Desde su fundación, en 2012, MADURO se ha expandido para incluir casi un centenar de investigadores en cuatro continentes. La esperanza de Long es que, además del NPQ y los ajustes de bypass, el proyecto ofrecerá media docena de otras formas de “mejorar” la fotosíntesis. Un equipo en Australia está estudiando cómo acelerar el viaje del dióxido de carbono a RuBisCo, y un equipo en Inglaterra está analizando qué sucede justo después de que RuBisCo haga su trabajo. El siguiente paso sería introducir estas modificaciones genéticas en plantas de cultivo de importancia mundial, además de la soja y las patatas, MADURO trabaja con maíz, caupí y mandioca, y luego en variedades locales. (Los agricultores de diferentes partes del mundo siembran diferentes cepas de maíz y yuca que han sido mejoradas para las condiciones locales).
Long está particularmente interesado en llevar semillas mejoradas fotosintéticamente a los agricultores del África subsahariana, una región que no se benefició mucho de las ganancias de rendimiento de la Revolución Verde original. Hoy en día, más de doscientos millones de personas padecen desnutrición crónica.
“Si podemos proporcionar a los pequeños agricultores de África tecnologías que produzcan más alimentos y les brinden un mejor sustento, eso es lo que realmente motiva al equipo”, me dijo Long. Una de las estipulaciones de la Fundación Gates es que cualquier avance que resulte de MADUROEl trabajo esté disponible “a un precio asequible” para las empresas o agencias gubernamentales que suministran semillas a los agricultores de los países más pobres del mundo.
Antes de cualquiera de MADUROLas creaciones podrían plantarse en el África subsahariana, aunque, o en cualquier otro lugar, habría que obtener todo tipo de licencias. (Las técnicas de edición de genes que Long y sus colegas están usando a menudo están patentadas). Entonces, los genes alterados tendrían que ser aprobados por la agencia relevante en la nación en cuestión, y las alteraciones tendrían que ser convertidas en variedades locales. Hasta ahora, solo un puñado de países africanos han aprobado cultivos genéticamente modificados, y la mayoría de las aprobaciones han sido para algodón transgénico. Un estudio reciente señaló que al menos dos docenas de cultivos de alimentos transgénicos, algunos modificados para resistir a los insectos, otros para tolerar la sal, se han enviado a las agencias reguladoras de la región, pero siguen en el limbo.
“Una gran cantidad de tecnologías viables continúan en el estante, con frecuencia debido a la parálisis regulatoria”, observó el estudio. (En los EE. UU., Prácticamente toda la soja y el maíz cultivados son genéticamente modificados; otros cultivos alimentarios transgénicos aprobados incluyen manzanas, papas, papayas, remolacha azucarera y canola. En Europa, por el contrario, los cultivos transgénicos generalmente están prohibidos). En la medida en que se han realizado encuestas sobre las actitudes hacia los alimentos transgénicos en el África subsahariana, la mayoría de la gente parece desconfiar de ellos. Un estudio reciente realizado en Zimbabwe, por ejemplo, encontró que casi las tres cuartas partes de los encuestados creían que eran “demasiado arriesgados”. Y los pequeños agricultores no tienen suficiente tierra para dejar las zonas de amortiguamiento, lo que significa que, si cultivan cultivos transgénicos que se polinizan de forma cruzada, estos podrían mezclarse o contaminar a sus vecinos no transgénicos.
Cuando le pregunté a Long sobre la conveniencia de desarrollar variedades genéticamente modificadas para su uso en países que no parecen quererlas particularmente, me dijo que, en una reunión con MADURO investigadores, se le había hecho una pregunta similar a Bill Gates.
“Su respuesta fue ‘Bueno, las cosas podrían cambiar si se cumplen estas predicciones de escasez de alimentos’”, dijo Long. “’Y, si se cumplen, será demasiado tarde para hacer esta investigación’. “
Hace unos treinta millones de años, una planta (nadie sabe exactamente cuál, pero probablemente era una hierba) ideó su propio truco para mejorar la fotosíntesis. El truco no alteró los pasos involucrados en el proceso; en su lugar, agregó otros nuevos. Los nuevos pasos concentraron CO2 alrededor de RuBisCo, eliminando efectivamente la oportunidad de la enzima de cometer un error. (Para ampliar la metáfora de la línea de montaje, imagine a un trabajador rodeado de cajas llenas de las piezas correctas y ninguna de las incorrectas.) En ese momento, los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera estaban cayendo, una tendencia que continuaría más o menos hasta los humanos descubrieron cómo quemar combustibles fósiles, por lo que, aunque el hackeo le costó algo de energía a la planta, ofreció una ganancia neta. De hecho, resultó tan útil que otras plantas pronto siguieron su ejemplo. Lo que ahora se conoce como fotosíntesis C4 evolucionó de forma independiente al menos cuarenta y cinco veces, en diecinueve familias de plantas diferentes. (El término “C4” se refiere a un compuesto de cuatro carbonos que se produce en uno de los pasos complementarios). Hoy en día, varias de las principales plantas de cultivo del mundo son C4, incluidos el maíz, el mijo y el sorgo, y también lo son varias de las plantas del mundo. malezas clave, como crabgrass y tumbleweed.
La fotosíntesis C4 no es solo más eficiente que la fotosíntesis ordinaria, que se conoce como C3. También requiere menos agua y menos nitrógeno y, a su vez, menos fertilizante. Hace unos veinticinco años, a un fisiólogo vegetal llamado John Sheehy se le ocurrió lo que muchos otros fisiólogos vegetales consideraron una idea absurda. Decidió que el arroz, que es una planta C3, debería transformarse en C4. Al igual que Long, Sheehy era de Inglaterra, pero trabajaba en Filipinas, en el instituto de investigación donde, en los años sesenta, los criadores habían desarrollado las variedades de arroz que ayudaron a desencadenar la Revolución Verde. En 1999, Sheehy organizó una reunión en el instituto para discutir su idea. La opinión generalizada de los participantes fue que era imposible.
