El frijol de 10.000 años podría evitar la catástrofe que acecha en nuestra comida

Los cultivos codiciosos modernos absorben nutrientes del suelo a un ritmo terrible. Ahora los investigadores están recurriendo a cultivos antiguos para encontrar formas más sostenibles de cultivar alimentos.

Hace ocho años, el microbiólogo holandés Jos Raaijmakers estaba siguiendo una línea de investigación que muchos consideran glamorosa: inspeccionar el funcionamiento interno de los frijoles. Viajando a la ladera de la montaña en la Colombia rural, Raaijmakers y su equipo recolectaron muestras de suelo de raíces de frijoles silvestres y tomaron instantáneas de la próspera comunidad de microbios y hongos que vivía allí.

Lo que encontraron los dejó al margen. Resultó que los frijoles silvestres tenían diferentes microorganismos agrupados alrededor de las raíces que sus descendientes domésticos, incluso cuando se plantaban en el mismo suelo. “Creo que esto será más grande que este proyecto”, recuerda Raaijmakers cuando le contó a sus colegas sobre las cervezas una noche.

Ignorados, apenas estamos comenzando a comprender que el ecosistema rico en suelo, donde las bacterias, hongos, nematodos y gusanos se alimentan entre sí, juega un papel crucial en la vida de las plantas subterráneas. Cómo funciona exactamente este sistema sigue siendo un misterio. Sin embargo, de manera similar a cómo se cree ahora que los microbios intestinales influyen en la salud mental, pocos dudan de que la salud de las plantas está relacionada con la vida microscópica en el suelo.

Y Raaijmakers podría ser la solución a una crisis subterránea que amenaza con socavar todo nuestro sistema de producción de alimentos.

Los suelos cultivables se encogen y mueren. Los cultivos modernos enfermos dependen cada vez más de fertilizantes y pesticidas para sobrevivir, una muerte para el suelo. La agricultura intensiva absorbe los nutrientes del suelo sin reemplazarlos por completo. Dado que la población mundial aumentará a 10 mil millones para 2050, existe el temor de que el aumento de la demanda de alimentos pueda hacer que se olviden los suelos.

Los cultivos ancestrales, que todavía crecen en la naturaleza, pueden proporcionar una salida al dilema. A menudo menos codiciosos de nutrientes y las comunidades asociadas de microorganismos que combaten enfermedades, Raaijmakers y sus colegas esperan encontrar, y reintroducir, rasgos beneficiosos de plantas antiguas perdidos durante milenios de reproducción selectiva.

“Estamos tratando de encontrar los microbios que faltan y estamos tratando de ver si estos microbios tienen una función beneficiosa para cultivar o proteger las plantas”, dice Raaijmakers, que ahora está probando variedades de cultivos silvestres como papas y sorgo en pruebas de campo. que se extiende por Colombia, Etiopía y los Países Bajos.

Su colega en el Instituto Holandés de Ecología (NIOO), Wim van der Putten, está de acuerdo en que los cultivos alimentarios modernos necesitan un reinicio urgente. “Nuestra investigación ecológica muestra que hay una especie de error del sistema en la agricultura”, dice, y explica que la gente ha sembrado sus propios problemas al seleccionar constantemente plantas que son ricas en nutrientes pero propensas a las enfermedades. “Los suelos son algo que solo se puede usar una vez”.

Escondido bajo nuestros pies, los suelos se nos escaparon de la mente. Pero los científicos comienzan a preocuparse por la multitud de amenazas a las que se enfrentan. El suelo fértil es un recurso finito, para empezar. Se necesita un siglo o más para formar naturalmente una pulgada de tierra vegetal, la capa más alta de suelo que contiene la mayoría de los nutrientes necesarios para el crecimiento de las plantas, pero las prácticas agrícolas modernas, como el cultivo y el monocultivo, las debilitan tanto que soplan los vientos. o lavar en las lluvias. Los pesticidas y fertilizantes también afectan la vida microbiana, lo que debilita el suelo. Se estima que el 40% de la tierra cultivable en Inglaterra y Gales está en riesgo de erosión, según un informe de junio de la Agencia de Medio Ambiente del Reino Unido.

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Para empeorar las cosas, el suelo contiene los depósitos de carbono más grandes del mundo y abrirlos podría causar enormes emisiones de gases de efecto invernadero. Jessica Davies, profesora de sostenibilidad en la Universidad de Lancaster, dice que la alteración del suelo acelerará el cambio climático: “Contienen más carbono que todos los árboles y una atmósfera unida”. Además, existen otros problemas: los vehículos pesados ​​compactan el suelo y bloquean el paso del agua, mientras que los desarrolladores pierden vida microbiana al verter cada vez más hormigón por encima del suelo.

Agregue a esta confusión una población mundial ardiente y especialistas que se preocupan de que los suelos estresados ​​no puedan sostener suficientes cultivos en el futuro. A principios de este mes, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas publicó un informe en el que advierte que una atención reducida a la salud del suelo pondría en peligro la seguridad alimentaria.

Sin embargo, un problema más fundamental que los arados y el hormigón amenaza el suelo: las plantas voraces. “Hace 10.000 años, los cultivos agrícolas se desarrollaron a partir de especies que tienen semillas grandes, como la cebada y el trigo”, dice Van der Putten, el destacado jefe de ecología terrestre de NIOO, y explica que las semillas grandes son fáciles de cosechar y buenas para comer.

