De la edición genética a la selección de semillas: así trabaja la ciencia para adaptar los cultivos a la sequía

• Equipos científicos en España tratan de mejorar la eficacia de los cultivos a través de la edición genética y la biología molecular
• En los bancos de semillas, buscan variedades de trigo antiguas, con rasgos de adaptación a un clima árido

Cultivo de plantas en una placa Petri

El declive de la civilización de Mesopotamia, hace 4.000 años, coincidió con una larga sequía de siglos. Murió la agricultura y, sin alimento, los pueblos emigraron a suelos más fértiles. Los motivos de aquel cambio climático son distintos a los de hoy, impulsados por la acción humana, pero las consecuencias podrían ser similares. Ya lo son en algunas partes del Planeta, y la ciencia toma nota:

"Hay que mejorar las plantas para que sean más resistentes a la sequía, a las temperaturas y a las plagas que aparecen porque los ciclos térmicos han cambiado", afirma Cristina Nieto, investigadora del Centro de Recursos Fitogenéticos del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA-CSIC).

Equipos como el suyo ya trabajan para que el cultivo de trigo o tomates en España sea posible incluso en años en los que escasean las lluvias y el agua embalsada no alcanza para todos los regadíos. Los esfuerzos van desde innovaciones "revolucionarias", como la edición genética de semillas, a medidas más convencionales, como la selección de las variedades adecuadas. Para todo ello es necesario ampliar el conocimiento en torno al funcionamiento básico de las plantas. La carrera contra el cambio climático ya ha comenzado.

Tomateras que aguantan hasta 18 días de sequía extrema

Uno de los avances se ha gestado en laboratorios del CSIC entre Madrid y Valencia. "Tenemos resultados espectaculares, de resistencia a 18 días de sequía extrema", informa Armando Albert, investigador del Instituto de Química Física Rocasolano (IQFR), que lidera el proyecto junto a Pedro Luis Rodríguez, del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas de la Universidad Politécnica de Valencia.

El método que han patentado consiste en un fármaco que, al pulverizarse por ejemplo sobre una tomatera, influye en la transpiración de la planta, que se produce a través de unos pequeños poros llamados "estomas". Por ahí, respiran, pero al revés: captan el CO₂ y expulsan el oxígeno. "Por cada molécula de CO₂ que entra en la planta, se escapan al ambiente como 100 moléculas de agua", explica Albert a RTVE.es.

La investigación para tratar de evitar esa pérdida les guio hasta el ácido abscísico, que es la hormona que naturalmente se encarga de abrir los estomas, pero también de que crezcan las raíces para buscar más agua, entre otros mecanismos para evitar la deshidratación de la planta. Ese conocimiento les ha llevado a crear una "molécula que haga las mismas funciones que el ácido abscísico, utilizando las técnicas que se usan para hacer un antibiótico en la actualidad", en definitiva, a inventar un ‘fármaco contra la sequía’.

El equipo de Albert y Rodríguez ha podido avanzar mucho más rápido que en los complicados ensayos en humanos y, así, ya han comprobado que al aplicar la molécula en una tomatera, una planta de trigo o cualquier otra, estas aguantan mejor la sequía porque cierran el estoma sin llegar a comprometer los procesos esenciales de la planta.

Pero, ¿cómo aplicar la ‘medicina’ solo a los cultivos que nos interesan, sin cerrar los estomas del resto de plantas y alterar la biodiversidad? A la solución química se le sumó la edición genética. "Hemos diseñado una proteína que reconoce nuestras moléculas de manera específica y no el ácido abscísico, de forma que solo se activan las plantas que portan nuestro receptor, nuestra proteína modificada", prosigue el investigador del IQFR, que añade que, gracias al transgén, se consigue el efecto deseado "con una pequeñísima cantidad" del fármaco.

Por tres razones - Cómo conseguir que las plantas resistan al cambio climático - Escuchar ahora

Del polémico transgénico a la edición genética con CRISPR: "No tienen nada que ver"

Este proyecto, no obstante, puede encontrar ahora un obstáculo en la restrictiva normativa de la Unión Europea sobre transgénicos y edición genómica. Cada vez más científicos y otras voces favorables a estas herramientas entre los países miembros —incluido el ministro de Agricultura, Pesca y Alimentación, Luis Planas— piden que se abra la mano, dada la mejora de las técnicas en los últimos años y, especialmente, ante problemas como la sequía.

