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05-06-2014 : Informe

Las malas hierbas podrían servir para alimentar a miles de millones de personas en un mundo más cálido

Los científicos de los Estados Unidos y de todo el mundo trabajan intensamente para cruzar genéticamente las vigorosas malas hierbas con los cultivos de alimentos como el arroz y el trigo. Su objetivo es hacer que estos alimentos de primera necesidad sean más resistentes, puesto que las temperaturas cada vez más altas, las sequías y el elevado nivel de CO2 amenazan el abastecimiento de alimentos en el mundo.

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Una maleza que parece césped sin cortar crece en las macetas de una pequeña habitación en un laboratorio del Department of Agriculture de los Estados Unidos, justo a las afueras de Washington, DC. La luz, el calor y el dióxido de carbono llegan a las plantas constantemente. Durante más de un mes, estas hierbas han soportado las mismas condiciones que se espera que sean las habituales en la Tierra dentro de 35 años: elevados niveles de dióxido de carbono equivalentes a un embotellamiento de tráfico y unas temperaturas que empezarán a ser peligrosas para la salud del planeta.

Pero en vez de ahogarse en este ambiente, las malas hierbas, en este caso una planta silvestre llamada arroz colorado, están boyantes. El laboratorio de pruebas reproduce las condiciones que se espera que haya en el mundo para el año 2050, cuando 2.600 millones de personas más se preguntarán “qué hay hoy para cenar”.

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N. Burgos, Universidad de Arkansas (University of Arkansas)

El arroz colorado (a la derecha) produce más semillas que el arroz de cultivo (a la izquierda), pero es muy difícil de cosechar porque estas se desmenuzan.

Lewis Ziska, un fisiólogo vegetal del Agricultural Research Service perteneciente al Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) está estudiando, entre otros temas, las malas hierbas en relación con la producción de alimentos y la salud humana. La maleza ha seducido a este científico: puede que sea la limitación más grande para los cultivos, pero también tiene unas características que podrían ser útiles para su crecimiento. El arroz colorado, por ejemplo, puede adaptarse a un entorno más caluroso y con más dióxido de carbono produciendo más tallos y más grano (el arroz colorado tiene entre un 80% y un 90% más de semillas que el arroz de cultivo).

Los cultivadores y los fisiólogos vegetales se centran en esas características y se fijan en todas las fuentes posibles de variación genética, incluidas las líneas silvestres del arroz, para mejorar la productividad de las variedades en cultivo. Este cruce podría desempeñar un papel importante en las cosechas de alimentos de primera necesidad del mundo, puesto que les permitiría adaptarse mejor a un clima más cálido.

“Una mala hierba es una planta cuyas virtudes todavía no se han descubierto”, afirma un científico.

Los fisiólogos vegetales como Ziska suelen dividir las malas hierbas en dos categorías: “especies no deseadas de planta” y “vegetación temprana después del deterioro del suelo”. Ziska cree que existe una tercera definición más adecuada: la flor malquerida. “Una mala hierba es una planta cuyas virtudes todavía no se han descubierto”, afirma parafraseando a Emerson.

Ziska comparte esta perspectiva con otros muchos científicos que ahora creen que la maleza puede ser parte de la solución para incrementar las cosechas en un mundo más cálido. Las líneas silvestres del trigo, la avena y el arroz —que, de hecho, son malas hierbas— presentan unas características genéticas que pueden resultar útiles para que sus primos domesticados puedan adaptarse a un futuro incierto.

¿Por qué las malas hierbas? Cuando otras plantas se marchitan con temperaturas o lluvias extremas, las malas hierbas están boyantes. Ziska estudia la maleza por sus cualidades redentoras. Sus investigaciones en esta área se reafirmaron un bochornoso día al pasar por un solar industrial abandonado de Baltimore, a 40 kilómetros de su centro de investigación en el Departamento de Agricultura, donde observó que la hierba era entre dos y cuatro veces más alta que la que hacían crecer en su parcela rural de prueba. Las malas hierbas urbanas motivaron una investigación más a fondo acerca de la maleza que podría ser útil para cultivar en un ambiente con más carbono y mayor temperatura.

Ziska intenta no llamar al arroz colorado mala hierba. A veces lo llama arroz “golfo”, pero la mayoría de veces se refiere a él como arroz “silvestre” o “salvaje”. Todas las plantas de cultivo fueron silvestres en algún momento y se domesticaron del mismo modo que las vacas y los cerdos en las granjas: mediante el cruce y la selección. Los parientes silvestres y salvajes de los cultivos son la fuente original del material genético en crudo del que provienen todas las variedades que se cultivan en la actualidad, pero estas reservas de variación natural no se han estudiado a fondo.

La obtención de una nueva planta a partir de las poblaciones de plantas ancestrales y silvestres puede ser la clave para crear las cosechas del futuro. La generación de trigo ha avanzado mucho en la producción de líneas de maleza que han llevado al cultivo de trigo comestible. Como el trigo tiene un largo genoma, puede incorporar rasgos que aguantan mejor el calor y la sequía. Matthew Reynolds, jefe del programa de fisiología del trigo en el International Maize and Wheat Improvement Center de México, DF, afirma que los productores de trigo son afortunados porque están un poco más avanzados en cuanto al desarrollo de variedades resistentes al calor y a la sequía.

El sistema de cultivo permite reciclar y recombinar constantemente rasgos y genes antiguos.

El valor de usar los parientes silvestres de las cosechas como fuente de adaptación y resistencia medioambiental a las pestes y enfermedades supuso cerca de 115.000 millones de dólares de beneficio para la economía mundial en 1997, principalmente debido a la mejora de la producción, según las investigaciones de la Universidad de Cornell (Cornell University).

