Produciendo trigo en tiempos del cambio climático: en la búsqueda de variedades resistentes al calor
El cambio climático afecta a todos los seres vivos
En los últimos años, los efectos adversos del cambio climático se han hecho más evidentes. Las olas de calor se sufren cada vez en más regiones del planeta, afectando a todos los seres vivos por igual, incluyendo a aquellas especies vegetales de relevancia económica que se siembran en los campos agrícolas.
En el estado de Sonora, el principal cultivo que se produce es el trigo. En 2021, esta entidad produjo el 52.4 % del total cultivado en México, siendo el valle del Yaqui y el valle del Mayo las zonas más productivas. Sin embargo, debido al incremento de las temperaturas, se ha pronosticado que para el año 2050 ocurra una disminución de entre el 5 al 10% de la producción en la mayoría de las zonas de este cultivo a nivel nacional. Además, se estima un declive en la producción del 6.2% por cada grado de temperatura que aumente durante el invierno, fechas en las cuales se siembra el trigo en Sonora.
Figura 1. Campo de trigo en el valle del Yaqui, Sonora.
Efectos adversos del calor en los campos de trigo
Las primeras señales que indican que una planta está sufriendo daños por calor incluyen cambios en su apariencia y crecimiento. Por ejemplo, las hojas pierden turgencia (volumen o rigidez de las células) debido a que el calor provoca una mayor transpiración en la planta. Además, las hojas adquieren una coloración amarilla debido a que las moléculas de clorofila, el pigmento fotosintético que le otorga a las plantas su característico color verde, son degradadas por las altas temperaturas.
El calor afecta severamente a la fotosíntesis, ya que no puede realizarse adecuadamente ante la pérdida de agua y de clorofila en las plantas. En la fotosíntesis, las plantas producen carbohidratos (también llamados azúcares) a partir del dióxido de carbono, agua y luz. Durante este proceso, el carbono en forma de gas es capturado por las plantas para incorporarlo en moléculas de carbohidratos, por lo cual, es fundamental para el mantenimiento de todos los ecosistemas en el planeta, y es la base de la alimentación de todos los seres vivos.
La disminución de la actividad fotosintética impacta directamente en el crecimiento de una planta, ya que los carbohidratos son la fuente de energía para que el trigo tenga un adecuado crecimiento y un rendimiento de grano adecuado. Además, la acumulación de carbohidratos, específicamente de almidón, determina el rendimiento de los cultivos de cereales como el trigo.
Señales de resistencia ante el calor en plantas
Al ser organismos inmóviles, las plantas siempre están sujetas a las condiciones del medio ambiente en el que están sembradas. A diferencia de los animales, son incapaces de “refugiarse” de los climas adversos; no obstante, las plantas cuentan con mecanismos celulares que le permiten sobrevivir a condiciones como las olas de calor.
Uno de estos mecanismos consiste en la síntesis y acumulación de moléculas que mantienen la integridad de la célula, llamadas “osmoprotectores”. Algunos ejemplos de estas moléculas incluyen a la trehalosa (un azúcar), la glicina betaína (un compuesto cuaternario de amonio) y la prolina (un aminoácido).
La función de estas moléculas es proteger la célula vegetal al evitar la degradación de clorofila y la pérdida de turgencia. Además, se ha identificado que estos osmoprotectores mantienen al aparato fotosintético funcionando sin que sufra daños, aun si las temperaturas son elevadas. Al ser capaces de mantener la fotosíntesis funcional, las plantas resistentes al calor se mantendrán de color verde y con aspecto saludable aun cuando las condiciones ambientales sean desfavorables, por lo que no verán afectado su crecimiento y rendimiento.
Figura 2. La síntesis de osmoprotectores en plantas de trigo puede mejorar su rendimiento, aun bajo condiciones de alta temperatura.
Búsqueda de variedades resistentes para Sonora
Se ha identificado que las variedades de trigo resistentes a climas adversos acumulan en sus tejidos una mayor cantidad de los osmoprotectores antes mencionados. En Sonora, el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (Cimmyt), de la mano con otros centros de investigación, como el Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD), ha desarrollado proyectos en los cuales se busca identificar aquellas variedades de trigo que cuenten con esos mecanismos de defensa celular.
Para ello, el primer paso es identificar las variedades capaces de mantener una fotosíntesis eficiente bajo temperaturas elevadas en los campos de cultivo y analizar el rendimiento del grano producido. Posteriormente, se busca analizar el contenido de osmoprotectores en la célula vegetal de las variedades de trigo, para así conocer cuál o cuáles de ellos le otorgan la capacidad de resistencia ante el calor.
Los resultados de estas investigaciones permitirán, en un futuro, desarrollar nuevas cruzas genéticas de trigo para obtener plantas que puedan resistir ante el cambio climático, fortaleciendo así la productividad del campo sonorense.
Referencias
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Andrea Romero Reyes, egresada del Doctorado en Ciencias en la Coordinación de Ciencia de los Alimentos; Grelda Arelí Morán Yáñez, egresada de la Maestría en Ciencias en la Coordinación de Ciencia de los Alimentos, ahora estudiante del Doctorado en Ciencias en la Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Animal, y Elisa Miriam Valenzuela Soto (q. e. p. d.), investigadora de la Coordinación de Ciencia de los Alimentos del CIAD
