Un equipo de investigación de universidades estadounidenses y chinas dice haber descubierto una forma de ayudar a las plantas a sobrevivir al calor extremo.
Con cultivos agrícolas en todo el mundo amenazados por el aumento de las temperaturas, esta investigación podría ayudar a las plantas a resistir el cambio climático.
Si los hallazgos se pueden aplicar a cultivos comunes, podría ser vital para proteger los suministros de alimentos durante las olas de calor.
¿Los cultivos se ven afectados por el cambio climático?
La crisis climática está provocando que la probabilidad de olas de calor sea hasta 10 veces mayor en algunos lugares del mundo.
Las olas de calor pueden ser mortales para los cultivos agrícolas. Cuando se ven afectadas por altas temperaturas y sequías, las defensas de las plantas se debilitan y los cultivos se vuelven vulnerables a los ataques de insectos y patógenos que inducen enfermedades.
Grandes cantidades de cultivos pueden desaparecer durante las olas de calor. Esto amenaza los suministros de alimentos humanos y las plantas utilizadas para la producción de alimentos para el ganado y biocombustibles para automóviles.
En el norte de Italia, que sufre una ola de calor y sequía, se están diezmando cultivos como el arroz y el maíz.
¿Qué les sucede a las plantas a altas temperaturas?
Científicos de la Universidad de Yale, la Universidad de California, Berkeley y la Universidad de Duke en los EE. UU. y la Universidad Agrícola Tao Chen Huazhong en China dicen que han descubierto la forma precisa en que el calor hace que las defensas de las plantas fallen.
El equipo de investigación experimentó con una planta llamada thale cress, un miembro de la familia de la mostaza, que se usa comúnmente en pruebas de laboratorio científicas.
Los científicos estudiaron una hormona de defensa vegetal conocida como ácido salicílico. Cuando las plantas se ven amenazadas por enfermedades o plagas, los niveles de ácido salicílico aumentan hasta siete veces. Esto estimula el sistema inmunológico de la planta y ayuda a defenderse del ataque.
Sin embargo, a temperaturas particularmente altas, las plantas no pueden aumentar sus niveles de ácido salicílico, dejándolas indefensas frente a patógenos o insectos.
Los científicos descubrieron que este era el caso incluso durante períodos cortos de calor intenso.
¿Cómo pueden las plantas sobrevivir a las altas temperaturas?
Los científicos han identificado una forma de prevenir esta caída en la producción de ácido salicílico para fortalecer la inmunidad de las plantas cuando aumentan las temperaturas.
Si son capaces de reproducir la misma resistencia al calor en cultivos comunes, podría prevenir crisis alimentarias durante periodos de calor extremo .
Los científicos trataron de entender cómo las plantas sienten la temperatura y buscaron una forma de alterar este sentido.
El equipo pasó años estudiando los fitocromos de las plantas, células que actúan como indicadores de la temperatura interna y le indican a la planta cuándo comenzar a crecer y florecer durante el clima primaveral más cálido.
Experimentaron con plantas en las que se modificaron los fitocromos para que estuvieran constantemente activos, pero incluso estas plantas sufrieron un debilitamiento de las defensas cuando se expusieron a altas temperaturas.
En cambio, el equipo cambió a la "secuenciación de próxima generación" para estudiar los genes de la planta a diferentes temperaturas.
Descubrieron que muchos de los genes que se “apagaban” a altas temperaturas estaban controlados por un gen maestro llamado CBP60g.
Cuando CBP60g se calentó demasiado y dejó de funcionar, también impidió la producción de la proteína que permitía que la planta generara más ácido salicílico. Como tal, bajo estrés por calor, la inmunidad de la planta se vio comprometida.
Los científicos descubrieron que si creaban un berro thale mutante con el gen CBP60g permanentemente activado, la planta podía mantener su sistema de defensa y bloquear los ataques incluso a temperaturas elevadas.
¿Pueden las plantas resistentes al calor ayudar a la crisis alimentaria?
El desafío ahora es transferir esta resistencia al calor a los cultivos alimentarios comunes.
Plantas como el tomate, el arroz y la colza funcionan de manera similar al berro thale bajo estrés por calor. Los científicos ahora están probando colza con el sistema de mutación CBP60g y dicen que los resultados son positivos.
Si la mutación del gen funciona de manera similar en otros cultivos comunes, podría significar garantizar que los rendimientos de los cultivos alimentarios se mantengan constantes incluso a temperaturas elevadas.
No hay ninguna sugerencia de que el uso de la mutación del gen en los cultivos cambiaría el sabor de los alimentos producidos o representaría algún riesgo para los consumidores.
