Por Jesús Sainz
Desde los orígenes de la agricultura, hace al menos 12.000 años, el ser humano la ha desarrollado con métodos científicos para conseguir mayores beneficios. De hecho, una hipótesis lógica es que su origen se basa en un descubrimiento “científico”: el ser humano observó…
…que los lugares donde se depositaban heces con semillas se asociaban al crecimiento de nuevas plantas; Esta observación dio origen a la agricultura. Los que estén interesado en el tema pueden leer el libro “Guns, Germs, and Steel” de Jared Diamond, traducido como “Armas, gérmenes y acero.”
Desde entonces, la agricultura no ha cesado de mejorar con innovaciones técnicas y científicas hasta conseguir que los productos cultivados en la actualidad (granos de trigo, frutas, etc.) no se parezcan mucho a lo que fueron en sus orígenes salvajes, como regla general, hoy en día son mucho mayores y más nutritivos.
En el siglo XIX, con la revolución industrial, los procesos productivos empezaron a evolucionar mucho más rápidamente. La segunda mitad del siglo XX trajo un rápido desarrollo de la tecnología que ha facilitado en gran medida el desarrollo de la ciencia y las actividades humanas a las que afecta, incluyendo, como no podía ser de otra manera a la agricultura. La agricultura se ha industrializado en gran manera, y las producciones más competitivas se dan en aquellos sitios donde se ha aplicado en mayor escala la producción industrializada. Un ejemplo se da en las legumbres que consumimos en España, la mayor parte de las legumbres que encontramos en los grandes mercados provienen de China, EEUU, Canadá o Méjico y no de España, pese a que la calidad española es muy grande.
Es decir, es muy relevante el actualizar la agricultura a los avances científicos y tecnológicos. Pero no solo para ser competitivo, sino para poder alimentar a la población mundial que no deja de aumentar.
Reciénteme se está aprendiendo a manipular el microbioma (conjunto de microorganismos) de las plantas para mejorar la agricultura. Cada vez es más evidente que, al igual que los animales, las plantas no son organismos autónomos, sino que están pobladas por una gran cantidad de microorganismos diversos.
Se espera que la población mundial alcance los 9.800 millones en 2050, más del 30 por ciento más que en la actualidad. Esto ejercerá una enorme presión sobre la producción de alimentos a nivel mundial. Para conseguir los alimentos necesarios, se necesitan cambios radicales en el proceso de producción de cultivos, cambios que podrían venir en forma de manipulación microbiana.
La interfaz entre las raíces de las plantas y el suelo, una zona llamada rizosfera, y la raíz misma son sitios de colonización de microbios capaces de aumentar la absorción mineral por la planta, mediante la modulación y síntesis en la planta de compuestos químicos llamados fitohormonas que regulan crecimiento y desarrollo de la planta. Estos micro-organismos son capaces también proteger a las plantas de las plagas y patógenos derivados del suelo. Por todas estas razones, los científicos están buscando la manera de manipular los microbios que pueblan este hábitat subterráneo para aumentar de manera eficiente y no química la producción de los cultivos.
Se ha estimado que un solo gramo de suelo contiene miles de especies bacterianas diferentes, sin mencionar otros microorganismos como arqueas, hongos y protistas. Estudios comparativos indican que las características del suelo, como la disponibilidad de nutrientes y minerales, son los principales determinantes del microbioma de la raíz.
En el Instituto Max Planck de Alemania se confirmó que la presencia de especies fúngicas puede inhibir fuertemente el crecimiento de las plantas. Durante años, investigadores han observado que, a pesar de la presencia de patógenos y condiciones favorables para la infección, algunas regiones producen plantas que son menos susceptibles a enfermedades que otras áreas. Los suelos en estas áreas, protegen la salud de las plantas a través del microbioma. En 2011, un equipo dirigido por Rodrigo Mendes, en la Universidad de Wageningen y el Centro de Investigación en los Países Bajos, demostró que la protección de una enfermedad estaba vinculada a una población específica de Pseudomonadaceae que disminuía la incidencia de la enfermedad causada por el hongo Rhizoctonia solani en las raíces de la remolacha azucarera. De forma similar, en su estudio publicado el año pasado, se encontró que las plantas de maíz inoculadas con cepas bacterianas seleccionadas mostraron un desarrollo significativamente más lento de Fusarium verticillioides, el agente que causa el tizón del maíz, una enfermedad que provoca importantes pérdidas a los agricultores.
A principios de este año, Jeff Dangl de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y sus colegas exploraron el papel del microbioma en la raíz en la absorción de fosfato. En la naturaleza, menos del 5 por ciento del contenido de fósforo de los suelos está disponible para las plantas. Para compensar, los agricultores confían en la aplicación de fertilizantes químicos, pero esta práctica causa graves problemas ambientales de contaminación y toxicidad a largo plazo y si son usados en cantidades inadecuadas. Por lo tanto, es una prioridad entender cómo las plantas y sus microbios asociados pueden ayudar a aumentar en cantidades suficientes el suministro de fósforo. En plantas silvestres inoculadas con ciertos microorganismos se han observado aumentos de 20 a 40 veces en la concentración de fósforo en el tallo de la planta, en comparación con los controles no inoculados. En conjunto, estos datos sugieren que el estado nutricional de la planta depende de la composición del microbioma.
La investigación actual se dedica a caracterizar el microbioma de las plantas y su función para aplicarlo en el entorno agrícola, equipando mejor los cultivos para crecer en entornos de escasos recursos y combatiendo patógenos peligrosos. De hecho, el sector privado ha comenzado a invertir en este enfoque. Una estrategia que muchas compañías están buscando es una forma de probiótico vegetal, que consiste en preparaciones de microbios beneficiosos para mezclar con semillas en la siembra y nuevamente una vez que las plántulas germinan. Aunque quedan muchas preguntas a responder sobre el microbioma de la planta, es de esperar que en los próximos años veamos cambios importantes en la industria agrícola.
