Las plantas gigantes multiplicar¨¢n la producci¨®n mundial de alimentos

Los cient¨ªficos esperan lograr la multiplicaci¨®n de la riqueza productiva mejorando la fotos¨ªntesis -proceso en el cual las plantas elaboran materia org¨¢nica a partir del anh¨ªdrido carb¨®nico presente en la atm¨®sfera empleando la energ¨ªa solar-. Eso significa que gracias a esa energ¨ªa y ese anh¨ªdrido carb¨®nico, nuevas ra¨ªces, hojas, tallos, fruta y granos, se desarrollan constantemente sobre la superficie de nuestro planeta.Los cient¨ªficos de las granjas experimentales norteamericanas esperan poner a punto t¨¦cnicas con las cuales, durante los pr¨®ximos veinte a?os, la producci¨®n aumentar¨ªa 440 millones de toneladas al a?o, lo que supone m¨¢s de la tercera parte de la producci¨®n total de grano en el a?o 1976 fue de 1.100 millones de toneladas.

?Es un hecho curioso biol¨®gico el que las plantas obtengan alrededor del 90% de su peso a partir de la energ¨ªa primaria de la luz solar durante el proceso de fotos¨ªntesis?, afirma el doctor Israel Zelitch, director de Bioqu¨ªmica en la granja experimental de Connecticut, en New Haven. La consecuencia de esta relaci¨®n fotos¨ªntes¨ªs-peso de las plantas es evidente: mejorando la fotos¨ªntesis se producir¨¢n plantas m¨¢s grandes.

En los Estados Unidos existen multitud de experimental stations desde hace cien a?os. La mayor¨ªa de ellas, en r¨¦gimen de colaboraci¨®n con las escuelas de agronom¨ªa del Gobierno federal, constituye ¨¢mbito de investigaci¨®n de productos alimenticios agr¨ªcolas y veh¨ªculo de transmisi¨®n de nuevas ideas a los labradores norteamericanos.

Al lograrse un buen rendimiento del proceso fotosintetizador, se logran grandes plantas, consigui¨¦ndose de este modo aumentar la producci¨®n de alimentos, incluso sin incrementar la utilizaci¨®n de fertilizantes y combustible.

A finales de la d¨¦cada de 1940 Melvin Calvin, cient¨ªfico de la Universidad de California, demostr¨® los caminos bioqu¨ªmicos, a trav¨¦s de los cuales las plantas toman miles de millones de toneladas, del carbono presente en la atm¨®sfera en el anh¨ªdrido carb¨®nico. El investigador recibi¨® el premio Nobel por su trabajo.

Otro investigador, Ralph Hardy demostr¨® posteriormente que cuando las habas de soja se encierran en su c¨¢mara y se aumenta el bi¨®xido de carbono del aire, la capacidad de las plantas de ?fijar el nitr¨®geno atmosf¨¦rico? se quintuplica y las plantas se desarrollan al doble de velocidad. Al aumentar el ox¨ªgeno, las plantas mueren.

Mientras algunas plantas como el ma¨ªz, el sorgo, la ca?a de az¨²car, el mijo, crecen muy deprisa empleando el bi¨®xido de carbono del aire con buen rendimiento y desentendi¨¦ndose del ox¨ªgeno, la mayor parte del resto de las plantas alimenticias, tales como la soja, el trigo, el arroz, las hortalizas, no crecen tan deprisa. ?Por qu¨¦? Por que las plantas convierten la luz solar en electrones, activando las reacciones qu¨ªmicas que convierten el anh¨ªdrido carb¨®nico en mol¨¦culas de az¨²car gracias a enzimas especiales. De vez en cuando, uno de estos enzimas se ?descarr¨ªa? -seg¨²n expresi¨®n del doctor Carlson, de Michigan-, y en lugar de transformar el anh¨ªdrido carb¨®nico en az¨²car, act¨²a sobre el ox¨ªgeno produciendo reacciones intermedias que provocan la aparici¨®n de ¨¢cido glic¨®lico. La planta entonces expulsa anh¨ªdrido carb¨®nico, como los otros seres vivos, perdi¨¦ndolo en lugar de transformarlo en alimento.

