Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, en 2022 alrededor del 30% de la población mundial experimentará inseguridad alimentaria y más del 10% se enfrentará a una inseguridad alimentaria grave. Para solucionar este problema, los científicos están trabajando para mejorar la producción vegetal mediante avances en la fotosíntesis. Aunque la producción agrícola ha aumentado enormemente durante el último siglo, el consumo de agua también se ha triplicado. Los investigadores ahora se centran en aumentar la eficiencia de conversión, que se refiere a la capacidad de una planta para convertir la radiación solar en biomasa.

Científicos de la Universidad de Illinois están liderando un proyecto llamado Realización de una mayor eficiencia fotosintética (RIPE) para modificar genéticamente plantas y aumentar su eficiencia fotosintética. Al simular el proceso de fotosíntesis utilizando potentes ordenadores, el proyecto ha identificado cambios genéticos que pueden mejorar significativamente la producción vegetal. Las pruebas de campo ya han demostrado una mejora del rendimiento de más del 20% en las plantas de soja.

Otro equipo de Wild Bioscience, una filial de la Universidad de Oxford, está utilizando la biología computacional para aumentar la cantidad de hojas que pueden realizar la fotosíntesis en los cultivos. Al activar genes específicos que se encuentran en plantas silvestres, han logrado un aumento de más del 20% en la biomasa de las semillas. Se está realizando un trabajo similar con el maíz, en el que el gen de la fotosíntesis C4 se activa en el trigo.

Ambos proyectos implican la edición de genes, que es diferente de la modificación genética (GM). La edición de genes elimina o inactiva genes del genoma de una planta en lugar de introducir genes de otras especies. Si bien el gobierno del Reino Unido recientemente relajó las reglas sobre cultivos editados genéticamente, la Unión Europea todavía tiene reglas estrictas. Los críticos argumentan que estas tecnologías desvían recursos de soluciones probadas y plantean preocupaciones sobre su sostenibilidad y seguridad a largo plazo.

Si bien estos avances en la fotosíntesis muestran resultados prometedores en ambientes controlados, los científicos advierten que reproducir estos resultados en diferentes especies y regiones puede resultar un desafío. Además, es posible que deban considerarse ventajas y desventajas, como hojas más pequeñas o una mayor demanda de agua. Sin embargo, combinando varias técnicas, los investigadores creen que la producción de cultivos comerciales se puede mejorar significativamente.

Fuentes: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, Universidad de Illinois, Wild Bioscience, Amigos de la Tierra Europa, Imperial College London, Rothamsted Research.