El futuro de la agricultura: crecer sin agua

El futuro de la agricultura: crecer sin agua

En un mundo acosado por el cambio climático y con sequías cada vez más frecuentes, la modificación genética de plantas para resistir sequías sin comprometer su desarrollo es un descubrimiento que se presenta tan importante como necesario.

Abrió un ojo y miró el despertador. Las cinco, mierda, se había dormido otra vez. De todas maneras, el sol aún caía a plomo sobre la tierra quebrada y no parecía buena idea salir corriendo. Desayunó mientras veía las noticias y, después, salió con el coche rumbo al huerto. La carretera estaba cortada y los coches circulaban con lentitud; malditos circadianos, pensó, desde que cambiaron la hora no hay día que no molesten, ¿cómo no pueden entender que es mejor dormir de día?, las medidas del gobierno son lo mejor para todos, ¡si no se puede salir a la calle con este sol! De todas maneras, no durarán mucho, el cáncer de piel no les dejará llegar a viejos.

Seguía despotricando en su cabeza cuando llegó al campo. Por suerte parecía que las plantas estaban aguantando bien ese verano. Con el cambio climático, nunca tenían claro si sobrevivirían al día o no. Por suerte, se adaptaron bien al cambio, los techados ventilados les permitían regular la incidencia del sol, y la modificación genética de las plantas les permitía resistir mejor las grandes sequías.

El cambio climático y el reto del agua

Las sequías no fueron una sorpresa. A principios del siglo XX ya había estudios europeos que indicaban un cambio dramático en número e intensidad de lluvias en Europa. Concretamente, el número de áreas y personas afectados por sequías subió casi un 20% entre los años 1976 y 2006 [Fuente: https://ec.europa.eu/environment/water/quantity/about.htm]

Variación de la pluviometría en Europa. Los datos vienen de los proyectos ENSEMBLES (www.ensembles-eu.org) y ECA&D (eca.knml.nl)

La posibilidad de un mundo con problemas para abastecerse de agua aparecía habitualmente en libros y películas como Mad Max:Fury Road (2015) o Interestellar (2014), donde los autores desarrollaban sociedades distópicas con personajes luchando por encontrar agua o, en su defecto, nuevos planetas que habitar.

El proyecto

Mientras tanto, y sin ir tan lejos, en 2018 científicos del CRAG creaban plantas resistentes a la falta de agua sin alterar su crecimiento.

El proyecto estaba financiado por la Comisión Europea y contaba con investigadores de distintos países y organismos (CRAG y CSIC en España, Max Plank en Alemania, las Universidades de Utsunomiya y Teyko en Japón y la Universidad de Florida en EEUU).

Según datos de la Comisión Europea, el número de áreas y personas afectados por sequías subió casi un 20% entre los años 1976 y 2006

https://ec.europa.eu/environment/water/quantity/about.htm

La investigadora Ana Caño-Delgado llevaba más de 15 años estudiando un tipo de hormonas vegetales llamadas brasinoesteroides. Estas hormonas actúan como reguladores del crecimiento vegetal, participando en procesos de expansión, división y diferenciación celular de los tejidos jóvenes de las plantas en crecimiento. Cualquier problema de asimilación de estos compuestos deriva en cambios radicales en las características de las plantas como enanismo severo, poco desarrollo de raíces, cambios en la morfología de las hojas y otras anormalidades.

Desde 2016, el equipo de la Doctora Caño-Delgado buscaba la forma de utilizar su conocimiento sobre las brasionesteriodes para incrementar la resistencia a la seguía de la planta modelo por excelencia, la Arabidopsis thaliana. Sabían que estaban cerca, habían modificado las señales de los branionesteriodes para conseguirlo, pero las plantas modificadas crecían considerablemente menos que las plantas control.

Plantas de ‘Arabidopsis thaliana’ en el invernáculo de la CRAG donde se ha realizado el estudio de modificación de la señalización por hormonas esteroides para conseguir plantas resistentes a la sequía (CRAG)

Los resultados

Finalmente, en 2018 publicaron un artículo en la revista Nature Communications. Allí mostraban cómo, modificando la señalización de brasionesteroides de manera local en el sistema vascular, conseguían que la planta aumentara su resistencia hídrica y creciera igual que las plantas control.

«Hemos descubierto que modificando la señalización de brasinoesteroides solo de manera local en el sistema vascular, logramos que la planta sea más resistente a la sequía y crezca igual que las plantas no modificadas», explica Caño-Delgado.

Los investigadores del proyecto analizaron los metabolitos de las plantas modificadas genéticamente y descubrieron que aquellas que tenían más receptores BRL3 producían más metabolitos protectores en las partes aéreas y raíces de la planta en condiciones de riego normal. Cuando estas mismas plantas se exponían a la falta de agua, los metaboliltos protectores se acumulaban rápidamente en las raíces, protegiéndolas de la sequía. Además, la sobre-expresión del receptor BRL3 prepara a la planta para una situación de falta de agua, de manera similar a cómo una vacuna prepara al cuerpo para enfrentarse a un virus.

Plantas de Arabidopsis thaliana sometidas a condiciones de sequía. A la izquierda una planta control y a la derecha una planta que sobre-expresa el receptor BRL3 (CRAG)

A partir de ahí, solo quedaba aplicar este descubrimiento a la agricultura para enfrentar el gran reto de cultivar alimentos en situaciones meteorológicas cada vez más adversas. Empezaron por los cereales.

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