La modificación de las distintas variedades vegetales con el fin de producir un beneficio al ser humano, es una larga historia que comenzó hace miles de años. Con el fin de comprender como hemos llegado a las técnicas de manipulación de genomas actuales, realizaremos una vista hacia atrás para conocer este proceso evolutivo de la mano del hombre. Las evidencias nos dicen que la agricultura surge en el holoceno, hace unos diez mil años. Aparece primero en el Medio Oriente, después en China y más tarde en Mesoamérica, los Andes y la Amazonia. Finalmente en el Este de los Estados Unidos, Se sabe que la adopción de la agricultura fue un proceso paulatino y que parecer ser que surgió independientemente en cada uno de los sitios mencionados.
Las presiones poblacionales y cambios en el clima han sido los principales detonantes para la iniciación del sedentarismo y la domesticación de las plantas. La agricultura es un proceso productivo en el cual están involucrados tanto el cultivo como la domesticación de plantas. La domesticación se define, por tanto, como un proceso de selección genética continúo ejercida por los humanos que genera cambios morfológicos, fisiológicos y genéticos. Este manejo agrícola generalmente incluye alguna forma de manipulación del ambiente para controlar variables, como cantidad de nutrientes, humedad, luz, temperatura, competidores, depredadores y otros factores ecológicos, con el fin de asegurar la disponibilidad de recursos vegetales para el consumo humano.
Manipulando los genotipos de las plantas conociendo únicamente el fenotipo en este caso permite al hombre adecuar la diversidad biológica a las necesidades de la sociedad humana. La selección artificial está encaminada a diseñar y crear organismos que satisfagan los requerimientos humanos y que puedan crecer en ambientes creados por el hombre. Las plantas que tienen ya un grado avanzado de domesticación por norma general dependen del hombre en gran medida para sobrevivir y reproducirse. Estos cuidados incluyen la erradicación de competidores, la fertilización, podas y la protección contra depredadores, heladas, etc.
La revolución verde
La aplicación de las leyes de Mendel por hibridación sexual a la mejora de las plantas cultivadas y de prácticas agrícolas basadas en la agroquímica y en la mecanización, lograron en los años 60 y 70 de este siglo un aumento de la productividad agrícola en numerosas zonas del mundo. La Revolución Verde se sustentó sobre todo en la mejora de tres cereales clave en la alimentación humana: trigo, arroz y maíz. La tasa del incremento de la productividad se ha frenado en los últimos tiempos. De hecho, los incrementos por hectárea han bajado desde el 2.2% anual en el periodo 1967-1982 hasta el 1.5% entre 1982 y 1994. Los actuales rendimientos de las variedades en uso están cerca del máximo teórico. Para darse cuenta de esto, hay que pensar que por meras cuestiones de viabilidad fisiológica, la planta sólo puede dedicar un porcentaje al producto cosechable.
Los factores ambientales contribuyen a más del 70% de las pérdidas de rendimiento de los cultivos en todo el mundo, siendo la sequía y salinidad las causas que producen las pérdidas más graves en la agricultura. Esto provoca que el estudio de los procesos de tolerancia a estos tipos de estrés sea de gran importancia, por el gran beneficio que supone económicamente. Por lo que la próxima frontera de cultivos agronómicos debe ser de alto rendimiento y tolerante a una multitud de tipos de estrés. La Revolución Verde supuso un cambio de paradigma en las prácticas agrícolas de numerosas zonas del mundo, y que se basa en enfoques genéticos y de nuevas prácticas agrícolas. Pero ha mostrado una serie de efectos indeseables como la disponibilidad de suelo. El uso de terrenos adicionales no es una opción, debido al rendimiento y a roturar territorios de alto valor ecológico.
El acceso al agua es uno de los principales factores limitantes. En 2025 podrían ser 3000 millones de personas las que carecieran de agua para usos esenciales, por lo que es iluso pensar que se puedan seguir ampliando indefinidamente los regadíos. Además, ya se está utilizando casi todo el terreno cultivable sometido a régimen de lluvias. La irrigación ha causado daños ambientales, principalmente por acumulación de sales tóxicas en terrenos mal drenados. Los futuros proyectos de irrigación serán cada vez más caros, hasta que sean económicamente inviables. Para 2025 casi 40 países tendrán serios problemas de aprovisionamiento de agua.
Así pues, la Revolución Verde, está dando síntomas de haber llegado al final, dado que las variedades de esta revolución están llegando al límite de su productividad. Dando por supuesto que no se puede, ni es conveniente ampliar la superficie cultivada dado el problema de la escasez cada vez mayor de agua. La innovación tecnológica será clave en esta tarea, y dentro de ella habría que lograr una nueva revolución verde, entendiendo por tal nuevas maneras de aprovechar el potencial de los genomas vegetales y de otros organismos para aumentar la producción de alimentos sin dañar el ambiente.
La agricultura del futuro debe ser compatible con los ideales de la agricultura ecológicamente sostenible, pero teniendo claro que para el año 2030 habrá que alimentar a más de 7000 millones de personas. Las previsiones de cambio climático indican que vastas áreas del globo serán más propensas a condiciones ambientales aberrantes. La próxima frontera de cultivos agronómicos debe ser de alto rendimiento y tolerante a una multitud de tensiones, permitiéndoles así sobrevivir y producir en ambientes futuros. Para proveer sustancialmente alimentos suficientes para el aumento de la productividad de la población, la productividad debe aumentar. Este es un desafío porque hay muy poco potencial para la expansión futura de las tierras de cultivo, por lo que necesitamos de la biotecnología, de los transgénicos y del CRISPR para alimentar al mundo.
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