Las malas hierbas son capaces de sobrevivir en las condiciones más extremas, lo que las hace idóneas para buscar soluciones para adaptar cultivos a la sequía
Europa está en sequía y las últimas proyecciones del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC), dependiente de las Naciones Unidas, pronostican que, debido a la crisis climática, la situación podría agravarse en las próximas décadas. Por eso, los expertos buscan formas de adaptar los cultivos a estas condiciones de sequía hasta debajo de las piedras o, literalmente, debajo del asfalto y los descampados.
Ahí es donde podemos encontrar los hierbajos o malas hierbas, que se han adaptado a condiciones tan hostiles hasta el punto de crecer en medio de una masa de petróleo y resistir la falta de agua como pocas plantas.
“Utilizar plantas ya de por sí adaptadas a climas extremos ofrece una gran ventaja”, afirma a Newtral.es la investigadora Ana Caño Delgado, del Centre for Research in Agricultural Genomics (CRAG) y experta en adaptación de plantas a las sequías. “Estas malas hierbas ya se las han ingeniado a lo largo de la evolución para adaptar su genética y hacerse más resistentes a las condiciones extremas. Por tanto, observar los cambios que han hecho nos ofrece soluciones que podríamos utilizar para adaptar los cultivos a la sequía”, opina Caño-Delgado.
Para esta investigadora, adaptar los cultivos a esta situación es urgente. “Según un informe de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés), las sequías causan más pérdidas económicas en la agricultura a nivel mundial que todos los patógenos de plantas juntos”, señala. Además del coste económico, estas pérdidas ponen en peligro la seguridad alimentaria en todo el planeta. La reserva de agua de los embalses de La Serena, Cijara y Alange baja más del 50% en cinco años
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Sandra Fonseca, bióloga en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB) y experta en genética vegetal, coincide con Caño-Delgado. “Es evidente que habrá que adaptar los cultivos a las sequías. Desafortunadamente, empezaremos a tener pérdidas agrícolas que harán que determinados cultivos dejen de ser viables en zonas donde son cultivados desde que tenemos memoria”, dice.
Y, según ambas investigadoras, las malas hierbas pueden tener algunas de las claves.
Caño-Delgado lidera un grupo de investigación donde analizan las estrategias para adaptarse a la sequía que usa una mala hierba, la Arabidopsis thaliana, con el objetivo de producir cultivos mejor adaptados a la sequía. Esta planta, que se utiliza como modelo en estudios genéticos, tiene tal capacidad de adaptación que está presente en todos los continentes. Consiguen crear embriones sintéticos de ratón sin progenitores a partir de células madre
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“Los mecanismos que hemos descubierto en Arabidopsis thaliana para adaptarse a la sequía están también en otras muchas plantas y cultivos, como los cereales, pero no están potenciados porque hasta ahora no les hacía falta”, afirma la investigadora. Así, Caño-Delgado no pretende introducir genes externos, sino “hackear” con técnicas biotecnológicas los cultivos para aumentar la expresión de las estrategias ya presentes en su genoma que las harán resistentes.
En concreto, estudian un tipo de receptores de las hormonas llamadas brasinoesteroides que, cuando están más potenciados, ayudan a la planta a retener agua. “Cuando no hay suficiente agua, se activan estos receptores de la planta, que están en todas las células, especialmente en las células vasculares, y generan una especie de fármacos que protegen sus niveles de agua”, explica la investigadora del CRAG.
Su equipo ya está probando cómo hacerlo en el sorgo, un cereal parecido al maíz que se cultiva en zonas áridas de África y Asia, aunque también estudian cómo se podría trasladar al maíz, al tomate o a los viñedos.
Otra de las malas hierbas a las que mira la ciencia para adaptar cultivos es la verdolaga (Portulaca oleracea), tal y como detalla una publicación reciente en la revista Science Advances. Este vegetal, además de utilizarse en ensaladas en varios países mediterráneos, es una “superplanta” para soportar sequías prolongadas.
“La verdolaga suele encontrarse entre cultivos, en áreas urbanas abandonadas, en jardines, y a veces en sitios inesperados, creciendo, por ejemplo, en grietas en las aceras de nuestras calles, también en España”, explica Jose Moreno Villena, biólogo en la Universidad de Yale e investigador principal del estudio.
Según Moreno Villena, esta mala hierba ha conseguido crecer en tantos sitios gracias a una estrategia única en la que combina dos tipos de fotosíntesis, llamadas C4 y CAM. “Cuando tiene agua de sobra, utiliza la C4 para crecer. Cuando no la tiene, cambia a la fotosíntesis CAM, que permite que los poros de las hojas, los estomas, se cierren durante el día, evitando la pérdida de agua a través de ellos”, explica Moreno.
El investigador reconoce que “aún no se conocen los cambios necesarios para aplicar este conocimiento”, pero cree que estos resultados son un paso más para desarrollar programas de adaptación de cultivos a la sequía.
Fonseca, investigadora en el CNB y que no ha participado en el estudio, coincide. “Conocer cómo estos mecanismos confieren características de resistencia a la sequía seguramente ayudará al desarrollo de nuevas estrategias que puedan ayudar a manipular los sistemas fotosintéticos en otras plantas para facilitar su adaptación a la sequía, manteniendo su productividad”, señala.
Y no son las únicas. También se barajan otras especies, como Marchantia polymorpha, una de las primeras plantas que hace unos cuantos millones de años pasaron de vivir en el agua a la tierra, o las llamadas “plantas de la resurrección”, que tienen estrategias para evitar secarse totalmente ante la falta de agua y rehidratarse cuando las condiciones se lo permitan.
“Aunque estas características tan particulares de estas plantas dependan de metabolismos complejos y no se puedan trasladar a cultivos fácilmente de forma integral, su estudio abre nuevas vías de investigación y de posibilidades inexploradas que pueden ser útiles en el futuro”, opina Fonseca. “Este tipo de conocimiento base o fundamental es el motor del conocimiento científico y en el caso de las plantas de la biotecnología y de la agricultura del futuro”, añade.
Pero usar la biotecnología para adaptar los cultivos a la sequía no está exento de desafíos. Según Marta Rivera Ferre, profesora de investigación en INGENIO (CSIC-UPV), “hay que tener en cuenta el coste-beneficio de estas tecnologías”. “Estas técnicas no son baratas y es necesario, además, adaptar a los agricultores a semillas de las que no tienen tanto conocimiento”, afirma. Por eso, defiende que son solo “una de las opciones”.
Otras estrategias para adaptar los cultivos a la sequía, según Rivera Ferre, pasan por la introducción de distintas variedades de cultivos con diferentes épocas de floración y apostar por recuperar semillas autóctonas. Para Caño-Delgado, “la biotecnología es la herramienta más prometedora” y cree que se debe apostar por una “respuesta integral” de las distintas disciplinas.
Declaraciones a Newtral.es de Ana Caño Delgado, investigadora del CRAG
Declaraciones a Newtral.es de Sandra Fonseca, bióloga en el CNB
Declaraciones a Newtral.es de Jose Moreno Villena, biólogo en la Universidad de Yale
Estudio publicado en Nature Communications sobre los receptores de hormonas brasirosteroides
Estudio publicado en Science Advances sobre los mecanismos para adaptarse a la sequía de la verdolaga
Estudio publicado en Current Opinion in Plant Biology sobre las plantas de la resurrección
Estudio publicado en Current Biology sobre los mecanismos de Marchantia polymorpha
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