Podría parecer algo de ciencia ficción, pero se envían semillas al espacio para modificarlas genéticamente. Se llama astrobotánica. Y el último proyecto de este tipo acaba de regresar a la tierra. Se trata de la nave robótica Cygnus, que fue enviada al espacio exterior el pasado mes de noviembre en un proyecto conjunto del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO).
A través de esta iniciativa, que fue llevada a cabo a través del Centro Conjunto FAO/OIEA de Técnicas Nucleares en la Alimentación y la Agricultura, ambas organizaciones internacionales buscan “explorar los efectos de la radiación cósmica en las semillas como parte de una investigación en curso sobre el fortalecimiento de las variedades de cultivos para resistir los efectos del cambio climático y aumentar la seguridad alimentaria global”.
El objetivo de este proyecto, por tanto, es determinar si las duras condiciones que existen en el espacio —como las temperaturas extremas y la radiación cósmica— darán lugar a cambios evolutivos en las semillas. Y si, a su vez, estos cambios pueden ser determinantes a la hora de ayudar a que las plantas puedan ser más resistentes frente a las cada vez más difíciles condiciones climáticas que se dan en la Tierra a raíz del calentamiento global.
“Ahora que las semillas están de vuelta en la Tierra, podemos ver los efectos de la radiación cósmica, la microgravedad y las temperaturas extremas y compararlos con los inducidos en nuestros laboratorios conjuntos. Este experimento innovador puede ayudar a desarrollar cultivos que puedan adaptarse al cambio climático e impulsar la seguridad alimentaria mundial”, afirmó en un comunicado de prensa Qu Dongyu, director general de la FAO.
Agricultura 'cósmica'
El espacio siempre ha fascinado al ser humano y la agricultura espacial es algo que siempre ha estado ahí. La NASA ya envió plantas de algodón para mejorar la genética de ambos para adaptarse mejor a condiciones extremas con poca agua. Y, China, en 2019, consiguió que brotase una semilla de algodón en la cara oculta de la Luna, aunque duró apenas unas pocas horas tras caer la noche lunar, en la que se alcanzan temperaturas de hasta 170 grados bajo cero.
Hoy, esta realidad está más cerca que nunca. “El proyecto de cultivos cósmicos es muy especial. Es una ciencia que podría tener un impacto real en la vida de las personas en un futuro no muy lejano, al ayudarnos a producir cultivos más fuertes y alimentar a más personas”, señaló Rafael Mariano Grossi, director general de la OIEA. De hecho, remarcó, a pesar de que los científicos de ambas organizaciones llevan trabajando durante décadas con las mutaciones de semillas, es la “primera vez que experimentamos con un campo tan emocionante como la astrobiología”.
En los laboratorios, la radiación ocurre en una máquina que usa rayos gamma y rayos X, lo que acelera el proceso de variación genética espontánea. En cambio, en el espacio se encuentran una radiación más pesada, que junto con otros extremos, como la microgravedad o la temperatura, “podrían desencadenar cambios genéticos que normalmente no se encuentran con las fuentes de radiación en la Tierra”, explican desde la FAO.
El espacio es un terreno especialmente hostil para el crecimiento. Las plantas se ven afectadas por la radiación cósmica y la microgravedad. Y precisamente la exposición a la radiación cósmica puede producir una mutación espontánea, lo que se conoce como mutagénesis espacial.
Una vez de vuelta a la Tierra, las semillas se “cultivan, seleccionan y reproducen”. Y cuando estas plantas crecen, los investigadores identifican aquellos rasgos más útiles y que puedan brindar una ventaja sobre las variedades de cultivos más tradicionales.
Las plantas elegidas por este proyecto han sido la arabidopsis y el sorgo. En el primero de los casos, explica la FAO, es un tipo de berro que es “fácil y económico de cultivar” y, además, produce muchas semillas. Con su visita al espacio, los científicos buscan determinar su tolerancia a la sequía, la sal y el calor, tres factores que estarán muy presentes en nuestro planeta con el cambio climático.
En el segundo de los casos, con el sorgo —el quinto cereal más cultivado del mundo tras el maíz, el trigo, el arroz y la cebada—, los investigadores buscarán determinar los rasgos más deseables de este cereal para la resiliencia al cambio climático.
Las semillas se germinarán y cultivarán en los invernaderos y laboratorios de la OIEA en Seibersdorf (Austria). Una vez crezcan, los investigadores compararán los resultados de los cambios entre las semillas que se irradiaron en un laboratorio y aquellos que han viajado al espacio y recibieron una exposición a la radiación cósmica, la microgravedad y las temperaturas extremas.
Estos análisis, indican desde la OIEA, ayudarán a comprender la radiación cósmica y si las condiciones espaciales pueden tener un efecto positivo para la mejora de los cultivos y si esto podría beneficiar potencialmente a las personas que habitan en la Tierra. Los primeros resultados podrían llegar para octubre de 2023, según afirman desde el Centro conjunto de la OIEA y la FAO.
“Los pequeños productores de alimentos más vulnerables al cambio climático necesitan urgentemente investigación y desarrollo innovadores”, remarcó la directora general adjunta de la FAO, Maria Helena Semedo. Y añadió: “Las condiciones de crecimiento cada vez más duras amenazan la producción de alimentos, una situación que esperamos que la ciencia espacial contribuya a cambiar al promover el desarrollo de variedades de cultivos resistentes y nutritivas en abundancia”.
Cómo afecta el cambio climático a los cultivos
En enero de 2022, la ONU declaró en Madagascar por primera vez en la historia una crisis alimentaria inducida por el cambio climático. La peor sequía de los últimos 40 años en el sur del país había puesto a más de un millón de personas en una situación de vulnerabilidad extrema. Este tipo de situaciones, por desgracia, serán cada vez más frecuentes en el futuro. Y es que, por ejemplo, el IPCC proyectó que para el año 2030 habrá 250 millones de personas en África que pueden experimentar un alto riesgo hídrico.
Si a todo esto le sumamos el cambio climático y la pérdida de rendimiento de los cultivos, el desafío que se nos presenta es de una magnitud colosal. Acabar con este tipo de situaciones será un auténtico desafío en el futuro, sobre todo teniendo en cuenta que la demanda mundial de los alimentos habrá aumentado un 50% para 2050, según la ONU. “Incluso sin cambio climático, es necesario realizar mayores inversiones en ciencia y tecnología agrícola para cubrir la creciente demanda”, indicó Rivero.
El proyecto llevado a cabo por el Centro Conjunto FAO/OIEA de Técnicas Nucleares en la Alimentación y la Agricultura podría ser una de las soluciones a la creciente demanda mundial de una población que llegará a los 10.000 millones en las próximas dos décadas.
“Tenemos la responsabilidad de explorar técnicas nucleares que podrían marcar una diferencia positiva para la salud humana y el suministro de alimentos”, recalcó Najat Mokhtar, directora general adjunta del OIEA y jefa del Departamento de Ciencias y Aplicaciones Nucleares. “A medida que el mundo se enfrenta a la adaptación a las consecuencias del cambio climático, debemos acelerar la investigación sobre fitomejoramiento para encontrar soluciones adecuadas y rentables”.