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  • Bioagricultura urbana ayudaría a alimentar al mundo

Ante la amenaza climática a la producción tradicional de alimentos, hay que pasar de la agricultura al cultivo celular, dice Lucía Atehortúa

Si el cambio climático comienza a limitar la producción mundial de cultivos alimenticios y energéticos, será necesario desarrollar un nuevo sistema de producción de alimentos. 

Imagine la agricultura en pequeños espacios, usando herramientas de alta tecnología, como foto-biorreactores que generen energía limpia las 24 horas del día, independiente de factores climáticos externos.

Imagine que ésta estuviera libre de patógenos y agroquímicos, que no dependiera de las estaciones, y que existiera la posibilidad de producir cultivos genéticamente modificados que no interactuaran con el medioambiente ni afectaran la biodiversidad existente. 

Esto es la ‘bioagricultura urbana’, un tipo de agricultura de alta tecnología desarrollada principalmente para grandes ciudades. 

La producción y la seguridad alimentaria han estado bajo amenaza por la urbanización y el crecimiento de la población incluso antes de que existiera la perspectiva de una catástrofe climática. Con esto en mente, nosotros en la Universidad de Antioquia en Medellín, Colombia, hemos estado desarrollado una serie de investigaciones en cultivos de células diferenciadas y tejidos para cultivar futuros productos alimenticios y energéticos. 

Hasta ahora, nuestro trabajo se ha enfocado en el uso de cultivos celulares para producir cacao, aceite de nuez de Barbados (Jatropha curcas) y jugo de naranja. Otras especies de plantas en proyecto incluyen la caña de azúcar, el maíz, el trigo y la cebada. Estos esfuerzos podrían ser un hito para demostrar la viabilidad de la bioagricultura urbana. 

Límites a la modificación genética 

Una solución para el potencial fracaso de la agricultura tradicional es la modificación genética, la que puede hacer cultivos resistentes a eventos ambientales extremos, como sequías o inundaciones. 

Sin embargo, no es realista esperar que ésta se desarrolle para cada tipo de alimento. Esto requeriría enormes recursos financieros, mucha investigación científica y largos períodos para que el cultivo pase todos los protocolos de bioseguridad necesarios antes de que puedan ser plantados en el campo en contacto directo con el ambiente natural. Los cultivos también necesitarían adaptarse bien y tener rendimientos suficientemente altos como para alimentar al mundo. 

Los organismos transgénicos enfrentan otro obstáculo: son el foco de una preocupación social considerable. Realmente deberíamos mirar hacia otro lado para hallar la respuesta. 

La alternativa podría ser la biotecnología de plantas, específicamente, el cultivo celular y de tejidos in vitro de las partes comestibles de ciertos cultivos o frutos. Hasta ahora, no obstante, hay poca literatura sobre ese tipo de investigaciones. 

El cultivo celular también permite la síntesis de nuevos productos naturales, hace posible crear ‘biofábricas’ para convertir cultivos de escaso valor en productos altamente valorados y genera nuevos compuestos que normalmente no son se producen bajo condiciones naturales. Se pueden generar nuevos productos que no existen hoy en el mercado, por ejemplo, se pueden mezclar células de cacao con células de almendra para generar un producto que tenga sabor a cacao con almendra. También se puede inducir las células usando compuestos llamados precursores para producir otras nuevas sustancias por la vía de la biotransformación.

Producción comercial 

El uso de cultivos celulares ya ha tenido un impacto en la investigación en fisiología y bioquímica, especialmente en estudios de metabolismo celular y trabajos para determinar el efecto de sustancias como hormonas vegetales en respuestas celulares. 

En genética, la clonación ha permitido el mejoramiento de cultivos celulares a través de la fusión de protoplastos —células vegetales en las cuales la pared celular ha sido removida— y de la transformación genética. Los progresos han sido tan buenos que con técnicas modernas ahora no sólo es posible cultivar células libres, sino también permitir la división celular en un cultivo aislado y luego usarlo para generar plantas enteras. 

Además, el cultivo in vitro de células suspendidas en líquido brinda un sistema para la producción comercial de una gran cantidad de productos vegetales conocidos como metabolitos primarios y secundarios.
Si esos sistemas de producción son estables y competitivos en cuanto al precio, podrían hacerse a una escala adecuada para el uso comercial e industrial. 

La producción de cultivos de este tipo podría ayudar a preservar la biodiversidad, pues no sería necesaria más tierra o la destrucción de bosques para la agricultura, se usaría menos agua y se evitaría abusar de la tierra primaria. Podría ser implementado en cualquier lugar del planeta, e incluso en el espacio. 

El cultivo de células y tejidos tiene el potencial —tanto para la investigación básica como para la aplicada— de desarrollar productos industriales como fragancias, tinturas, gomas y resinas, especialmente en países como Colombia, que tienen una biodiversidad vegetal considerable. Pero éstos rara vez son implementados en esos países: la mayor parte de la investigación se realiza en países desarrollados que tienen relativamente escasa biodiversidad. 

La biodiversidad es importante aquí porque el cultivo celular busca reproducir el material parental original, el que por lo tanto necesita tener una calidad suficientemente alta. Cualquier parte de la planta usada para el cultivo de tejido también debe tener una alta calidad similar.

Preocupación por los costos 

La mayor parte de la investigación existente en este campo se enfoca en la producción de metabolitos secundarios, en parte porque los sistemas agrícolas tradicionales son ampliamente vistos como económicamente más viables y seguros para la producción de alimentos. Pero el cambio climáticos podría inclinar la balanza hacia el cultivo celular. 

El alto costo de los cultivos celulares se debe en gran parte a las herramientas tecnológicas que requiere, por eso hasta el momento no es realmente viable para los países en desarrollo producir sus alimentos de este modo. Pero tal como suele suceder con la tecnología, una vez que alcanza popularidad y se usa ampliamente, la competencia pronto hace bajar los precios. 

Pareciera, sin embargo, que nunca ha habido un profundo análisis de costos de todo el proceso, desde la producción básica a través de cultivos celulares hasta la producción piloto a escala industrial, con una evaluación de costos en cada etapa. 

Cuando las técnicas de cultivo celular hayan sido adecuadamente presupuestadas de este modo, éstas se podrán comparar con la producción agrícola convencional del mismo cultivo bajo condiciones naturales, y también será posible comparar los beneficios ambientales. 

Dentro de 20 o 30 años este nuevo sistema de producción podría ayudar a alimentar al mundo y darnos oportunidades para sobrevivir en el caso de una catástrofe ambiental. 

Pero para que eso ocurra, debe implementarse a nivel mundial tan pronto como sea posible, de modo que podamos estar preparados para lo que depare el futuro.

Lucía Atehortúa es profesora de biotecnología del Instituto de Biología de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Antioquia, en Medellín, Colombia.