¿Puede la edición de genes ayudar a que las plantas comestibles se adapten al cambio climático en un mundo de temperaturas en alza y fenómenos meteorológicos extremos? BBC Future informa sobre una planta que, a simple vista, parecía un tomate común. Marta Zaraska analizó una variedad desarrollada en 2018 en la Universidad de Minnesota: hojas alargadas y pequeños frutos rojos caracterizaban a la especie silvestre de tomate originaria de Perú y Ecuador, conocida como Solanum pimpinellifolium o tomate «Red Currant». Este tomate era especial. Según Zaraska, esta planta tenía menos ramas pero producía más frutos, que además eran ligeramente más oscuros, una señal de mayor contenido de licopeno, un antioxidante relacionado con la reducción de riesgos de cáncer y enfermedades cardíacas. El tomate fue diseñado específicamente para desarrollar estas características.

La planta fue creada por el genetista Tomas Cermak y su equipo mediante la edición de genes con Crispr, una tecnología galardonada con el Premio Nobel, que actúa como una herramienta de «cortar y pegar» en el material genético. Esta técnica está revolucionando la agricultura y contribuye a crear cultivos para el futuro. La ambición de Cermak es desarrollar un tomate fácil de cultivar, nutritivo y sabroso, que además esté mejor adaptado a un clima cambiante. “La planta ideal sería resistente a todo tipo de estrés: calor, frío, salinidad y sequía, además de a las plagas”, explica.

Un clima adverso para los tomates

El cambio climático plantea problemas para muchos cultivos, y los tomates no son una excepción. Estos crecen mejor entre 18°C y 25°C. Un estudio de 2020 estimó que, para mediados de siglo, hasta el 66% de las tierras de cultivo en California, donde tradicionalmente se cultivaban tomates, podría superar esta temperatura óptima. Otras investigaciones indican que, para 2050, grandes extensiones de tierra en Brasil, África Subsahariana, India e Indonesia también podrían volverse inadecuadas para el cultivo de tomates.

Si bien el aumento de temperaturas promedio podría hacer que regiones previamente frías se vuelvan aptas para el cultivo de tomates, las condiciones extremas siguen siendo un problema. En 2019, en el norte de Italia, la temporada de cultivo estuvo marcada por granizadas, vientos fuertes, lluvias intensas, y temperaturas extremas tanto de frío como de calor, lo cual resultó en una cosecha deficiente y tomates de baja calidad.

La escasez de agua también lleva a los agricultores a usar agua de peor calidad para el riego, a menudo con contenido salino, lo que incrementa la salinidad del suelo y afecta a los tomates comerciales. Además, niveles más altos de ozono hacen que los tomates sean más susceptibles a enfermedades como la mancha bacteriana en las hojas.

Crispr al servicio de la agricultura

Además de ser uno de los cultivos favoritos de la humanidad, el tomate es una planta de cultivo modelo: de crecimiento rápido, fácil de criar y relativamente simple de manipular a nivel genético. “La investigación sobre los tomates recibe más fondos que otros cultivos, lo cual permite el desarrollo de recursos como secuencias genómicas, ingeniería genética y edición de genes”, dice Joyce Van Eck, genetista de plantas de la Universidad de Cornell. Esto hace que los tomates sean ideales para investigar nuevas tecnologías de edición genética, como Crispr, que en un futuro cercano podría producir muchas plantas adaptadas al clima.

Después de identificar genes que ayudan a la adaptación al clima, Crispr puede dirigirse a estos genes para eliminar algunos indeseables, ajustar otros o insertar nuevos. Usada en plantas desde 2013, Crispr permite a los investigadores modificar el genoma con gran precisión para obtener rasgos específicos, como tolerancia a la sal o resistencia a patógenos, e incluso se ha utilizado para crear plantas enanas que resisten mejor los vientos fuertes, otro efecto secundario del cambio climático. Investigadores como Cermak van aún más lejos, utilizando Crispr para domesticar especies silvestres “de novo” o desde cero, logrando en una sola generación lo que antes tomaba miles de años y con mucha mayor precisión.

La domesticación de Solanum pimpinellifolium «de novo» fue la manera en que Cermak y sus colegas en Minnesota crearon un tomate en 2018, obteniendo frutos más grandes que en su versión silvestre. Aún no era el tomate perfecto que el científico buscaba. “Añadiendo más genes, podríamos hacer que los frutos sean aún más grandes y abundantes, aumentar la cantidad de azúcar para mejorar el sabor, así como los antioxidantes, vitamina C y otros nutrientes”, afirma Cermak.

Una revolución verde en el plato

La domesticación «de novo» también podría fomentar el interés en los «cultivos huérfanos», plantas que se cultivan a pequeña escala pero que tienen gran potencial para contribuir a la seguridad alimentaria. La baya de kamchatka, una pariente silvestre del tomate, es una de estas plantas domesticadas recientemente con Crispr. En el futuro, esta técnica podría llevar a cultivos como el frijol caupí, el sorgo y el teff –cereales africanos– a una audiencia mundial. Crispr también se usa actualmente para mejorar diversos cultivos, desde bananas y uvas hasta arroz y pepinos.

Algunos científicos consideran que Crispr marca el comienzo de una segunda revolución verde, que ayudaría a alimentar a la creciente población mundial. No obstante, aún existen desafíos técnicos, como las regulaciones legales y la aceptación social. Las plantas modificadas con Crispr pueden estar «libres de transgénicos», es decir, no contienen ADN de otra especie, a diferencia de los cultivos transgénicos tradicionales.

Sin embargo, los estudios sobre la aceptación de productos alimenticios editados con Crispr arrojan resultados mixtos. En una encuesta en EE.UU., Canadá, Bélgica, Francia y Australia, los consumidores veían de manera similar los alimentos modificados con Crispr y los transgénicos. Pero en un estudio de 2020 en Canadá, los consumidores mostraron mayor disposición a aceptar los alimentos modificados con Crispr.