Aqu¨ª est¨¢ la clave de las investigaciones. Si se logra evitar el desperdicio, se lograr¨¢n plantas que crezcan mejor y m¨¢s deprisa. Para ello se cultivan plantas en una elevada concentraci¨®n de bi¨®xido de carbono dentro de invernaderos cerrados. Como este m¨¦todo no es muy extensible, se ha intentado alterar la estructura foli¨¢cea de la planta mediante la selecci¨®n para que quede expuesta al sol y al bi¨®xido de carbono una mayor superficie de las hojas. As¨ª la planta aprovechar¨ªa mejor la luz solar. Se comprob¨® tambi¨¦n que a?adiendo productos qu¨ªmicos como los sulfanatos al tejido foli¨¢ceo se detiene la oxidaci¨®n del ¨¢cido glic¨®lico, aument¨¢ndose la fotos¨ªntesis. El problema que se presenta en este planteamiento es el de que los productos qu¨ªmicos y los ¨¢cidos aumentan la fotos¨ªntesis solamente durante unas horas en el laboratorio.

Plantas "artificiales"

La soluci¨®n estar¨ªa en el estudio del ?enzima descarriado?, modific¨¢ndole hasta el punto de lograr que atraiga al bi¨®xido de carbono en lugar de al ox¨ªgeno. Algunas plantas como la ca?a de az¨²car han desarrollado inmunidad al ox¨ªgeno. Si, mediante mutaciones provocadas artificialmente u otras v¨ªas, s¨¦ logra que ciertas plantas ?respiren menos? y se hagan m¨¢s inmunes al ox¨ªgeno, podr¨ªan ser cultivadas.Los doctores Carlson y Tolbert, de Michigan, est¨¢n trabajando con c¨¦lulas aisladas en vez de hacerlo con plantas completas. Cada c¨¦lula de cada ser viviente contiene todas las se?ales informativas que definen al ser vivo en cuesti¨®n. Es decir, el c¨®digo o herencia gen¨¦tica se resume en el mensaje portado por una c¨¦lula. Modificando esa herencia gen¨¦tica se modifica lo que esa planta va a ser.

Desde el a?o 1975, gracias al doctor Carlson ha sido posible fusionar c¨¦lulas aisladas de plantas de tabaco diferentes. Tras ser cultivadas y desarrolladas para producir un nuevo h¨ªbrido, se encontraron c¨¦lulas que se muestran insensibles al ox¨ªgeno.

Estas nuevas c¨¦lulas realizan la fotos¨ªntesis en cultivo. Pero se intenta ahora lograr que esas c¨¦lulas inmunes al ox¨ªgeno se desarrollen con el anh¨ªdrido carb¨®nico de la atm¨®sfera m¨¢s bien que con el carbono del medio de cultivo.

Se intenta tambi¨¦n alterar c¨¦lulas mediante la a?adidura de enzimas y de productos qu¨ªmicos. ?Estamos seguros -asegura el doctor Zelitch- que con el tiempo estos m¨¦todos de mejora biol¨®gica de la fotos¨ªntesis mejorar¨¢n el rendimiento de nuestros cultivos de alimentos. ?

Las experiencias que se realizar¨¢n actualmente y las que se van a realizar en los pr¨®ximos a?os abrir¨¢n una etapa donde la biolog¨ªa deje de ser una ciencia descriptiva a nivel gen¨¦tico para empezar a ser tan operativa como lo es hoy la ingenier¨ªa. Es el nacimiento de la ingenier¨ªa gen¨¦tica, objeto de narraciones y relatos de ciencia ficci¨®n, gracias a la cual el hombre comenzar¨¢ a transformar la vida creando ¨¦l mismo los nuevos seres vivientes del futuro.