Sin embargo, estos tipos de cultivos pueden estimular la “retroalimentación negativa”, lo que significa que cada cultivo sucesivo es menos capaz de crecer en el mismo suelo. “Estas son plantas de crecimiento rápido y, en la naturaleza, entran, crecen rápidamente, producen semillas y luego desaparecen de nuevo. Tienen un comportamiento muy efímero. “

Los agricultores solían rotar sus cultivos durante varios años para solucionar el problema, cambiando las plantas que cultivaban para que el suelo tuviera tiempo de recuperarse. Sin embargo, ahora hay mucha menos rotación de prácticas porque hay pocos incentivos económicos para hacerlo. El cultivo repetido de estos cultivos drenantes, moldeados a lo largo de miles de años de mejoramiento, también ha creado un problema que ahora crece con cada cosecha, como el interés compuesto en un préstamo de día de pago.

Los agricultores antiguos tomaron plantas silvestres y, durante miles de años, fueron seleccionados por mutaciones con semillas de alta sobrenatural, con densidad calórica. La desventaja es que los cultivos actuales requieren mucha más agua y son mucho más frágiles que sus ancestros, debido a un compromiso entre los altos rendimientos y la defensa contra las enfermedades. También son glotonería de nutrientes.

Simplemente reemplazar los nutrientes con fertilizantes químicos es una solución débil. Además de problemas como la contaminación de las aguas subterráneas y del aire, la aplicación excesiva de nitrógeno puede acidificar los suelos, mientras que algunos investigadores creen que el fósforo es perjudicial para la vida microbiana. Van der Putten dice que los problemas aparecen solo ahora, porque ponemos el suelo más estresado.

Para aquellos como Van der Putten y Raaijmakers, el problema debe abordarse de raíz. En NIOO, un complejo futurista de vidrio y madera que alberga brillantes equipos de laboratorio, invernaderos y campos de prueba, los investigadores están examinando formas de aprovechar el poder de las variedades de cultivos ancestrales. La idea es que si ciertos rasgos de las plantas requieren menos pesticidas y fertilizantes, el suelo se beneficiará. Lo mismo ocurre con los rasgos de las plantas que producen semillas de nutrientes menos onerosas para el suelo.

Un camino, que Van der Putten está analizando, implica el estudio de especies de “medio sucesivo”, o plantas que emergen después de que se han establecido musgos, líquenes y pastos, en un esfuerzo por aislar los rasgos que hacen que estas plantas sean menos solicitantes al colonizar. un territorio.

Un enfoque alternativo probado por Raaijmakers es buscar rasgos relacionados con microbios beneficiosos que viven alrededor de especies de plantas antiguas y luego seleccionar esos rasgos de variedades modernas cultivando plantas. Esto permitiría continuar con el sistema moderno de cultivo de cultivos, al tiempo que se eliminarían los mayores abusos.

Con un gran interés por parte de las empresas de semillas, Raaijmakers utiliza los desarrollos recientes en el análisis químico, como el cribado de alta velocidad, para crear mapas precisos de microbiomas asociados con plantas silvestres y para aislar bacterias u hongos que combaten enfermedades.

El trabajo es factible, pero logísticamente abrumador. Los investigadores viajan de ida y vuelta a tierras donde la planta crece en suelo nativo, en lugares como los Andes, para estudiar suelos en diferentes etapas del desarrollo de una planta. El análisis a menudo tiene que realizarse sobre el terreno debido a las restricciones de transporte por suelo relacionadas con los acuerdos internacionales de bioseguridad. Una vez que encuentran probables microbios u hongos, continúan con experimentos de laboratorio o de invernadero.

Un proyecto relacionado con el sorgo, uno de los principales cultivos de cereales del mundo en desarrollo, es el más distante en el tiempo. Financiado por la Fundación Bill y Melinda Gates, Raaijmakers tiene pruebas de campo de sorgo en su Etiopía natal. El objetivo es utilizar microbios poderosos para controlar la hierba bruja, una planta púrpura parásita que diezma los cultivos de sorgo. Ya está realizando experimentos de invernadero, pero se muestra cauteloso con los resultados. “Es demasiado pronto para ser optimistas en esta etapa”, dice Raaijmakers.

Sin embargo, para algunos, las soluciones a la crisis del suelo que se avecina son más comunes. Jennifer Dungait, una ex investigadora de suelos, dejó la academia el año pasado para enseñar a los agricultores métodos simples que pueden usar para aliviar el estrés del suelo, como abstenerse de plantar, dejar tallos en el suelo como mantillo y plantar cultivos. del lavado. “[Fungi] no vivan si son cortados por un arado ”, dice.

Incluso para garantizar un reinicio completo del cultivo de cultivos, el tiempo está en contra de los investigadores. Los ensayos de campo pueden tardar hasta una década, seguidos de un largo proceso de reproducción y luego obstáculos regulatorios. Raaijmakers estimó que podrían pasar de diez a 20 años antes de que se siembren nuevos cultivos. Van der Putten dice que podría tomar hasta 40.

El trabajo de NIOO es “exploratorio”, reconoció Van der Putten. Sin embargo, ha encontrado una solución a un sistema que ya se encamina a su propia destrucción. Reparar la agricultura, dice, significará encontrar una manera de mantener altos rendimientos sin destruir por completo el suelo que necesitan estos cultivos. Si queremos lograrlo, dice, tendrá que ofrecer algo. “No podemos seguir como locos”.

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