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“Dependemos de las plantas para la vida y la ciencia en ellas permitirá hacer frente a los desafíos del cambio climático y seguridad alimentaria”

Tiempo de lectura: 20 minutos
Lorenzo Palma
Lorenzo Palma Morales es Periodista, Licenciado en Comunicación Social y Bachiller en Humanidades y Ciencias Sociales de la Universidad Austral de Chile. Diplomado en Periodismo de Investigación de la Universidad de Chile y Magíster en Desarrollo Rural, Becado por CONI- CYT (UACh), Diplomado en Escritura Creativa de No Ficción por la Universidad Alberto Hurtado. En el año 2018 fundó el medio de comunicación nacional y agencia de contenidos www.cienciaenchile.cl, del cual es su director. Ha participado organizando actividades de divulgación y difundiendo resultados de investigación en innumerables proyectos de norte a sur del país.

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Comentó Haroldo Salvo-Garrido, director científico del Centro de Genómica Nutricional Agroacuícola (CGNA), financiado por el Gobierno Regional, el cual junto a su equipo de investigación, está avanzando en ciencia de impacto, en especies únicas por sus propiedades, como son el lupino o el michay. Detalles sobre la ciencia de este Centro nos cuenta el doctor en Análisis Genómico. 

Por Lorenzo Palma, Ciencia en Chile.

En esta entrevista con el Dr. Haroldo Salvo-Garrido, nos ha brindado detalles sobre los avances logrados por el Centro, que desde La Araucanía realiza estudios plantas que son verdaderas joyas nutricionales, ya que son ricos en proteínas, fibras y antioxidantes, y pueden ser utilizados en una variedad de productos alimenticios, desde ingredientes funcionales de alta sofisticación a matrices y bebidas proteicas.

La ciencia CGNA abre nuevas posibilidades en la producción de alimentos saludables con bajo impacto en la huella de agua y carbono, lo que es vital para la nutrición de las personas e industria alimentaria. Vía Desarrollo e Innovación, el CGNA está trabajando con agricultores/industria alimentaria para fomentar la producción de estas especies únicas, e innovar en el mercado con productos de base científica de alta sofisticación y valor agregado, lo que está generando un impacto positivo en la economía local y la agricultura más sustentable, todo lo anterior como parte de la Estrategia Regional de Desarrollo del Gore de La Araucanía.

¿Cuáles son las razones fundamentales que hacen de la ciencia en plantas una actividad de vital importancia?

La importancia de la ciencia en plantas como cultivos anuales, leguminosas de grano, berries nativos, propios de territorio, radica en que las plantas son la principal fuente de alimento para la vida en la Tierra. Las plantas utilizan la luz, el dióxido de carbono y el agua para producir su alimento a través de la fotosíntesis. La falta de cualquiera de estos elementos puede impedir el funcionamiento de la fábrica de alimentos. Por ejemplo, si una planta no recibe suficiente agua, que constituye el 90% de su estructura, o no recibe suficiente luz solar, puede morir. Las plantas también almacenan su alimento en diversas estructuras, como semillas, raíces y tallos, y se diferencian en función de lo que producen.

El Centro de Genómica Nutricional Agroacuícola (CGNA), de Temuco, se enfoca en hacer ciencia en especies únicas por sus propiedades, como los lupinos y el michay. Los lupinos, por ejemplo, son expertos en producir proteína y almacenan esta proteína en la semilla. Además, no requieren fertilizantes químicos para suplir el nitrógeno y fósforo. El lupino se asocia con bacterias en sus raíces para tomar el nitrógeno atmosférico y libera el fósforo retenido en suelos ácidos gracias a la exudación de ácidos orgánicos en raíces especializadas que posee. Por otro lado, el michay es una planta nativa, experta en producir antioxidantes, que son compuestos vitales para la salud de las personas. Nuestra ciencia está evidenciando que esta especie prácticamente no requiere agua ni fertilizantes para producir su fruto, que contiene la mayor cantidad de antioxidantes.

Además, ambas especies de plantas son extraordinarias en la atracción de insectos a sus flores. Lo que también se debe a la presencia de ciertos compuestos orgánicos volátiles únicos que poseen. Esto es clave, si consideramos la crítica situación de los insectos. Es urgente preservarlos, pues son responsables de gran parte de los alimentos que consumimos.

Consciente de los efectos del cambio climático, la ciencia CGNA busca interpretar señales del transcriptoma de estas plantas bajo estrés por sequía, olas de calor y ataques de patógenos. Como también cuantificar en condiciones reales la magnitud de los efectos del clima sobre el rendimiento y calidad nutricional de sus ingredientes. Entendiendo estas señales y asociándolas a las variaciones de parámetros productivos y de calidad, es factible ir a sus genomas y desarrollar nueva genética, más resiliente frente al impacto del cambio climático.

La ciencia del CGNA busca generar cultivos competitivos, más resilientes frente al cambio climático, adaptados al territorio. Así es factible enfrentar demandas de alta cantidad y calidad de proteína vegetal, antioxidantes, entre otros.  La investigación en estas y otras especies a nivel global contribuye a hacer frente a los desafíos del cambio climático y la seguridad alimentaria. Pero a nivel local, Chile debe ser soberano en la producción de alimentos, frente a crisis esto es elemental para su gente.

