El primer maíz indígena que no necesita fertilizantes

Este cultivo de maíz, ubicado en Sierra Mixe, en el estado de Oaxaca, de inmediato despertó la curiosidad científica de los investigadores. Esta semana, 40 años después, y con la ayuda de la comunidad y varios adelantos tecnológicos, el resultado de su sorprendente investigación fue publicado en Plos One. “Se trata de una especie de maíz indígena que no necesita fertilizantes, pues es capaz de fijar el nitrógeno de la atmósfera en sus raíces para utilizarlo como su propio “fertilizante”.

Para entender el quiebre que este tipo de maíz significa en la industria alimentaria primero hay que contemplar varias cosas. Aunque el 78 % de nuestra atmósfera está compuesta por nitrógeno en forma gaseosa (N2), las plantas solo pueden utilizarlo en otras formas para poder crecer, como amoniaco. Usualmente, esta transformación está a cargo de bacterias que viven en las raíces de algunas plantas, pero el problema es que este proceso, que es natural, se da en un porcentaje mínimo como para poder alimentar a la creciente población humana.

Por esto cuando en 1910 el científico Fritz Haber logró transformar el nitrógeno del aire en amoníaco sintético y así acelerar el crecimiento de los cultivos, la noticia fue recibida con felicidad por el mundo. Tanto así que ganó el Nobel de Química ocho años después. Pero este descubrimiento resultaría en una gran paradoja para los mares y la humanidad. Décadas después se comprobó que el amoniaco sintético que no era aprovechado por las plantas se convertía en algo tóxico: era liberado como gas de efecto invernadero en la atmósfera y se escurría hasta los cuerpos de agua, nutriéndolos tanto que los llevaba hasta la eutroficación: un proceso donde el agua se llena tanto de nutrientes que hace que proliferen demasiadas algas y tapen la entrada de sol para el resto de las especies, convirtiendo el ecosistema en una zona muerta.

Razón por la que uno de los mayores retos de la agricultura, y de la seguridad alimentaria, es cómo cultivar sin necesidad de los catastróficos fertilizantes. Aquí es donde el maíz de Sierra Mixe tiene un rol protagónico.

Aunque ya se sabía que algunas legumbres son capaces de fijar el nitrógeno por sí solas, hasta el momento este es el primer reporte de un maíz capaz de lograrlo; hito que no es pequeño. El cultivo de maíz es el más dominante de los países desarrollados. Hay más de 90 millones de hectáreas plantadas solo en Estados Unidos, en las que se usan 5,6 millones de toneladas de nitrógeno como fertilizante.

Pero según encontraron los científicos de la Universidad de California en Davis, la Universidad de Wisconsin en Davison y la compañía Mars (las tres en Estados Unidos), el maíz de Sierra Mixe es capaz de obtener entre el 28 y el 82% del nitrógeno de la atmósfera. Además, explican que el hecho de que sea tan único corresponde a que empezó a crecer en un lugar aislado, como una variación indígena y en suelo no muy fértil.

Su mayor característica, sin duda, son sus raíces aéreas, de las cuales se secreta un tipo de gel, conocido en la jerga científica como mucílago, que hace el ambiente perfecto para atraer a las bacterias que convierten el nitrógeno de la atmósfera en uno que el maíz pueda utilizar: tiene bajo oxígeno y muchas azúcares.

“Nuestra investigación ha demostrado que el mucílago encontrado en este maíz tiene un componente clave en la fijación de nitrógeno”, dijo el coautor Jean-Michel Ané, profesor de agronomía y bacteriología en la Facultad de Ciencias Agrícolas y de la Vida de la Universidad de Wisconsin-Madison: “Hemos demostrado esto a través del crecimiento de la planta tanto en México como en Wisconsin”.

Aunque los investigadores señalan que están muy lejos de poder desarrollar este rasgo de fijación del nitrógeno en el maíz comercial, sí se trata de un paso gigante para seguir investigando. “El descubrimiento podría conducir a una reducción en el uso de fertilizantes para el maíz, uno de los cultivos de cereales más importantes del mundo. Se necesita del 1 al 2 % del suministro total de energía mundial para producir fertilizantes. El proceso, que consume mucha energía, también es responsable del 1 al 2 % de las emisiones globales de gases de efecto invernadero”, concluye la Universidad de Davis en su publicación.

