Si los cultivos pudieran sentir envidia, seria por las legumbres. Las plantas de frijol tienen un superpoder. O más exactamente, comparten uno. Han desarrollado relaciones simbióticas con bacterias que procesan el nitrógeno atmosférico en una forma que es utilizable para esas plantas, un elemento esencial para construir sus tejidos, realizar la fotosíntesis y, en general, mantenerse saludables. Esto se conoce como fijación de nitrógeno. Si observa las raíces de una leguminosa, verá nódulos que proporcionan a estos microbios fijadores de nitrógeno un hogar y alimento.
Otros cultivos (cereales como el trigo, el arroz y el maíz) no tienen una relación simbiótica tan profunda, por lo que los agricultores deben usar grandes cantidades de fertilizante para que las plantas obtengan el nitrógeno que necesitan. Esto es muy caro. Y la producción de fertilizantes no es buena para el medio ambiente. No es fácil convertir el nitrógeno atmosférico en una forma de nitrógeno que las plantas puedan absorber por sí mismas. “Se necesita mucha energía y presiones y temperaturas realmente altas”, dice Angela Kent, bióloga de plantas de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. “Las bacterias hacen esto a temperaturas y presiones ambientales, por lo que son bastante especiales. Si bien la energía ha sido barata, ha sido fácil para nosotros abusar de los fertilizantes nitrogenados”.
Peor aún, una vez que está en los campos, el fertilizante arroja óxido nitroso, que es un gas de efecto invernadero 300 veces más potente que el dióxido de carbono. La escorrentía de los campos también contamina los cuerpos de agua, lo que provoca la proliferación de algas tóxicas. Este es un problema particularmente grave en el Medio Oeste, donde el fertilizante desemboca en el río Mississippi y desemboca en el Golfo de México, lo que genera floraciones masivas cada verano. Cuando esas algas mueren, absorben el oxígeno del agua, matando a cualquier criatura marina que tenga la mala suerte de estar en el área y creando una notoria zona muerta acuática que puede llegar a ser del tamaño de Nueva Jersey. El cambio climático solo está exacerbando el problema, ya que, para empezar, las aguas más cálidas contienen menos oxígeno.
Dada toda esa maldad, los científicos llevan mucho tiempo en la búsqueda de reducir la dependencia de la agricultura de los fertilizantes dando a los cultivos de cereales su propio poder de fijación de nitrógeno. Y con el auge de la tecnología de edición de genes en las últimas décadas, esa búsqueda ha ido progresando. El mes pasado, en el Revista de biotecnología vegetallos investigadores describieron un gran avance con el arroz, diseñando la planta para que produzca más compuestos que fomenten el crecimiento de biopelículas, que brindan un hogar acogedor para las bacterias fijadoras de nitrógeno, al igual que las legumbres brindan nódulos para sus microbios asociados.
“La gente durante los últimos 30 o 40 años ha estado tratando de hacer que los cereales se comporten como las legumbres”, dice Eduardo Blumwald, biólogo de plantas de la Universidad de California, Davis, coautor del nuevo artículo. “La evolución en ese sentido es muy cruel. No se puede hacer en el laboratorio lo que tomó millones y millones de años”.
Entonces, ¿qué pasa con la crueldad evolutiva? ¿Por qué algunas plantas, como, por ejemplo, los helechos acuáticos, pueden fijar nitrógeno mientras que otras no?
No es que otras especies no obtengan nitrógeno en absoluto. Los pastos de cereales usan nitrógeno que ya está en el suelo: proviene del estiércol animal, así como de toda la vida que se agita en la tierra. (Muchos grupos bacterianos diferentes procesan el nitrógeno atmosférico, no solo los simbiontes de las leguminosas).