¿Cuáles son los principales desafíos que enfrenta la región de La Araucanía debido al cambio climático y cómo podría afectar esto a la producción de cultivos?

El cambio climático no es una amenaza, es una realidad. Es un problema que afecta a seres humanos, animales, plantas y microorganismos. Uno de los principales efectos del cambio climático es la complejidad del comportamiento del clima de cada año, es como un “desorden” de lo habitual. Por ejemplo, deficiencia de agua u olas de calor, en momentos inusuales, en donde la planta no está preparada. En La Araucanía, por ejemplo, en los meses de octubre a diciembre del año pasado, prácticamente no llovió. Durante este periodo, las plantas necesitan agua para el proceso de almacenamiento de su alimento en las semillas. La cantidad de agua disponible para las plantas durante esos meses fue muy baja, con una precipitación media mensual que no superó los 6 mm. Lo que equivale a 0 mm disponible para la planta. Esto tuvo un impacto negativo en el almacenamiento de alimentos en las semillas, lo que se tradujo en una disminución de más del 50% en el rendimiento y la calidad de las semillas de leguminosas de grano. Fue sorprendente observar que este negativo impacto fue muy menor en plantas desarrolladas con características especiales de resiliencia.

La falta de agua o la sequía se considera el mayor factor de pérdida de cultivos, lo que genera pérdidas globales de rendimiento que van desde un 30% hasta un 60% anualmente. Además, las olas de calor o “heat shock” son eventos de temperatura extremadamente alta que pueden tener un impacto nefasto en el período de floración de los cultivos, ya que pueden generar el nulo desarrollo del tubo polínico para la fecundación, degeneración de los óvulos y del estigma. El resultado, es el aborto floral y por lo tanto ausencia de semillas. También afecta el proceso de fotosíntesis, lo que agrava aún más el impacto del cambio climático en los cultivos.

Los cambios climáticos también favorecen el ataque de plagas y enfermedades en las plantas. Esto puede generar un aumento explosivo de plagas en momentos susceptibles para la planta o la aparición de plagas poco comunes en la misma. Además, los patógenos pueden atacar de manera más agresiva, lo que aumenta la probabilidad de una gran pérdida de la cosecha. En definitiva, el cambio climático está afectando gravemente a los cultivos y, por ende, a la seguridad alimentaria.

¿Cuáles son las acciones específicas que el CGNA está llevando a cabo a nivel nacional para mejorar la tolerancia de los cultivos a diferentes tipos de estrés?

La ciencia del CGNA ha avanzado significativamente en el conocimiento del genoma y del transcriptoma de plantas bajo estrés, ya sea biótico o abiótico. Se estudia las señales del transcriptoma de plantas silvestres bajo estrés, como sequía, heat shock y ataques de patógenos, con el proyecto “Señalización y respuesta a los estreses ambientales en leguminosas de grano”, en el marco del concurso de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID).

Las plantas silvestres emiten señales distintas a las elites, lo que en el fondo se traduce en mejores mecanismos de protección. Incursionan hasta en la reprogramación de su transcriptoma ante eventos adversos. Bajo un estrés biótico, tienen mecanismos que detectan al patógeno antes de las 24 horas y preparan de inmediato un mecanismo de defensa. No así una planta elite, no lo detecta, menos preparará a tiempo un mecanismo de defensa. Sin mencionar lo que hacen al interior de la célula cuando el patógeno logra entrar, lo identifican y programan una muerte celular que también incluye la muerte del patógeno. Así la planta pierde pequeñas partes de su tejido, pero no estructuras, menos la planta completa, como ocurre en plantas elites.

Frente a la falta de agua, las plantas silvestres tienen un mecanismo que se activa para proteger ciertos tejidos, como cambios en el crecimiento de la raíz, apertura y cierre de estomas para regular el intercambio gaseoso, asegurar el almacenaje de alimento en la semilla, entre otros. En consecuencia, la ciencia nos permite entender estos mecanismos de resiliencia de plantas silvestres frente a los efectos del cambio climático. Luego estas señales/mecanismos se localizan en el genoma y se integran en genomas de plantas elite, de mayor productividad y calidad nutricional. Por ejemplo, la nueva genética que está liberando el CGNA este año, lleva en su ADN mecanismos de inmunidad natural de plantas silvestres, que la hacen resistente frente al ataque de antracnosis. Patógeno muy destructivo del lupino y que hasta ahora ha limitado el desarrollo de esta especie. Esto es muy relevante, pues el productor e industria de alimentos capturará este enorme valor de la ciencia. Además, estamos mapeando en el genoma del lupino amarillo parámetros como la apertura estomática, protección a heat shock, entre otros. Como podemos ver, la ciencia es clave en las señales del transcriptoma de una planta bajo estrés, pero también es clave llevar este conocimiento lo antes posible a genomas elites, así se desarrolla una nueva genética lo antes posible, para que el productor e industria alimentaria capture el valor de la ciencia.

