Evolución del hombre y el maíz (Teosinte a la izquierda, maíz a la derecha y su hibrido en el centro). Foto de John Doebley.
Sin el fitomejoramiento, tendríamos poco que comer y lo que tendríamos, no sería muy sabroso o nutritivo. ¡La mayor parte de los cultivos familiares para nosotros hoy en día ni siquiera existían en la naturaleza! La humanidad ha estado mejorando las plantas por 50.000 años para mejorar el rendimiento, la calidad y el sabor, y los fitomejoradores hoy siguen mejorando los cultivos con herramientas modernas como la biotecnología.
Modificación del Maíz
Hace unos 6,000 años, los agricultores mesoamericanos crearon selectivamente el maíz a partir del teosinte, una gramínea que no se parece en nada al cultivo actual. El teosinte tenía sólo de cinco a ocho centímetros de largo, 12 granos duros frente a los más de 500 granos blandos del maíz moderno. Los granos de teosinte podían romper los dientes, por lo que los fitomejoradores más antiguos eligieron para cultivar las variedades que producían granos más blandos. Desde el comienzo de la agronomía, los fitomejoradores han seleccionado variedades de cultivos para aumentar la producción y la calidad nutricional, la resistencia a plagas y enfermedades, y para una mejor apariencia y sabor.
Muchas de las primeras civilizaciones y sociedades pre-industriales fueron construidas en base al maíz. En 2500 AC, nuevas mejoras en el cultivo permitieron la formación de las principales civilizaciones precolombinas. Después de descubrir y comerciar con las Américas, los europeos comenzaron a mejorar el maíz para la producción local, que tenía granos de colores mixtos y más tarde, una variedad sólo amarilla fue desarrollada en Francia. Desde entonces, variaciones del maíz amarillo se han desarrollado en todo el mundo, incluyendo las variedades biotecnológicas que son resistentes a insectos y tolerantes a los herbicidas y a la sequía.
Hoy se cultivan casi 60 millones de hectáreas de maíz biotecnológico, representando el 30 por ciento del total mundial del cultivo. Los principales productores de maíz biotecnológico son los Estados Unidos, Brasil, Argentina, Sud África y Canadá.
Mejoramiento de Trigo
La domesticación del trigo comenzó hace 10.000 años, a partir de los trigos silvestres einkorn y emmer. Con el tiempo, los cruces entre estas plantas y varias gramíneas resultaron en el trigo como la conocemos hoy en día. Esto permitió que los seres humanos se asienten y formen grandes comunidades.
El trigo se mantuvo prácticamente sin cambios hasta que el premio Nobel y agrónomo Norman Borlaug, desarrolló las variedades más fuertes y resistentes a enfermedades a mediados de los años 40s - 50s. Su trigo semienano provocó la “Revolución Verde” alrededor del mundo, lo que demuestra el impacto que el fitomejoramiento puede tener en la productividad y el rendimiento de los cultivos. Las variedades mejoradas de trigo de Borlaug ayudaron a salvar más de mil millones de personas del hambre.
Los científicos de las plantas actualmente trabajan en variedades de trigo biotecnológico para mejorar la resistencia a las plagas, a la sequía y a otros factores ambientes indeseables para los cultivos.
Revolución del Arroz
Los ancestros del arroz producidos en la India fueron domesticados por primera vez en China, con registros que muestra que los arrozales fueron cultivados en los 4000 AC en condiciones mojadas en el valle del río Yangtze; las variedades de secano existían en otros lugares. Ambos tipos están hoy alrededor del mundo, cada uno con sus ventajas adaptadas para ciertos climas.
El arroz no cambió mucho hasta que el Dr. Norman Borlaug y M. S. Swaminathan llevaron la revolución verde a Asia con variedades de arroz de alto rendimiento con tallos más cortos y más fuertes. Esta primera variedad se conocía como ‘lR8’. "Este arroz crecía más rápido debido a que su requerimiento de estatura para producir el grano era más corto. También podría producir más arroz y ser cosechado de forma mecanizada.
Hoy, hay variedades de arroz resistentes a la sequía y a las inundaciones, a las que se les atribuye en Asia la “Segunda Revolución Verde”. Los científicos de las plantas también han desarrollado arroz biotecnológico resistente a los herbicidas para controlar las malezas, que ha sido aprobado para su comercialización en América del Norte. Los científicos están trabajando en variedades de arroz biotecnológico con resistencia a insectos, enfermedades y factores abióticos de estrés como la sequía, salinidad y el calor extremo.
Avances con las Papas
La papa fue domesticada por los nativos sudamericanos en las montañas de los Andes hace unos 7.000 – 10.000 años. Podía ser cultivada en casi cualquier clima en un corto tiempo y almacenarse durante largos períodos.
