El maíz mutante podría ser el futuro de la agricultura

En Estados Unidos, el jarabe de maíz es el rey y el azúcar real ronda el estatus de príncipe. Somos adictos al maíz y el maíz, a su vez, es adicto al nitrógeno. Hace mucho tiempo, la gente se dio cuenta de que al rotar los cultivos, el suelo se mantendría rico en nutrientes, lo que ayuda hasta cierto punto a retener nitrógeno. Luego descubrimos cómo producir fertilizantes nitrogenados y, mediante su uso, prácticamente duplicamos el rendimiento medio de los cultivos en los últimos cien años.

No todas las plantas necesitan nitrógeno adicional. Las legumbres como los frijoles y la soja pueden producir las suyas propias. Pero el maíz definitivamente necesita nitrógeno. En la década de 1980, el ahora jefe de agricultura de Mars, Inc. Howard-Yana Shapiro fue a México, la capital mundial del maíz, en busca de nuevos tipos de maíz. Encontró uno en el sur de México, en el Distrito Mixes de Oaxaca. Este maíz no solo era varios pies más alto que el maíz americano, sino que de alguna manera creció hasta estas alturas vertiginosas en un suelo terrible.

Shapiro pensó que el éxito del maíz podría tener algo que ver con las raíces aéreas en forma de dedos que sobresalían del tallo del maíz. Décadas después, resulta que tenía razón. Investigadores de UC Davis han demostrado que esas raíces aéreas permiten a la planta absorber nitrógeno del aire a través de una relación simbiótica con las bacterias en ese moco claro y almibarado. El proceso se llama fijación de nitrógeno.

Entonces, si ya tenemos fertilizantes nitrogenados, ¿por qué buscar plantas que lo hagan ellas mismas? El proceso de producción de fertilizantes de Haber-Bosch, que es una forma artificial de fijación de nitrógeno, hace que el suelo estéril sea un factor menos importante. Pero ese nitrógeno adicional en los fertilizantes a base de amoníaco tiende a escurrirse hacia arroyos y lagos cercanos, lo que convierte su uso en un peligro ambiental. Y el proceso de creación de amoníaco para fertilizantes involucra combustibles fósiles, utiliza mucha energía y, además, produce gases de efecto invernadero. En definitiva, es algo horrible que se le puede hacer al medio ambiente por el bien de la agricultura. Pero con tanta gente que alimentar, ¿qué más se puede hacer?

Durante la última década, los investigadores de UC Davis utilizan la secuenciación de ADN para determinar que el moco de la variedad Sierra Mixe de la planta proporciona microbios al maíz, que le proporcionan azúcares para comer y una capa de protección contra el oxígeno. Creen que de esta manera las plantas obtienen entre el 30 y el 80% del nitrógeno. Los investigadores también demostraron que los microbios pertenecen efectivamente a familias fijadoras de nitrógeno y son similares a los que se encuentran en las legumbres. Lo más impresionante es que pudieron trasplantar maíz Sierra Mixe tanto a Davis, California como a Madison, Wisconsin, y lograr que creciera con éxito, lo que demuestra que el truco para fijar nitrógeno no se limita al territorio del maíz. Ahora están trabajando para identificar los genes que producen las raíces aéreas.

Sin embargo, probablemente no cambiaremos al maíz Sierra Mixe en el corto plazo. Se necesitan ocho meses para madurar, lo que es demasiado lento para el apetito estadounidense acostumbrado a un período de maduración de tres meses. Si podemos descubrir cómo hacer que otras plantas fijen nitrógeno por sí mismas, ¿quién sabe hasta dónde podríamos llegar? Parece probable que más personas acepten un superpoder injertado de un primo del maíz en lugar de intentar utilizar CRISPR para garantizar la autofijación de nitrógeno, ya que los estudios han demostrado una desconfianza hacia los alimentos genéticamente modificados.

La cuestión de los derechos de propiedad intelectual podría ser un problema, pero los investigadores comenzaron con el pie derecho con el gobierno mexicano al establecer acuerdos legales que garanticen que la comunidad de la Sierra Mixe se beneficie de la investigación y la posible comercialización. No podemos esperar a ver qué son capaces de hacer. Si no pueden trasplantar el poder de autofijación a otras plantas, entonces quizás haya esperanza de mejorar el proceso Haber-Bosch.