En resumen, la ciencia de impacto CGNA nos permite descubrir mecanismos de resiliencia de plantas silvestres y entender cómo estas pueden protegerse ante el cambio climático. Esto permite el desarrollo de nuevos cultivos, más resilientes frente a los efectos adversos del cambio climático.

¿Cuál es su mayor preocupación respecto al cambio climático y los cultivos que se originan en el país?

Si comparamos la temperatura actual en la Tierra con la del periodo preindustrial, hemos observado un aumento promedio de 1°C, lo que ha tenido efectos probados en los sistemas humanos y ecológicos. Es por eso que se acordó en el acuerdo de París limitar este aumento a 1,5°C. Sin embargo, es preocupante que no se están llevando a cabo acciones concretas para lograr este objetivo.

Es urgente realizar acciones de mitigación, lo que implica una transformación de nuestras prácticas, considerando las causas del problema. Por ejemplo, en el ámbito de la ciencia, nuestra meta es lograr que los alimentos con tecnología CGNA tengan la menor huella de agua y carbono posible, o que los alimentos se produzcan más cerca de donde serán consumidos. Para lograr esto, es esencial atraer capital e instalación de empresas con innovación basada en la ciencia en La Araucanía. Deberíamos evitar comprar alimentos de lugares tan lejanos como Santiago.

En el 2016, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) señaló que el 75% de todas las enfermedades infecciosas nuevas en humanos son zoonóticas y que están estrechamente relacionadas con la salud de los ecosistemas. El COVID-19 fue una alerta clara para el planeta sobre este problema. Pero ¿qué estamos haciendo al respecto? Sabemos que la naturaleza es vital para nuestra supervivencia, pero es preocupante que la actividad humana haya alterado casi el 75% de la superficie terrestre. Los bosques son cruciales para la vida en la Tierra y juegan un papel clave en la lucha contra el cambio climático. Pero, ¿qué hemos hecho en Chile al respecto? ¿Dónde están los bosques nativos y la diversidad de cultivos que florecen para atraer insectos que son responsables de más del 70% de los alimentos?

Si recordamos las preguntas anteriores, ¿qué hace una planta sin agua o el planeta sin insectos? Es importante tener en cuenta que la dieta humana está compuesta en más de un 80% por plantas.

Para complicar aún más el tema del cambio climático, la evidencia científica ha demostrado que la inequidad territorial aumenta debido al cambio climático, lo que se ha visto claramente en el conflicto social del 2019. Por lo tanto, las políticas públicas deben contribuir a generar acciones que mitiguen los efectos del cambio climático, justamente, es algo que el Gore de La Araucanía hace a través de la Estrategia Regional de Desarrollo, apoyado  el trabajo que en el CGNA realizamos.  En La Araucanía, en cuanto a los cultivos, es fundamental considerar datos científicos para la toma de decisiones, especialmente en lo que se refiere a la huella de agua y carbono. Hay cultivos o árboles que consumen más agua de la que está disponible para las personas en ciertos territorios, pero aun así los plantamos. Ya sabemos cuánto le cuesta al Estado distribuir agua en los meses críticos, por lo que es necesario tomar medidas para evitar la escasez de agua.

¿Cuál es su mensaje, para la ciudadanía respecto a la ciencia que se desarrolla en Chile respecto al cambio climático y sustentabilidad alimentaria?

Creo haberlo mencionado anteriormente, pero quisiera hacer un llamado a la ciudadanía para que exijan una ciencia más pertinente al territorio, con un enfoque más enfático en el cambio climático, ya que el no hacerlo está afectándonos a todos. Chile necesita una mayor institucionalidad para realizar investigación científica a mediano y largo plazo, y los científicos deben dedicar su tiempo a generar conocimiento que contribuya al bienestar del país. Nadie más que nosotros mismos podemos hacerlo, desde Chile.

De todos los problemas que pueden afectar los cultivos, según su conocimiento, ¿cuál de ellos es el más difícil de abordar desde la investigación?

Los cultivos y las plantas no pueden producir alimentos sin agua y con temperaturas extremas, ambos problemas son causados por la actividad humana. La ciencia global está trabajando en soluciones para hacer que las plantas sean más eficientes para mitigar los efectos del cambio climático, pero existen limitaciones y las decisiones para implementar estas soluciones son políticas y están en manos de cada Estado.

Es importante considerar que la financiación de la ciencia en cada territorio es una decisión política que no está en manos de los científicos. Es necesario que los Estados inviertan en ciencia a mediano y largo plazo para contribuir al bienestar de su población y abordar problemas como el cambio climático, la seguridad alimentaria y la producción sustentable.

En Chile, el CGNA ha logrado realizar ciencia pertinente al territorio, gracias al financiamiento del Gobierno regional. Sin embargo, aún hay un largo camino por recorrer en cuanto a la generación de más institucionalidad para realizar ciencia pertinente al territorio y con más enfoque en el cambio climático. Es importante que la ciudadanía exija una mayor inversión en ciencia de impacto para contribuir a mitigar los efectos del cambio climático, proteger el medio ambiente y la seguridad alimentaria.

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