Hay miles de variedades de papa pero a nivel global, sólo unas pocas se consumen. Las variedades han sido elegidas en base a preferencias culturales. Por ejemplo, debido que las papas 'Russet Burbank' y 'Yukon Gold' son buenas para la hacerpapas fritas, los Estados Unidos cultiva más de ellas que la azul, “fingerling” (alargadas) o miles de otros tipos que se encuentran en Perú.
Los científicos han creado papas biotecnológicas que no se machucan o se ponen marrones y que producen menos de un compuesto indeseable, así como variedades con resistencia a los insectos. Los investigadores están desarrollando también rasgos biotecnológicos para la reducción de las manchas negras, la resistencia a enfermedades y para una mayor capacidad de almacenamiento en frío.
Trigo Semi-Enano: Gran Cultivo Mundial
El trigo semienano es la variedad de trigo dominante cultivada hoy en día; representa alrededor del 99 por ciento de la superficie mundial de trigo. Fue desarrollado en México a mediados de los años 40s - 50s por el Dr. Norman Borlaug, genetista, fitopatólogo y ganador del Premio Nobel de la Paz. Quien lo hizo con el fin de aumentar los rendimientos de trigo y hacer que el país fuera más autosuficiente en la producción de alimentos.
Trigo semienano versus el tradicional.
Borlaug dirigió el Programa Cooperativo de Investigación y Producción de trigo en México, una empresa conjunta entre el gobierno mexicano y la Fundación Rockefeller de los EE.UU. Él y su equipo tuvieron éxito en la búsqueda de un trigo de alto rendimiento, de baja estatura, resistente a las enfermedades y que se adaptaba a las condiciones locales.
Este el trigo tiene varias ventajas sobre el trigo normal, que es alto y ondulante. Este último se mueve con el viento, y si los granos en la parte superior de la planta son demasiado pesados, la planta se vuelca. Una vez que las espigas tocan el suelo, la planta se vuelve inutilizable. El trigo semienano es una planta más corta con un tallo fuerte, que no se caerá con el viento si la espiga se pone pesada. También toma menos tiempo para que la planta crezca a la altura necesaria para producir el grano. Además, el tallo más corto y más fuerte puede ser cosechado con cosechadoras y otra maquinaria pesada, haciendo la cosecha del trigo menos intensa en el uso de mano de obra. Por otra parte, la variedad de Borlaug es resistente a la roya del trigo (a excepción de una nueva cepa hoy llamada 'Ug99') y puede aprovechar grandes cantidades de fertilizante.
Para 1956, México se convirtió en autosuficiente para la producción de trigo gracias al trigo semienano. Esto condujo a la introducción de la variedad en la India y Pakistán a mediados de la década de 1960, donde como consecuencia se duplicó la producción. Luego, similares variedades para arroz y otros cereales fueron desarrolladas en Asia. De ahí comenzó la "Revolución Verde" - un movimiento al que se le atribuye salvar hasta mil millones de personas de la muerte por inanición.
Nada se va a comparar con los próximos 30 años, dice un pionero de la Biotecnología
En 2013 el Dr. Marc Van Montagu ganó el Premio Mundial de la Alimentación por sus logros innovadores en la fundación, desarrollo y aplicación de la biotecnología agrícola moderna.
Durante la década de 1960, junto con su colega investigador Jeff Schell, el doctor Van Montagu mostró cómo una bacteria de las plantas podría utilizarse como una herramienta para insertar genes de otro organismo en las células de las plantas. Eso hizo posible el desarrollo de cultivos con rasgos favorables, tales como aquellos que son resistentes a las enfermedades y a los insectos.
Hoy, la biotecnología moderna aporta eficacia y precisión para modificar los cultivos en una variedad de maneras útiles, pero de acuerdo con el doctor Van Montagu, sólo hemos arañado la superficie de su potencial.
“Nada en el pasado se compara con como será en 30 años,” dice el Dr. Van Montagu, que ahora es profesor emérito de genética molecular en la Universidad de Gante y presidente del Instituto de Difusión de Biotecnología Vegetal en Bélgica.
“Tenemos que ayudar a las plantas a adaptarse al cambio climático a través de la lucha contra las enfermedades y permitiendo una mejor absorción de los nutrientes y fertilizantes. Las características de interés son la tolerancia a la sequía, tolerancia a la inundación, un mejor desarrollo de las raíces, retraso de la maduración y almacenamiento de agua.”
El Dr. Van Montagu añade que una nueva generación de fitomejoradores debe inspirarse en la industria para realizar el potencial de la ciencia.
“El ejemplo de Norman Borlaug en el mejoramiento vegetal con el trigo semienano fue un éxito. Debemos juntar todas las especialidades y utilizar el conocimiento sabiamente. El fitomejoramiento es crucial para la producción de alimentos, pero tenemos que inspirar a los jóvenes a entrar en esta materia. Deben aprender cómo hacer productos para los problemas que tiene la gente.”