A pesar del fácil acceso a las semillas gracias a los 1.700 bancos genéticos que existen en el mundo, “no se utiliza todo su potencial para la obtención de plantas”, afirma Susan McCouch, una genetista de plantas de Cornell. “Todavía existen grandes reservas de genes y rasgos muy valiosos escondidos en los ancestros silvestres de poca monta y en las variedades de cultivo primerizas que han quedado en el olvido y que pueden extraerse y cruzarse con sus parientes modernos más productivos. Estos cruces dan lugar a una descendencia que contenga una miríada de nuevas posibilidades de cara al futuro”.

McCouch afirma que el trabajo de los cultivadores es utilizar una combinación de conocimientos, experiencia de campo, tecnología y estrategias de cultivo innovadoras para seleccionar la descendencia más prometedora y prepararla para lanzarla como nuevas variedades. El sistema de cultivo permite reciclar y recombinar constantemente rasgos y genes antiguos, lo que da lugar a una gama infinita de nuevas posibilidades a cada generación”.

“Ocurre lo mismo en la naturaleza”, afirma. “Pero el cultivador de plantas puede unir parientes de fuentes diversas que nunca se habrían encontrado en la naturaleza.”

El cultivo del arroz mejorado tiene un largo camino por recorrer: se necesitan unos diez años para que una cosecha pase del cultivo a la producción y cinco años más para que se distribuya a los agricultores. Eso se debe al lentísimo proceso de selección de las poblaciones de hijos que contengan combinaciones de rasgos y genes que no se han utilizado antes en la agricultura y a que luego hay que probar su adaptación al estrés medioambiental.

Sin embargo, podría ser que mediante estas labores las malas hierbas acabaran suponiendo un escollo para la producción de alimentos. Tomemos el caso del arroz colorado. Como su nombre implica, esta planta asiática es parecida al arroz que se cultiva (el alimento básico para más de 3.000 millones de personas en el mundo), pero es una mala hierba. Si llega a un campo con arroz cultivado, es un rival feroz, puesto que se le parece mucho, crece de incógnito y con vigor y se propaga con rapidez. A medida que madura, crece por encima de las demás plantas.

Se calcula que la demanda de arroz y otros cereales aumente un 14% por década.

Entonces, si sopla el viento, sus semillas se esparcen por todo el campo, entre las plantas cultivadas. El arroz colorado no puede controlarse con herbicidas porque su parentesco es demasiado cercano a la mayoría de arroz que se cultiva. Una vez llega a una plantación, es tan agresivo que reduce la cosecha del arroz en un 80%. En cinco años puede acabar convirtiéndose en la especie dominante. Técnicamente, el arroz colorado es comestible pero es casi imposible de cosechar porque una vez desarrolla una semilla, esta cae al suelo y se desmenuza.

El objetivo, afirma Ziska, es transferir los rasgos que hacen que el arroz colorado sea tan resistente a los cultivos de arroz más comunes.

Con una población global creciente que se calcula que alcance los 9.600 millones de personas a mitad de siglo, se calcula que la demanda de arroz y otros cereales aumente un 14% por década. Pero también se espera que el cambio climático se inmiscuya en algunas de estas plantaciones. Las elevadas temperaturas de hoy en día estresan a las plantas de arroz, limitan su crecimiento y acortan la temporada de crecimiento. La mayor presencia de dióxido de carbono provoca que las malas hierbas crezcan más que los cultivos. Los deltas es donde se encuentran las mayores plantaciones de arroz del mundo y las repetidas inundaciones costeras van a peor con el aumento del nivel del mar y la intensificación de las tormentas; el Vietnam, uno de los mayores exportadores de arroz del mundo, ya está perdiendo tierras en el delta del Mekong.

Para superar todos estos retos, se están desarrollando nuevas herramientas y tecnologías que permitirán que los cultivadores de plantas utilicen los parientes silvestres más lejanos y liberen el potencial que sigue encerrado en esos depósitos de variación natural.

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Sin embargo, la adaptabilidad de los cultivos no viene en forma de remedio milagroso. “No será un nuevo rasgo, una supervariedad de cultivo o un nuevo sistema de gestión lo que nos permita satisfacer la demanda mundial de alimentos”, afirma McCouch. “Se necesita tiempo, esfuerzo y formación para realizar avances importantes en la genética a la hora de utilizar esas fuentes antiguas de variación”.

Ahora bien, Donald Boesch, presidente del Center for Environmental Science de la Universidad de Maryland (University of Maryland), aseguró que la ciencia agrícola debe avanzar rápido para seguir el ritmo del cambio climático. “Esta adaptación debe ser rápida”, afirma Boesch, y añade, “No es algo en lo que podamos ir trabajando. Necesitamos que nuestra ciencia siente las bases de la adaptación que hay que aplicar paralelamente al desarrollo del cambio climático. Y eso supone unos riesgos enormes para la seguridad alimentaria”.

Ziska cree que las malas hierbas pueden ser una parte clave de la solución. “Los primos salvajes de los cultivos actuales pueden permitirnos adaptarnos para satisfacer los requisitos de seguridad alimentaria”, afirma. “Esta paradoja de la maleza me parece fascinante. ¡Saquémosle todo el partido!”.

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Lisa Palmer

ACERCA DE LA AUTORA
Lisa Palmer es periodista freelance y escritora, y vive en Maryland. Escribe sobre energía, Cambio Climático, medio ambiente y empresas sostenibles para publicaciones como Slate, Scientific American y The Guardian. Los fondos para redactar este artículo provienen de una subvención de la Solutions Journalism Network Palmer ya escribió para e360 el artículo Peabody Energy’s expansion into an uncertain overseas coal market