En una revisión publicada en los Philosophical Transactions of the Royal Society B, Stephen Long, profesor de ciencias de cultivos y biología vegetal en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, aborda los esfuerzos de investigación destinados a «preparar para el futuro» los cultivos esenciales para alimentar a un mundo hambriento en un clima cambiante. Long, quien ha dedicado décadas al estudio del proceso de fotosíntesis y a la búsqueda de formas de mejorarlo, proporciona un panorama de hallazgos científicos que ofrecen un rayo de esperanza.
Las temperaturas más altas, las sequías más frecuentes y prolongadas, los eventos catastróficos de lluvia y el aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera influyen en el crecimiento, desarrollo y viabilidad reproductiva de las plantas cultivadas. Aunque algunas plantas y regiones pueden beneficiarse de ciertos aspectos del cambio climático, sin una intervención prolongada y costosa, muchas más sufrirán potencialmente caídas catastróficas.
Long advierte que para 2050-2060, los cultivos experimentarán un entorno significativamente diferente al actual. Desde su nivel preindustrial de aproximadamente 200 partes por millón, «el CO2 atmosférico alcanzó 427 ppm en 2024 y se proyecta que será de aproximadamente 600 ppm para 2050″.
El calor extremo, las sequías, las inundaciones y otros eventos relacionados con el clima ya están alterando los sistemas agrícolas. Las proyecciones de extremos de temperatura e inestabilidad climática reducirán aún más los rendimientos de los cultivos, lo que aumentará el hambre, el descontento político y la migración masiva, escribe Long.
Investigaciones para la adaptación de cultivos
Sin embargo, existe cierta esperanza. Puede ser posible modificar los cultivos de manera que puedan persistir e incluso aumentar los rendimientos a pesar de los desafíos, señala Long. Aunque el proceso lleva tiempo y puede ser costoso, el trabajo ya ha comenzado.
Por ejemplo, los investigadores están evaluando la tolerancia al calor, la sequía y la inundación de diferentes variedades de cultivos específicos, identificando aquellas con atributos potencialmente beneficiosos. Descubrir los rasgos genéticos que confieren estos beneficios permitirá a los científicos desarrollar cultivos, ya sea a través del mejoramiento de plantas y/o la ingeniería genética, que puedan resistir mejor las extremas condiciones climáticas.
Los científicos han descubierto que algunas variedades de arroz pueden sobrevivir hasta dos semanas bajo el agua durante periodos de inundaciones intensas, mientras que otras variedades son más tolerantes al calor. Estos hallazgos ofrecen oportunidades para desarrollar cultivares más resistentes.
A medida que las temperaturas aumentan, las plantas deben soportar una serie de desafíos. La capacidad de secado de la atmósfera, que aumenta con la temperatura, extrae humedad de las hojas de las plantas a través de pequeños poros llamados estomas. Esto reduce la eficiencia en el uso del agua de las plantas, lo que, según Long, agrava la ya escasa disponibilidad de agua en muchas partes del mundo.
El CO2 elevado por sí solo altera la fisiología de las plantas, a veces de formas beneficiosas al aumentar la fotosíntesis, pero también de maneras perjudiciales. Long explica que el alto nivel de CO2 puede cambiar el control metabólico de las plantas al alterar los niveles de enzimas clave. Los científicos han encontrado que ajustar los niveles de proteínas que regulan la rubisco, una enzima clave en la fotosíntesis, puede aumentar la eficiencia fotosintética en presencia de altos niveles de CO2.
Para demostrar qué tipo de mejoras son posibles en los cultivos alimentarios, Long señala el notable progreso en la investigación sobre el maíz, casi el 80% del cual se utiliza en la producción de etanol y para alimentar animales, no humanos. «Entre 1980 y 2024, los rendimientos de maíz en EE.UU. se duplicaron, mientras que el sorgo mejoró solo un 12%», indica. Este éxito en el maíz es el resultado de masivas inversiones de grandes multinacionales, inversiones que aún no se están realizando en el ámbito público.
Sin inversiones similares, Long advierte que «es difícil ver cómo las oportunidades… para preparar nuestros cultivos para el futuro pueden implementarse a la escala necesaria».
