Desde hace más de una década, la doctora honoris causa por la UNAM, Joanne Chory, trabaja en una solución para el secuestro de carbono, basada en la capacidad de las plantas para extraer dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera -a través de la fotosíntesis- y convertirlo en biomasa, ya que los suelos de la Tierra contienen una gran cantidad de carbono -estimada en aproximadamente dos mil 300 gigatoneladas (Gt) de carbono a tres metros de profundidad-, lo que constituye aproximadamente tres veces la reserva atmosférica actual de CO2.
Se calcula que los suelos de las tierras de cultivo y de pastoreo (aproximadamente cinco mil millones de hectáreas en el mundo) tienen una enorme capacidad para almacenar carbono, la cual -combinada con la infraestructura agrícola existente- brinda la oportunidad de aprovechar la genética para mejorar los rasgos relacionados con el secuestro de carbono mediado por plantas, detalló en entrevista.
Varias características de las plantas son buenas candidatas para facilitar el secuestro de carbono; la biomasa de las raíces es una de ellas, ya que determina los aportes de raíces y contribuye, aproximadamente cinco veces más, al secuestro de carbono que la masa equivalente de hojarasca aérea, explicó la galardonada con el Pearl Meister Greengard Prize 2020.
“Decidimos que con esta iniciativa teníamos que aprovechar algún elemento de distribución global y lo que hemos hecho es trabajar con semillas de maíz y arroz en sus formas silvestres, pero también se puede trabajar con granos de soya, sorgo y canola. Estas especies tienen una gran distribución global”, detalló la investigadora.
Si bien hay varias plantas que podrían ser usadas en el proyecto, deben tener características especiales como mecanismos que aumenten el secuestro de carbono; resistir a la descomposición por parte de los microorganismos del suelo; también deben vivir más en los suelos, es decir, las plantas finales deberán soportar una interacción compleja entre la composición química, la oclusión física del carbono dentro de los agregados del suelo, la formación de complejos organominerales estables y la conectividad de la película de agua con los microbios.
“Las plantas modificadas se encuentran aún en etapa de investigación en el laboratorio, pues aún falta mucho por hacer antes de llevarlas a campo. Pero hemos tratado de evitar los OGM’s (organismos genéticamente modificados), lo que nosotros tratamos de hacer es editar la cadena, utilizando técnicas de secuenciación CRISPR (herramienta de edición genética que ‘corta’ segmentos del ADN de una célula)”, detalló Chory.
La bioquímica de la raíz también influye en la descomposición, y un rasgo candidato principal es la cantidad del producto natural suberina en las raíces. Este es un complejo lipofílico que se compone de ácidos grasos de cadena larga y compuestos poliaromáticos, la cual puede ser una buena fuente para el secuestro de carbono debido a su estabilidad bioquímica y su interacción con los minerales del suelo y la oclusión en los microagregados de la capa superior del suelo.
En un artículo publicado recientemente en la revista Plant Cell (2022), Chory detalla que la planta ideal debe acumular suberina en la pared celular de sus células de raíz y formar un sistema de raíces vasto y profundo. Para lograrlo se seleccionan genes candidatos que afecten la arquitectura del sistema radicular y la masa radicular; información que se combina con promotores específicos de raíces y genes biosintéticos de suberina.
La planta ideal se crea aprovechando los enfoques clásicos (mejoramiento) y más recientes (edición del genoma, ingeniería genética) para introducir alelos y genes favorables que aumentarán la biomasa de la raíz y los transgenes que incrementarán la deposición de suberina en la raíz.
Se espera que, además de atrapar más carbono, repondrán los suelos empobrecidos de este elemento con polímeros de carbono resistentes a la degradación. Por el momento, el desarrollo de las plantas se encuentra en fase de laboratorio, enfatizó la ganadora del Premio Gruber Genetics 2018.
Entre los desafíos por superar para el uso de cultivos para el secuestro de carbono, Chory estimó que se requieren efectuar varias pruebas. Por el momento, se calcula que las plantas finales tendrán el potencial de absorber hasta 1.85 gigatones de carbono por año, sólo en 30 centímetros de tierras de cultivo. Con mayor profundidad de enraizamiento y una composición bioquímica, las raíces podrían producir mayor capacidad de secuestro.
El tiempo apremia, alertó la científica, porque cada año que pasa sin la reducción significativa de carbono tendrá impacto negativo en miles de millones de humanos, y disminuirá la biodiversidad de nuestro planeta. “Sabemos esta no es la única solución, pero estamos invitando a la gente creativa a proponer diferentes ideas, y juntos podremos hacer algo diferente a lo que estamos haciendo hoy en día”.
Cuenta regresiva
Los escasos avances presentados en la más reciente Conferencia de las Partes son desilusionantes, porque ningún país está alcanzando sus objetivos de manera exitosa, destacó Joanne Chory, también ganadora del Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2019.
Eso es un gran problema en el cual deben apoyar los científicos y la población en general, pues las naciones y los gobiernos no han sido capaces de reducir sus emisiones. Por ello su inquietud por encabezar la Iniciativa de Aprovechamiento de Plantas, con la cual busca atrapar el dióxido de carbono de la atmósfera.
La investigadora del Salk Institute explicó: “Nos quedan solo ocho años para hacer un cambio en 2030, y las naciones deben estar unidas para lograrlo, porque el cambio generará un caos, pero ocho años no son mucho, debemos actuar ahora, ya no podemos tener distracciones. Este es un problema global y todos debemos apoyar, debemos realmente pensar cómo podemos participar, no solo los científicos, sino los políticos, es tiempo de revisar la caja y eso es lo que estamos haciendo”.
