Microbios, el secreto para evitar una hambruna

La clave para alimentar un planeta superpoblado podría estar escondida en las bacterias y los hongos. Al menos eso creen el investigador suizo Ian Sanders y su colega, la agrónoma colombiana Alia Rodríguez.

El experimento de Sanders y Rodríguez se lleva a cabo en Casanare, en colaboración con el programa Utopía de la Universidad de La Salle. / Ian Sanders - Universidad de Lausana

Ian Sanders quiere alimentar el mundo. Este científico de la Universidad de Lausana en Suiza cree, de hecho está convencido, que los hongos que estudia en su laboratorio de genética jugarán un papel crítico para suplir los alimentos que necesitaremos en el futuro.

Tiene un acento suavemente británico. Parece un niño cuando comienza a hablar sobre esas microscópicas formas de vida llamadas hongos formadores de micorrizas, o micorrícicos, un tipo de hongos que viven en las raíces de la mayoría de plantas en el planeta. A ellos ha dedicado toda su vida como investigador.

Su sonrisa amable de repente desaparece para explicar la gran crisis alimentaria que se avecina. Actualmente, cinco millones de personas mueren cada año por causa de la malnutrición, dice. La población mundial sobrepasará los 9.000 millones. Ninguno de los esfuerzos que hoy nos permiten producir alimentos a gran escala serán suficientes en el futuro. Por si fuera poco, los modelos de cambio climático predicen un decrecimiento de la productividad agrícola mundial del 2% anual.

De acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), el incremento en la producción de alimentos dependerá principalmente de la expansión de la frontera agrícola. La hibridación de nuevas variedades de plantas no parece estar dando los resultados necesarios. Y en cuanto a la ingeniería genética, aún no se ha logrado ningún incremento sustancial en la productividad del campo.

Sanders, como otro puñado de científicos, cree que el error radica en que estamos mirando hacia el lado incorrecto. En vez de manipular los genes de las plantas, quizás la gracia esté en entender y manipular esa galaxia de bacterias y hongos que viven bajo el suelo, alrededor de las raíces de las plantas.

Los microbios bajo el suelo

El número de microbios alrededor de las raíces de una planta excede en número al número de células de esa planta y, al igual que sucede con los microbios que habitan en nuestro intestino, ayudan a absorber nutrientes y en la defensa contra invasores peligrosos. Ese microbioma funciona como un sistema extendido de las raíces. A cambio de mejorar el metabolismo de la planta, los microbios reciben carbohidratos para vivir.

No ha sido fácil estudiar estos bichos. Los científicos estiman que menos del 1% de estos microbios pueden cultivarse en laboratorios, lo que dificulta las investigaciones. Es decir, apenas una pequeña tajada de este vasto y complicado mundo microscópico ha sido estudiado. La esperanza está puesta en nuevas técnicas, como metagenómica, proteómica y transcriptómica. Métodos como estos que usan técnicas de big data (análisis masivo de datos), permiten a los científicos tomar “fotografías” de toda la variedad genética en un determinado lugar. Este tipo de estudios comienzan a revelar cómo los hongos, las bacterias o los virus ayudan a las plantas a resistir mejor el calor, la sequía, o a ser más productivas. 

Un campo de yuca en los Llanos Orientales

A lo largo de sus 26 años de carrera, Sanders ha hecho un número considerable de descubrimientos sobre genética de los hongos micorrícicos y su reproducción. En 2008 demostró que no sólo se reproducen por clonación, generando copias idénticas, sino que existe un intercambio de material genético entre individuos. Esto le dio una gran idea.

“Si los hongos producen hijos diferentes entre sí, esto da una buena oportunidad de tener algunos que son más efectivos en las plantas que otros”. Entonces ideó un plan: tomar diferentes hongos, entrecruzarlos y encontrar cuáles interactuaban mejor con las plantas.

Inicialmente realizó experimentos en arroz con el apoyo de sus colegas en Suiza. Los resultados iniciales fueron sorprendentes. Ciertas variedades de hongos incrementaban hasta cinco veces la productividad de las plantas. El paso siguiente fue salir del laboratorio y tratar de repetir el experimento en el mundo real. Fue entonces cuando recordó a una estudiante de doctorado que había conocido en Inglaterra, la agrónoma colombiana Alia Rodríguez, quien también estudiaba las micorrizas y ahora es profesora en la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional.