Sheehy no se rindió. En 2006, a punto de jubilarse, organizó una segunda reunión sobre el tema. Nuevamente, los asistentes se mostraron escépticos. Pero esta vez decidieron que el plan de Sheehy al menos valía la pena intentarlo. Jane Langdale, una bióloga de plantas de Oxford, estuvo entre los investigadores en la segunda reunión. “Tenía la sensación de que era ahora o nunca”, dijo recientemente, cuando hablé con ella por Zoom. “O íbamos a tener que hacer que la gente más joven se interesara en esto o perderíamos la oportunidad”. Así nació el Proyecto Arroz C4, que ahora dirige Langdale. (Sheehy murió en 2019).
El Proyecto Arroz C4 podría considerarse como MADUROprima más atrevida. También está financiado por la Fundación Gates, y también tiene como objetivo alimentar al mundo mediante la reingeniería desde el cloroplasto hacia arriba. “Dado que la vía C4 es hasta un 50% más eficiente que la vía C3, la introducción de rasgos C4 en un cultivo C3 tendría un impacto dramático en el rendimiento del cultivo”, observa el sitio web del proyecto.
Lo que hace que el trabajo sea tan desafiante es que las plantas C4 no solo pasan por pasos adicionales en la fotosíntesis; tienen una anatomía diferente. Entre otras cosas, las venas de las hojas de las plantas C4 están mucho más compactas que las de las plantas C3, y este espaciamiento es crucial para la empresa. El Proyecto Arroz C4 involucra a treinta investigadores en cinco países. Algunos de los científicos se centran en transformar las hojas de la planta, otros en alterar su bioquímica.
“Estamos trabajando para intentar hacer estas dos cosas en paralelo”, me explicó Langdale. “Pero, en última instancia, tenemos que hacer ambas cosas”.
El proyecto se ha topado con muchos obstáculos; aún así, ha avanzado poco a poco. El laboratorio de Langdale ha logrado producir plantas de arroz con un mayor volumen de venas en sus hojas, aunque el volumen aún no es lo suficientemente alto. Otros laboratorios han desarrollado plantas de arroz que generan el compuesto crucial de cuatro carbonos; estas plantas, sin embargo, no dan el siguiente paso, que es renunciar a uno de los carbonos para que RuBisCo lo tome.
“Cuando empezamos, todo el mundo pensaba que estábamos locos”, dijo Langdale. “Y no ha sido un viaje fácil. Pero creo que ahora la gente mira y piensa, ya sabes, en realidad están progresando.
“No sé si alguna vez haremos arroz con la anatomía y la bioquímica C4 completa”, continuó. “Pero creo que a lo largo del camino vamos a encontrar cosas que mejoren el rendimiento y mejoren la eficiencia, incluso si no es el asunto completo”.
Unos días después de hablar con Langdale, tres aldeanos punjabíes fueron atropellados por un camión en el lugar de una manifestación cerca de Nueva Delhi. (Las víctimas eran todas mujeres de entre cincuenta y sesenta años). Durante el año pasado, cientos de miles de agricultores en la India han protestado contra el gobierno del primer ministro Narendra Modi, y durante meses decenas de miles han acampado a lo largo de las carreteras que conducen en la capital.
En un sentido inmediato, el objetivo de la ira de los agricultores es un conjunto de leyes impulsadas por el partido de Modi en el Parlamento; estos, temen, podrían conducir al fin de los apoyos gubernamentales a los precios. Sin embargo, en un sentido más profundo, las tensiones se remontan a la Revolución Verde. Para alentar a los agricultores a plantar las variedades de arroz y trigo de mayor rendimiento y sed, el gobierno indio introdujo el sistema de sostenimiento de precios en los años sesenta. Ahora los subsidios han producido un exceso de estos productos básicos, incluso cuando su cultivo está agotando los acuíferos del país, y el gobierno quiere presionar a los agricultores para que se alejen de los cultivos que una vez los instó a plantar. Para los millones de agricultores del país, la mayoría de los cuales posee menos de cinco acres, es probable que los cambios en el status quo solo conduzcan a más miseria.
“Mucha gente diría que los apoyos a los precios que se otorgan actualmente son apenas adecuados para cubrir los costos de producción”, me dijo Sudha Narayanan, investigadora en la oficina del Instituto Internacional de Investigación sobre Políticas Alimentarias en Nueva Delhi. Pero los agricultores dependen de los apoyos para al menos fijar un piso a sus ingresos: “Se los ve como una especie de seguro”. A fines del mes pasado, en una medida sorpresa, el Parlamento votó a favor de derogar las leyes, pero eso no ha puesto fin a las protestas; los agricultores ahora piden una extensión de los precios de apoyo a otros cultivos.
Cómo producir una segunda Revolución Verde sin repetir o agravar los errores de la primera es una cuestión que afecta a los esfuerzos por aumentar los rendimientos, particularmente en el Sur Global. Con el cambio climático, los desafíos son, en muchos sentidos, incluso más empinados que en los años sesenta. Los institutos de investigación que ayudaron a impulsar la Revolución Verde original, que incluyen el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo, en México, donde Norman Borlaug estaba destinado, y el Instituto Internacional de Investigación del Arroz, en las Filipinas, donde trabajó John Sheehy, son parte de un consorcio denominado CGIAR. (El nombre proviene del Grupo Consultivo sobre Investigación Agrícola Internacional). El CGIAR se encuentra en medio de una reestructuración.
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