las plantas modificadas genéticamente —incluso las que no incorporasen ADN ajeno— quedaran bajo la directiva de la Unión Europea sobre OMG, que prescribe un régimen de comprobaciones y aprobaciones oficiales extremadamente estricto, antes de que un OMG pueda salir al mercado.
Por otro lado, un informe del 20 de agosto realizado por un panel de expertos del Ministerio de medioambiente de Japón recomendó regular los organismos modificados genéticamente que incluyeran ADN insertado de otras fuentes, pero suavizar las leyes para OMG con genes desactivados o eliminados, bajo el argumento de que dichos cambios genéticos también se dan en la naturaleza.
“Muchos botánicos quedaron muy impactados por los acontecimientos recientes en la UE”, comentó Des Marais, del ITM, y añadió, “espero que otras regiones del mundo afronten los cultivos MG de nueva generación con una mentalidad más abierta y centrándose en los datos”. Por su parte, Langdale, de Oxford, predijo que para cuando el arroz C4 estuviera listo para comercializarse habría “reglas distintas”, “sobre todo si la escasez de alimentos es tan extrema como se predice”.
Tanto Des Marais como Langdale confían en que, si se superan los reparos sobre los OMG, las plantas modificadas genéticamente podrían abastecer a la población de nuestro mundo en calentamiento, aunque queda mucho camino por andar.
“El proyecto (C4 rice) está avanzando, pero se calcula que necesitaremos una fase de ingeniería de 10 años una vez finalice la fase actual el año que viene, y luego vendrá una fase de cultivo que posiblemente durará otros 10 años. Esto supone que la fecha de finalización será 2039”, dijo Langdale.
Aun así, Des Marais hizo hincapié en que debemos trabajar por preservar mejor los alimentos que ya cultivamos, por hacer una mejor gestión del agua y por tratar mejor la tierra para que las cosechas prosperen, así como ayudar a los pequeños agricultores a conseguir los fondos necesarios para maximizar el potencial de sus tierras. “Para alimentar a 10.000 millones de personas necesitaremos […] mejores variedades, mejores sistemas de cultivo y mejor acceso a los mercados”, dijo. “La MG forma parte de eso, pero posiblemente no sea el factor más importante.”
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