Este cultivo de maíz, ubicado en Sierra Mixe, en el estado de Oaxaca, de inmediato despertó la curiosidad científica de los investigadores. Esta semana, 40 años después, y con la ayuda de la comunidad y varios adelantos tecnológicos, el resultado de su sorprendente investigación fue publicado en Plos One. “Se trata de una especie de maíz indígena que no necesita fertilizantes, pues es capaz de fijar el nitrógeno de la atmósfera en sus raíces para utilizarlo como su propio “fertilizante”.

Para entender el quiebre que este tipo de maíz significa en la industria alimentaria primero hay que contemplar varias cosas. Aunque el 78 % de nuestra atmósfera está compuesta por nitrógeno en forma gaseosa (N2), las plantas solo pueden utilizarlo en otras formas para poder crecer, como amoniaco. Usualmente, esta transformación está a cargo de bacterias que viven en las raíces de algunas plantas, pero el problema es que este proceso, que es natural, se da en un porcentaje mínimo como para poder alimentar a la creciente población humana.

Por esto cuando en 1910 el científico Fritz Haber logró transformar el nitrógeno del aire en amoníaco sintético y así acelerar el crecimiento de los cultivos, la noticia fue recibida con felicidad por el mundo. Tanto así que ganó el Nobel de Química ocho años después. Pero este descubrimiento resultaría en una gran paradoja para los mares y la humanidad. Décadas después se comprobó que el amoniaco sintético que no era aprovechado por las plantas se convertía en algo tóxico: era liberado como gas de efecto invernadero en la atmósfera y se escurría hasta los cuerpos de agua, nutriéndolos tanto que los llevaba hasta la eutroficación: un proceso donde el agua se llena tanto de nutrientes que hace que proliferen demasiadas algas y tapen la entrada de sol para el resto de las especies, convirtiendo el ecosistema en una zona muerta.

Razón por la que uno de los mayores retos de la agricultura, y de la seguridad alimentaria, es cómo cultivar sin necesidad de los catastróficos fertilizantes. Aquí es donde el maíz de Sierra Mixe tiene un rol protagónico.

Aunque ya se sabía que algunas legumbres son capaces de fijar el nitrógeno por sí solas, hasta el momento este es el primer reporte de un maíz capaz de lograrlo; hito que no es pequeño. El cultivo de maíz es el más dominante de los países desarrollados. Hay más de 90 millones de hectáreas plantadas solo en Estados Unidos, en las que se usan 5,6 millones de toneladas de nitrógeno como fertilizante.

Pero según encontraron los científicos de la Universidad de California en Davis, la Universidad de Wisconsin en Davison y la compañía Mars (las tres en Estados Unidos), el maíz de Sierra Mixe es capaz de obtener entre el 28 y el 82% del nitrógeno de la atmósfera. Además, explican que el hecho de que sea tan único corresponde a que empezó a crecer en un lugar aislado, como una variación indígena y en suelo no muy fértil.

Su mayor característica, sin duda, son sus raíces aéreas, de las cuales se secreta un tipo de gel, conocido en la jerga científica como mucílago, que hace el ambiente perfecto para atraer a las bacterias que convierten el nitrógeno de la atmósfera en uno que el maíz pueda utilizar: tiene bajo oxígeno y muchas azúcares.

“Nuestra investigación ha demostrado que el mucílago encontrado en este maíz tiene un componente clave en la fijación de nitrógeno”, dijo el coautor Jean-Michel Ané, profesor de agronomía y bacteriología en la Facultad de Ciencias Agrícolas y de la Vida de la Universidad de Wisconsin-Madison: “Hemos demostrado esto a través del crecimiento de la planta tanto en México como en Wisconsin”.

Aunque los investigadores señalan que están muy lejos de poder desarrollar este rasgo de fijación del nitrógeno en el maíz comercial, sí se trata de un paso gigante para seguir investigando. “El descubrimiento podría conducir a una reducción en el uso de fertilizantes para el maíz, uno de los cultivos de cereales más importantes del mundo. Se necesita del 1 al 2 % del suministro total de energía mundial para producir fertilizantes. El proceso, que consume mucha energía, también es responsable del 1 al 2 % de las emisiones globales de gases de efecto invernadero”, concluye la Universidad de Davis en su publicación.