Proteger el suministro de alimentos ante la inestabilidad climática se ha convertido en una prioridad urgente en la investigación agrícola. El cambio climático no sólo aumenta la frecuencia de los fenómenos meteorológicos extremos, también afecta de forma drástica a la capacidad de los cultivos para producir alimentos con el volumen y la calidad necesaria. Es por ello que investigadores de distintas instituciones centran sus esfuerzos en adaptar los cultivos a estas condiciones cambiantes ya que es vital para garantizar la seguridad alimentaria, siendo los tomates (cultivo de importancia mundial) uno de los casos más destacados.
Un grupo de biólogos de la Universidad de Brown (Estados Unidos) ha hecho un descubrimiento fundamental para mejorar la termotolerancia de los cultivos. Los expertos han analizado diferentes variedades de tomate que logran producir frutos bajo condiciones de calor extremo, identificando la fase del ciclo reproductivo donde esta fruta es más vulnerable al calor. Los investigadores constataron que el crecimiento del tubo polínico (estructura a través de la que el polen se desplaza hacia el ovario de la planta para formar semillas) resulta ser una fase crítica, ya que el calor extremo puede inhibir el proceso, limitando la producción de tomates que son más sensibles al calor.
El equipo de investigación estudió diversas variedades de tomate adaptadas a climas cálidos en regiones de México, Filipinas y Rusia, regiones donde las plantas han desarrollado de forma natural, por evolución y adaptabilidad mecanismos de resistencia al calor. Trabajando conjuntamente con investigadores de la Universidad de Arizona, se estudió cómo el estrés térmico afecta el desarrollo del mencionado tubo polínico, descubriendo que variedades como el tomate Tamaulipas, tienen un crecimiento de esta estructura mucho más robusto a elevadas temperaturas. El descubrimiento proporciona una base científica para diseñar cultivos más resistentes a las olas de calor que se sufren cada año, lo que es vital en regiones que son vulnerables a las altas temperaturas.
Tomates resistentes al calor: una clave para la adaptación climática
Los expertos comentan que un próximo paso podría ser el desarrollo de una solución para que los tomates comerciales mantengan su resistencia al calor sin que pierdan esas características que los hacen atractivos y de interés a nivel comercial. De este modo se lograría conservar el sabor y la textura, características más valoradas por los consumidores, pero con la particularidad de soportar mejor las variaciones climáticas. Con esta línea de trabajo se podría ayudar a mantener un suministro estable de tomates, incluso en épocas de altas temperaturas y evitando la reducción del rendimiento.
Otra línea de investigación en el Reino Unido utiliza la técnica de edición genética CRISPR-Cas9 para añadir valor nutricional a los tomates, convirtiéndolos en una fuente de vitamina D, un nutriente clave para la salud ósea y el sistema inmunológico. Este proyecto desarrollado en el instituto de investigación hortícola John Innes, se centra en acumular provitamina D3 en los tomates, bloqueando la ruta de conversión de esta sustancia en otros compuestos, de manera que el fruto pueda convertirse en una fuente rica de vitamina D.
Actualmente un segmento importante de la población mundial tiene deficiencia de vitamina D, un problema de salud pública que afecta la densidad ósea y puede desencadenar enfermedades como la osteoporosis y el raquitismo. Estos tomates modificados genéticamente podrían ayudar a complementar la dieta en regiones con menos acceso a productos animales, que son la fuente natural de esta vitamina. Lo cierto es que la fortificación de alimentos mediante la modificación genética, representa un avance significativo en la biotecnología aplicada a la agricultura. Los expertos recuerdan que, con el aumento de los niveles de dióxido de carbono, la calidad nutricional de diferentes alimentos podría verse afectada, haciendo que iniciativas como la fortificación sean relevantes y de gran importancia.
En este sentido, la posibilidad de contar con tomates ricos en vitamina D representa un avance hacia un futuro en el que los cultivos no sólo sean resistentes al clima extremo, sino que también contribuyan a mejorar la nutrición humana. Es interesante destacar otro trabajo como el realizado por los investigadores de la Universidad de Oxford, para prolongar la vida útil de los tomates y reducir el desperdicio alimentario. A través de la modificación de la proteína SP1, los expertos lograron regular la vía bioquímica CHLORAD, que controla el desarrollo y maduración de los plástidos (orgánulos celulares eucarióticos) en las células vegetales. Esta regulación permite ajustar el ritmo de maduración de los tomates, lo que es fundamental para su conservación durante el transporte y el almacenamiento, de todo ello hablábamos en este post.
Este tipo de manipulación ofrece ventajas significativas para los agricultores y los distribuidores, que son los que suelen enfrentarse a pérdidas de la producción debido a la reducida vida útil de las frutas y las verduras. Al ralentizar la maduración, los frutos pueden mantenerse frescos durante más tiempo, lo que beneficia a la economía agrícola y facilita la optimización y distribución de los alimentos en regiones alejadas. Esta mejora de la durabilidad de los tomates es otra estrategia para proteger el suministro alimentario y hacer que la producción sea mucho más eficiente.
La combinación de estos avances en el estudio del tomate, desde la resistencia al calor y la adición de vitamina D, hasta la regulación de la maduración, supone una estrategia integral para enfrentarse a los retos climáticos actuales y futuros. Los investigadores apuntan que estos trabajos de investigación responden a una necesidad de adaptación al cambio climático y abren las puertas a un modelo de agricultura que podría alimentar de forma más eficaz y sostenible a una población en continuo crecimiento.
Cierto es que queda mucho camino por recorrer para implementar todos estos descubrimientos en una producción agrícola a gran escala, pero los estudios muestran un camino alentador hacia una agricultura resiliente. Con cada nueva investigación, se suman herramientas que ayudarán a los agricultores, a enfrentarse a los desafíos climáticos y nutricionales, garantizando un suministro alimentario estable. La ciencia y la tecnología al servicio de la agricultura son esenciales para conseguir que los cultivos se mantengan productivos y saludables en un planeta que está experimentando cambios sin precedentes.
Podéis conocer todos los detalles de la investigación a través de este artículo publicado en la página de la Universidad Brown, y en este otro publicado en la revista científica Current Biology.