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Research and Innovation

Rediseño de cultivos para satisfacer la creciente necesidad de alimentos de la sociedad

En 2050, la población mundial puede alcanzar los 10 000 millones. Por desgracia, la tierra cultivable no puede generar de forma sostenible los alimentos necesarios para todos. El proyecto FutureAgriculture, con fondos de la UE, ha diseñado un tipo de cultivo capaz de producir las cantidades necesarias para alimentar a una población en rápido aumento y mitigar el impacto del cambio climático.

©Worawut #295809244, source: stock.adobe.com 2021

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Se espera que la población mundial alcance los 10 000 millones de personas para 2050. Para poder alimentar con seguridad tal cantidad de bocas se necesita duplicar los rendimientos de los cultivos mundiales. Esto supone doblar nuestra producción en menos de treinta años.

Por si esto no fuera lo suficientemente abrumador, también se presenta el problema de la sostenibilidad. De los 13 000 millones de hectáreas de suelo de nuestro planeta, solo el 38 % está disponible para uso agrícola. El resto del suelo son zonas boscosas, urbanizadas o no adecuadas para la producción de alimentos, por lo que el aumento de la tierra cultivable sería extremadamente difícil e insostenible. En cambio, son necesarios métodos agrícolas más eficientes, eficaces y productivos. Tobias Erb, director e investigador principal en el Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre en Marburgo, Alemania, comenta: «Necesitamos realizar un mejor trabajo a la hora de aprovechar los recursos disponibles para producir más alimentos a partir de la tierra que disponemos».

Es en este contexto en el que interviene el proyecto FutureAgriculture, financiado con fondos europeos.

Erb, que también actúa como el coordinador oficial del proyecto, explica: «En la actualidad, los cultivos utilizan la fotosíntesis natural para crecer, un proceso que implica la absorción de la luz solar para obtener alimento a partir del dióxido de carbono (CO2) y el agua. Lamentablemente, este proceso no es lo suficientemente eficaz para producir de forma sostenible la cantidad de alimentos que necesitamos».

Para solventar este reto, el proyecto FutureAgriculture está encabezando un esfuerzo transeuropeo para aumentar los rendimientos agrícolas mediante el rediseño de la fotosíntesis natural. Erb añade: «Nuestro objetivo es emplear la biología sintética para impulsar la eficiencia fotosintética, mejorar la capacidad de la planta para capturar CO2 eficientemente y, por tanto, optimizar su formación de biomasa».

Mejora de la fotosíntesis

Para lograr este objetivo, los investigadores adoptaron un método de varios pasos. Erb explica: «En primer lugar, analizamos las limitaciones de la fotosíntesis natural. A continuación, empleamos un método de guiado computacional para buscar sistemáticamente nuevas soluciones biológicas capaces de mejorar la cantidad de CO2 capturada durante la fotosíntesis».

De vuelta en el laboratorio, los investigadores desarrollaron enzimas no presentes en la naturaleza que, a continuación, se combinaron con enzimas existentes para crear nuevas rutas metabólicas para una mejor conversión del carbono. Erb recalca: «Esto nos permitió descubrir, y crear, soluciones completamente nuevas que la naturaleza todavía no ha inventado».

Los investigadores llevaron esto un paso más allá y tuvieron éxito al demostrar que estas rutas son activas en plantas vivas. Es más, el proyecto demostró que estas rutas pueden mejorar la actividad fotosintética en ciertas condiciones.

Erb apunta: «Este proyecto ha impulsado considerablemente la preparación tecnológica de las soluciones biológicas sintéticas. En solo cinco años, hemos demostrado la viabilidad de la mejora de la fotosíntesis mediante la biología sintética».

Listas para prosperar en la nueva normalidad

Según Erb, FutureAgriculture desempeñará un papel importante a la hora de contribuir a que la sociedad satisfaga sus crecientes necesidades de producción de alimentos. «La fotosíntesis natural no es capaz de hacer frente a las demandas cambiantes del cambio climático, especialmente las temperaturas más altas y las sequías intensas causadas por los niveles crecientes de CO2», comenta el investigador.

Y añade que, aunque son necesarias más pruebas, está seguro de que las plantas provistas con las rutas sintéticas de FutureAgriculture podrán adaptarse, y prosperar, en esta nueva normalidad.

Erb concluye: «Teóricamente, nuestro diseño debería poder mejorar el rendimiento de la fotosíntesis en hasta un 30 %. Esto demostrará lo que la ciencia puede lograr cuando los mejores investigadores de Europa trabajan juntos y se benefician de los excelentes mecanismos de financiación de la UE».

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Datos del proyecto

Acrónimo del proyecto
FutureAgriculture
Número del proyecto
686330
Quién coordina el proyecto: Alemania
Quién participa en el proyecto:
Alemania
Israel
Italia
Reino Unido
Coste total
€ 4 871 410
Contribución de la UE
€ 4 871 410
Duración
-

Véase también

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