La Revolución de las Plantas Mutantes de la Genetista Chory: se Comerán el CO2 y Darán Grandes Cosechas

De hecho, según el Salk Institute, cada año las plantas y otras formas de vida fotosintética como las algas, extraen de la atmósfera nada menos que 746 gigatoneladas de CO2 de la atmósfera (una gigatonelada equivale a 1.000 millones de toneladas métricas). Sin embargo, devuelven al aire 727 gigatoneladas debido a los procesos naturales por los que la materia prima se degrada. En cualquier caso el resultado sería positivo con unas 19 gigatoneladas de CO2 enterradas cada año, si no fuese por las cerca de 40 gigatoneladas que la acción del ser humano envía a la atmósfera también anualmente.

Central nuclear de Trillo (Guadalajara). Foto: CSN

Los combustibles fósiles son los grandes culpables del aumento de las emisiones de CO2; por ende, lo son del calentamiento global. Mientras la ciencia avanza, el fomento de las energías alternativas es la opción más viable. Dos de ellas, la energía nuclear y el gas, acaban de recibir un importante espaldarazo tras la aprobación por parte de la Comisión Europea de su clasificación como "energías verdes". Es algo a lo que se opone frontalmente el Gobierno de Pedro Sánchez, aunque la energía nuclear es defendida con vehemencia en España por un tocayo suyo, el presidente de la Asociación Española de Municipios en Áreas de Centrales Nucleares. 

Pero quizás llegue un momento en que nada de esto sea necesario. Este es el punto donde Chory cree que debemos incidir, simplemente optimizando las habilidades de las plantas en la captura y almacenaje del carbono. Pero ¿cuál es el procedimiento para obtener eso? ¿Tenemos que encontrar plantas "mutantes"?

Las plantas integran moléculas de carbono en su raíz. Salk Institute

Cáscara de melón

Es mucho más sencillo que todo eso: se trata de seleccionar genéticamente plantas que tengan determinadas características. El secreto está en incrementar la captura de CO2 en el proceso de fotosíntesis gracias a un elemento de la raíz que se llama suberina. La suberina está muy presente, por ejemplo, en la cáscara del melón. "Podemos imaginarnos la suberina como una especie de envoltura, similar al plástico, que rodea las raíces de las plantas, tronco y tallo", comenta a EL ESPAÑOL | Porfolio Joe Noel, director del equipo de investigación de la Harnessing Plants Initiative del Instituto Salk. Esta materia que es producida por las paredes de algunas de sus células, está formada básicamente por ácidos grasos y ésteres.

Joe Noel, uno de los investigadores involucrados.

La suberina, que es también uno de los componentes más importantes del corcho, nunca había sido estudiada muy a fondo. Pero ahora los profesores de este instituto norteamericano, uno de los más destacados del mundo, están trabajando en comprenderla. Su intención es seleccionar genéticamente las plantas para que estas raíces ayuden al menos a una de estas tres diferentes mejoras: que crezcan mucho más que las originarias, que sean más profundas o que puedan almacenar más CO2 o cualquier combinación de ellas.

Según comenta a esta revista Wolfgang Busch, codirector del proyecto, la gran característica de la suberina es ser muy resistente a la degradación, por lo que acumula y conserva muchos átomos de carbono en periodos largos de tiempo. Eso quiere decir que el carbono no es devuelto a la atmósfera rápidamente, sino que permanece conservado en el suelo de un modo estable sin ser descompuesto por los microbios del suelo". En teoría, esa capacidad permitiría que ese carbono capturado fuera retenido en el terreno incluso cientos de años.

Imagen de la investigación sobre raíces que se lleva a cabo en el Salk Institute. Salk Institute.

Pero hablando de resultados habría que cuantificar si todo el esfuerzo de investigación merece la pena y si una implantación a nivel global tendría razón de ser. Busch se atreve a ofrecernos un cálculo aproximado: "Creemos que podemos atrapar entre 4 y 8 gigatoneladas de CO2 por año utilizando plantas con mayor masa de raíces, mayor profundidad en las mismas y también mayor suberina encapsulada. Eso es aproximadamente un 25% del CO2 que agregan las acciones humanas cada año al CO2 existente en la atmósfera".

Bono verde

La idea de Joanne Chory comenzó a materializarse el día que se dio cuenta de que podía utilizar algunas de las plantas más abundantes de nuestro planeta gracias, precisamente, a la actividad del ser humano: las cosechas. "Un día tuve una especie de revelación y me di cuenta de que este sistema puede ser una herramienta global que ayude a la Humanidad a mejorar el clima de un modo sistemático y permanente. Podemos desarrollar cosechas que no solo tengan el potencial de reducir el dióxido de carbono de la atmósfera, sino que además ayuden a enriquecer los suelos e incrementar la recolección".

Unas características que podrían ser fundamentales para movilizar a los agricultores, quienes quizá vayan a ser los protagonistas decisivos para la implantación de su sueño. Difícilmente estos cambiarían sus plantaciones por cualquier causa extraña. Pero en cambio, con una ventaja añadida, pueden ser ellos quienes encabecen esta revolución agrícola y del clima ya que hay cultivos prácticamente en cualquier lugar del mundo.

Un cultivo sobre el que se podría trabajar.

El cultivo sistematizado es esencial al abordar un proyecto de estas características. Permite, por ejemplo, medir los resultados de una forma más o menos exacta, pero también programarlos. Estos cultivos que absorben CO2 y a la vez producen cosechas podrían ser fomentados con los llamados bonos verdes, con los que se financian proyectos socialmente responsables con el medioambiente. Que este proyecto tenga expectativas económicas certifica su solidez, haciendo que incluso grandes compañías agrícolas internacionales estén interesadas en él.