De hecho, en el mercado de Estados Unidos ya triunfan variedades como el maíz Drought Gard, cuyas cosechas tienen un rendimiento superior en condiciones de sequía, mientras Argentina ha comenzado a sembrar la soja transgénica Hb4, que contiene un gen de girasol y cuyo desarrollo fue financiado por el gobierno, según enumeró el catedrático de la Universidad Politécnica de Valencia y divulgador, José Miguel Mulet, en Objetivo Planeta del Canal 24 Horas. La UE no permitiría producir esos productos, aunque sí importarlos:

"Eso quiere decir que durante estos últimos 20 años hemos estado importando soja y maíz resistente a herbicida, que aquí no se podía sembrar. Tal y como está el tema, en breve vamos a comprar trigo y soja resistente a sequía que nuestros agricultores no podrán sembrar, salvo que cambiemos la ley", comentó.

El biotecnólogo remarcó la diferencia entre los ya conocidos transgénicos y las nuevas técnicas de edición genética CRISPR, más seguras. "Un transgénico hace un ‘copiar y pegar’ de un trozo de ADN de un organismo a otro y un CRISPR lo que hace es corregir el propio ADN del organismo. Digamos que haces un cambio quirúrgico, como si quitaras una letra o dos letras del ADN o pusieras una o dos letras del ADN, pero no interviene ADN foráneo", explicó Mulet, que ha trabajado en el laboratorio con estas técnicas para mejorar la resistencia a la sequía de las plantas.

Por ello, en Japón, donde se impusieron importantes controles a los transgénicos, los han levantado para las nuevas técnicas al considerar que "en términos de seguridad" son muy similares a los métodos tradicionales de producción. Los japoneses ya consumen tomates con el genoma editado, mientras "Europa considera de manera transitoria que un CRISPR es igual que un transgénico. Y desde el punto de vista científico, es una absoluta aberración. Son técnicas que no tienen nada que ver", expuso.

Semillas viejas para lograr semillas nuevas

Otras vías parecerán menos ‘futuristas’, pero pueden ser igual de sofisticadas y muy eficaces ante sequías cada vez más frecuentes y extremas por el cambio climático. "Las técnicas de edición genética, que son la revolución, hay que combinarlas con la variabilidad natural", reivindica Cristina Nieto para hablarnos de la "agrodiversidad" y el potencial que puede tener España para liderar este ámbito.

Nieto trabaja en el Centro de Recursos Fitogenéticos, una suerte de "banco de semillas" donde se guardan y clasifican las variedades de cereales y leguminosas que se cultivaban en España hace más de 50 años. "La revolución verde mejoró las variedades para hacerlas mucho más productivas, pero al final se redujeron a menos variedades", refiere. Ahora son "menos diversas genéticamente".

Así buscando y estudiando los archivos pretenden encontrar semillas que estaban mejor adaptadas a las condiciones locales, donde el clima árido tampoco es una novedad: "Podemos tener un trigo que se ha adaptado a crecer en Sevilla y otro trigo en Zaragoza. Entonces, con esa diversidad genética lo que vamos a hacer es buscar las características que nos interesan".

Trabajan también en coordinación con otros países de la Unión Europea para estandarizar la información: "Se intenta que sea intercambiable entre los bancos para que, si hay un trigo en Polonia con una característica que nos interesa, podamos identificarla y trabajar con ella", señala la investigadora, que recuerda que en conocer en profundidad la biología molecular de cada planta puede estar la llave para mejorar la eficacia de los cultivos. Tampoco descarta que en el futuro se popularicen cultivos más propios de los países africanos cálidos, como el sorgo o el mijo.

"No habrá una bala mágica"

La ciencia aplicada para adaptar las plantas a la sequía es hoy ya una realidad, como lo es el cambio climático. Si preguntamos por el futuro, los expertos mantienen la esperanza en que, en el medio plazo, se evite un destino como el de Mesopotamia.

"No va a haber una bala mágica, no hay una solución única. Es decir, las semillas transgénicas o el CRISPR, van a ser una ayuda. Pero las mejoras en el riego también", insistía Mulet, enfatizando los avances que ya se han hecho: "Vengo de familia de naranjeros y antes se regaba inundando el campo".

Por su parte, Armando Albert, de IQFR-CSIC, confía en lograr próximos avances, tanto desde la modificación genética como en la biología molecular, la cual puede ofrecer soluciones más baratas y escalables para la agricultura y, por extensión, para la alimentación. "Salvo que nos pongamos a comer insectos o a plantar en la luna, habrá que optimizar forzosamente el uso del agua, y las aplicaciones biotecnológicas consiguen unos resultados espectaculares", zanja.

Nieto celebra que se haya despertado, al fin, una conciencia social y política al respecto: "Ningún cambio va a ser inmediato y la realidad se nos ha echado encima".