Los Llanos Orientales parecían el lugar perfecto para el proyecto. En esta zona, la alta acidez del terreno impide que las plantas absorban fósforo con facilidad, un nutriente importante para su desarrollo. Los agricultores intentan resolver el problema gastando altas cantidades de dinero en aditivos para el suelo. Un modelo insostenible. “Siempre les digo a mis estudiantes que no podemos depender de una práctica tan ineficiente como esa”, comenta Rodríguez. Los hongos micorrícicos, que ayudan a la absorción de fósforo, podrían ser parte de la solución.

Sanders y Rodríguez se aliaron con estudiantes y profesores del programa Utopía de la Universidad de La Salle. Los profesores y estudiantes de Utopía, en Casanare, se convirtieron en los monitores del experimento. Querían probar si los hongos podían incrementar la producción de yuca. Más de mil millones de personas consumen yuca en el mundo. Mejorar su producción, piensan Sanders y Rodríguez, podría tener un impacto global en las poblaciones más vulnerables.
En la década de los ochenta ya se habían adelantado algunas investigaciones sobre la importancia de la relación entre hongos y yuca en Colombia. Con Sanders y Rodríguez, esa vieja línea de trabajo ha vuelto a vivir.

 

La tecnología del futuro

Hace unos meses acompañé a Sanders y Rodríguez a los verdes campos sembrados de yuca en los Llanos Orientales. Mientras caminábamos hacia el lugar de los experimentos, Sanders se entretenía tomando fotos a cualquier detalle del camino. “Necesitamos llegar rápido”, lo apuraba ella. “Sí, sí”, respondía Sanders mientras ajustaba el lente de su cámara para captar la tela tejida por una araña en las hojas de una planta de piña.

Finalmente llegamos al campo de experimentación. Todas las plantas de yuca se veían idénticas. Juntas, con sus hojas verde esmeralda, tapizaban el lugar. Ese día el cielo era gris. Pero la uniformidad de las plantas era una apariencia. Sanders, Rodríguez e Isabel Ceballos, la estudiante de doctorado a cargo del proyecto que nos guiaba, sabían que bajo tierra, donde actúan los hongos, otra era la historia.

“Es una buena sorpresa ver el experimento funcionando”, dice Rodríguez, “lograr que la cosas anden ha sido un largo proceso”. En las primeras pruebas realizadas con una variedad comercial de hongos micorrícicos observaron un incremento del 20% de la producción.

Poco tiempo después de mi visita concluyeron dos estudios en los que compararon cientos de plantas de yuca que crecieron bajo la influencia de 15 variedades de hongos cultivadas en laboratorio. Para su satisfacción, detectaron diferencias aún mayores en la raíces de las plantas.

“Hemos visto enormes diferencias en el peso de las yucas cosechadas. Mucho más que las del experimento con arroz. Pensábamos que esto iba a funcionar, pero nunca de esa manera”, dice Sanders.

Las más grandes compañías agrícolas ya se han dado cuenta de que tipos como Sanders y sus colegas pueden tener razón. En el otoño de 2013, Monsanto pagó a la compañía danesa Novozymes unos US$300 millones para crear la Alianza BioAg y producir fertilizantes con microbios. Por la misma razón, el año anterior Bayer compró AgraQuest, y Syngenta apostó por Pasteuria Bioscience. Estas compañías están interesadas en los fertilizantes con microbios, así como los biopesticidas, en gran parte para evitar los impactos ecológicos de los agroquímicos.


El trabajo de Sanders y Rodríguez es independiente de cualquiera de estas compañías. Sanders sueña con que sea posible construir un “mapa de asociaciones genéticas” de hongos cultivados y cultivos alrededor del mundo. Un mapa que permita, por ejemplo, a los campesinos y cultivadores en Perú saber cuáles son los mejores microbios y su perfil genético para mejorar el cultivo de quinua.

“Tendremos que trabajar muy duro para producir la tecnología que se usará en 10, 15 o 20 años”, dice Sanders.
Rodríguez señala que “este trabajo demuestra que Colombia y sus científicos pueden contribuir a la solución de problemas de importancia mundial”. 


* Periodista de prensa y radio especializada en ciencia, tecnología y agricultura. Ha trabajado para Scientific American, National Public Radio y Matter.

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