En cuanto a la revelación o "epifanía", -como él gusta decir- Chory la explicó en una charla TED que sirvió para que su proyecto ganase el Audacious Proyect, un premio que convoca la asociación del mismo nombre dotado con 35 millones de dólares (31,14 millones de euros). Charla y premio hicieron que incrementase su protagonismo a nivel internacional y se proyectase el desarrollo de su programa en el mundo. Gracias a ellos, le han llegado otras muchas importantes inyecciones económicas. Entre las más destacadas, 30 millones de dólares (26,69 millones de euros) de la Earth Foundation de Jeff Bezos, el accionista mayoritario de Amazon.

Primeras pruebas con plantas

Sus estudios comenzaron con una planta herbácea como modelo que se denomina arabidopsis, pero también han iniciado estudios con otras plantas como el arroz, la soja, el maíz y recientemente el sorgo, en colaboración con otros institutos. "Es clave en nuestra investigación que nos enfoquemos en especies de plantas que se cultivan a nivel mundial y en grandes superficies. Por lo tanto, incluso si una sola planta agrega solo un poco de carbono durante más tiempo, los cientos de millones de hectáreas que ocupan las principales especies de cultivos tendrán un efecto enorme en la extracción de carbono de la atmósfera y su almacenamiento durante más tiempo en el suelo. La clave de cualquier enfoque para reducir el carbono a niveles significativos es la escala y la agricultura es el esfuerzo humano de mayor escala mundial", aclara Wolfgang Busch a EL ESPAÑOL | Porfolio. 

Investigación en el Salk Institute.

Imagen microscópica de las raíces. Salk Institute.

Pero otra de las cuestiones esenciales es si estas plantas "mutantes" verían alteradas alguna otra características que contraindicase su consumo por animales o por el ser humano. Una inquietud que se le traslada al codirector. "No creemos que existan riesgos relacionados con el consumo humano. Las personas han alterado las propiedades de las plantas a través de la domesticación, el enraizamiento, el cruce y la reproducción, desde hace miles de años. No hay ningún informe sobre que las variedades con raíces más profundas, más grandes o con más suberina en las mismas hayan tenido consecuencias negativas en la nutrición. Todo lo contrario, existen razones para creer que sistemas de raíces más extensas pueden mejorar positivamente el contenido de nutrientes en las plantas y hacerlas más fuertes y resistentes a plagas. Por ejemplo, hubo un estudio reciente de un laboratorio alemán en el que se encontraron niveles más altos de nutrientes en las hojas de maíz cuando las plantas habían sido alteradas para tener un sistema de raíces mayor".

Más población, más producción

En el Instituto opinan que en un periodo de tres años podrían obtener importantes avances en la selección de plantas para cultivo. Su intención es que, además de extraer carbono de la atmósfera y almacenarlo en el terreno, puedan sobrevivir en climas inestables, gracias a su superior genética. Un aspecto nada desdeñable, pues además del cambio climático contamos con otro problema de alcance global: el incremento demográfico. Ahora somos unos 7.700 millones de seres humanos en el mundo y se espera que alcancemos los 10.000 millones en un futuro no lejano. Alimentar a 10.000 millones de seres humanos no es una tarea sencilla y menos con los sostenidos cambios en el clima que vienen sucediéndose.

Por ello, cualquier proceso que permita utilizar los cultivos como modo de retirar CO2 de la atmósfera para frenar el cambio climático pero también como forma de poder alimentar convenientemente a esa población creciente, ha de ser tenida seriamente en cuenta. Si estos cultivos, con esta doble función, se optimizan estaríamos ante una nueva edad de oro de la agricultura. 

Un tractor por un cultivo de los que se podrían utilizar.

Y no están lejos de ver resultados visto el optimismo del codirector. "Hemos logrado un progreso enorme en los últimos años. Hemos identificado varios genes que pueden cambiar positivamente nuestros rasgos de interés (masa radicular, profundidad radicular y contenido de suberina). Hemos aprendido que los cambios genéticos individuales son suficientes para mejorar estas características. También hemos identificado numerosas variedades de especies de cultivos que ya muestran naturalmente estas propiedades. Finalmente, estamos llevando a cabo investigaciones de campo en múltiples ubicaciones con diversos tipos de plantas para probar las propiedades de enraizamiento y las características de carbono del suelo asociadas con estos rasgos. Nuestros avances están en plena aceleración y estamos muy seguros de nuestro éxito".

Instituto Salk, referencia mundial en biología

La sede del Salk Institute.

El Salk Institute es un proyecto realizado en honor al inventor de la vacuna contra la poliomielitis, el doctor neoyorquino Jonas Edward Salk. Se trata de una organización sin ánimo de lucro que se dedica a la investigación científica en campos como la neurociencia, genética, inmunología y por supuesto la biología de las plantas.

Esto último centra buena parte de sus esfuerzos, pero el Instituto ha conseguido logros en materias como el cáncer o el alzhéimer. Como ejemplo de su influencia a nivel mundial, señalaremos que seis de sus profesores están en la lista Clarivate de investigadores más citados del mundo. Entre sus investigadores destacados está el español Juan Carlos Izpisúa. 

Encabezando los profesores de este Instituto se encuentra la profesora Joanne Chory, directora del proyecto de ingeniería genética de absorción de CO2 por parte de las plantas que se explica en este reportaje.