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Energía

El microbioma vegetal podría aumentar un 10% la producción de los cultivos

Una start-up está estudiando las comunidades de microorganismos del interior de las plantas para crear tratamientos que mejoren su rendimiento y reduzcan su dependencia de pesticidas y fertilizantes

  • por Mike Orcutt | traducido por Teresa Woods
  • 23 Febrero, 2016

Puede que las comunidades de microorganismos que viven en las plantas sanas tengan la clave para aumentar exponencialmente la producción de las cosechas. O así lo cree una nueva empresa respaldada por inversores de capital riesgo.

Los tratamientos para los cultivos en los que trabaja Indigo, una start-up de Massachusetts (EEUU), se basan en las bacterias y hongos que viven de forma natural en y cerca de las plantas, y que han sido identificados como beneficiosos para ellas. Esta comunidad de microorganismos se conoce como microbioma. Indigo, que anteriormente se llamaba Symbiota, anunció el pasado jueves que este año lanzará sus primeros dos productos. Se trata de unos recubrimientos para semillas basados en microbios y dirigidos a dos cultivos, aunque la empresa no ha dicho cuáles.

Emplear microbios beneficiosos para estimular las cosechas no es nuevo. Importantes empresas de semillas como Monsanto y Syngenta han desarrollado tratamientos para semillas basados en microbios e invierten en acciones de I+D relacionadas. Pero Indigo es la única que se ha centrado en microorganismos que viven dentro del tejido de las plantas en lugar de en los terrenos cercanos a las raíces, explica el CEO de la empresa, David Perry. El potencial y la importancia de las comunidades que viven dentro de las plantas no había sido descubierto hasta hace relativamente poco.

Foto: Uno de los microorganismos que está probando Indigo aumenta la resistencia de la soja a condiciones de sequía, y ha dado paso a un aumento de la producción en pruebas de invernadero. A la izquierda, plantas de control; y a la derecha, plantas tratadas con la nueva cepa. Crédito: Indigo.

Hasta ahora, los científicos han realizado pruebas de campo con estos "microorganismos beneficiosos" en maíz, algodón, soja, cebada, colza, garbanzos y varias legumbres más y sorgo. De acuerdo a los resultados de sus pruebas, Perry espera que sus primeros productos aumenten en más de un 10% la producción de los cultivos frente a las cosechas sin tratar. El responsable afirma que, además, las cosechas de Indigo necesitarán menos pesticidas y fertilizantes.

Muchos expertos advierten de que si el crecimiento de la producción agrícola se mantiene al ritmo actual, no será suficiente para satisfacer la demanda de alimentos, para la cual se estima un aumento sustancial hasta 2050 debido a factores como el crecimiento de la población, un mayor consumo asociado al aumento del poder adquisitivo y un mayor uso de biocombustibles. Mejorar la producción de múltiples cultivos en un 10% sería "como saltarse una década", puesto que la productividad agrícola global aumenta un 1% cada año.

Los terrenos destinados a cultivo de alimentos compiten cada vez más contra otros usos, lo que también hace hincapié en la necesidad de aumentar la productividad de las cosechas. Gran parte de las mejoras conseguidas durante las últimas décadas derriban el uso de pesticidas, herbicidas y fertilizantes químicos. Los fundadores de Indigo se propusieron encontrar otro enfoque, y puede que gracias al microbioma hayan dado con él.

Al igual que el microbioma humano, el de las plantas ha ido evolucionado para realizar funciones positivas e incluso vitales para sus huéspedes. Por ejemplo, la bacteria que vive dentro de los nódulos de las raíces de las legumbres convierte el nitrógeno en una forma útil para las plantas. Los microbios que viven dentro de las raíces u hojas realizan distintas actividades como proteger a la planta frente a plagas y mejorar su capacidad de sobrevivir en condiciones climáticas severas.

Perry dice que las semillas modernas tienen menos microbios y menos diversidad de cepas que sus familiares silvestres o incluso versiones más antiguas. Una hipótesis es que las prácticas agrícolas modernas, sobre todo el uso de fungicidas, han alterado perjudicialmente los microbiomas.

Foto: Indigo está probando un microorganismo que aumenta el crecimiento de las raíces en plántulas de algodón bajo condiciones de sequía en invernadero. Las plantas de la izquierda son de control; las de la derecha han sido tratadas con la nueva cepa. Crédito: Indigo.

La secuenciación de los genomas de los organismos encontrados en miles de muestras de plantas de todo el mundo, ha permitido a los científicos de Indigo crear una base de datos de más de 40.000 microorganismos individuales. La selección de los más beneficiosos para cada circunstancia se ha efectuado mediante algoritmos de aprendizaje de máquinas. Así han detectado, por ejemplo, microbios que mejoran la resistencia a las sequías de determinados cultivos. Los candidatos más prometedores se someten a pruebas de invernadero y finalmente a pruebas de campo.

La estrategia de Indigo representa un "cambio de paradigma en el planteamiento" del microbioma de las plantas similar al que se está produciendo en medicina. La importancia del microbioma humano para la salud ha sido puesta de manifiesto hace relativamente muy poco, explica la profesora de ciencias botánicas de la Universidad de Arizona (EEUU) y colaboradora académica de Indigo, Betsy Arnold. Pero gran parte de ese trabajo se centró en interacciones individuales entre planta-microbio. El esfuerzo actual de los investigadores aspira a juntar todas las piezas de ese puzle.

El desenmarañamiento de la función del microbioma de plantas en su salud y productividad sólo está arrancando, afirma Perry. y concluye: "Ahora sabemos probablemente el 1% o 2% de lo que sabremos dentro de cinco o diez años".

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