Dos diseños de bioquímica vegetal, rivales entre sí, compiten por dominar el mundo. Uno, llamado C3, es antiguo, pero todavía predominante (el arroz es una planta C3). El otro, llamado C4, es más reciente y actualmente dispone de aproximadamente el 21% del ‘mercado’ de la fotosíntesis (el maíz es una planta C4). En climas cálidos, […]
Dos diseños de bioquímica vegetal, rivales entre sí, compiten por dominar el mundo. Uno, llamado C3, es antiguo, pero todavía predominante (el arroz es una planta C3). El otro, llamado C4, es más reciente y actualmente dispone de aproximadamente el 21% del ‘mercado’ de la fotosíntesis (el maíz es una planta C4). En climas cálidos, el mecanismo del C3 se vuelve ineficaz para retener dióxido de carbono del aire, pero en climas frescos, el C4 deja de funcionar por completo. Así que a primera vista parece que el C4 debería beneficiarse del calentamiento global.
Efectivamente, con la luz directa del sol y temperaturas cálidas, las plantas C4 crecen más rápidamente que las C3 y necesitan menos fertilizantes nitrogenados. En estas condiciones, un cultivo C4 como el maíz o la caña de azúcar pueden alcanzar mayores rendimientos y tolerar mejor la sequía que un cultivo de C3 como el trigo o el arroz. De las 86 especies de plantas que suministran la mayor parte de los alimentos del mundo, sólo unas pocas son C4, pero dominan la agricultura tropical: las principales son el maíz, la caña de azúcar, el mijo y el sorgo.
Pero no es así de sencillo. Según informa The Wall Street Journal, mientras que el aumento de las temperaturas beneficia a las plantas C4, el aumento de los niveles de dióxido de carbono no. De hecho, las plantas C3 obtienen un mayor impulso con niveles altos de dióxido de carbono que las C4. Casi 500 experimentos independientes confirman que si los niveles de dióxido de carbono más o menos duplicaran los de la época preindustrial, los rendimientos del arroz y el trigo serían superiores en unos promedios del 36% y 33% respectivamente, mientras que los rendimientos de maíz aumentarían únicamente en un 24%.
Otra complicación es que el C4 tiene una mayor cuota de mercado en zonas de maleza. De las 18 malas hierbas que más problemas dan a los agricultores, 14 son C4. De modo que, en igualdad de condiciones y especialmente en las regiones templadas, donde los cultivos C3 dominan, la batalla contra la maleza debería resultar más fácil si aumentan los niveles de dióxido de carbono, dado que los cultivos C3 podrían acelerar su crecimiento en mayor medida que las malas hierbas C4.
Pruebas sobre cultivo real
El pasado año, el Institute of Soil Science (Instituto de ciencia del suelo) de Nanjing (China), publicó la primera prueba de esta predicción en una granja de cultivo real. Mediante la emisión de dióxido de carbono sobre parcelas de arroz, enriquecieron el aire con casi dos veces el nivel ambiente de CO2. Luego midieron la tasa de crecimiento tanto del arroz como de su peor mala hierba, la ‘barnyard grass’ (una planta C4), en las parcelas experimentales, en comparación con las cercanas parcelas test de control.
El peso de la espiga de arroz aumentó un 37,6%, mientras que el crecimiento de la hierba barnyard se redujo en un 47,9%, debido a que el mayor y más vigoroso arroz tapaba con su sombra la maleza.
Por lo que la buena noticia es que un aumento de los niveles de dióxido de carbono sería, en balance, ligeramente beneficioso para cultivos (principalmente C3) que compiten contra las malezas (principalmente C4) en lugar de al revés.
Transformación del suministro de alimentos en el mundo
Esta enorme ventaja de rendimiento para las plantas C4 en clima caliente sugiere, casi de manera obvia, un objetivo próximo para los grandes cultivadores: dado que la mayoría del arroz crece en países cálidos, manipular sus genes para convertirlo en una planta C4 podría aumentar su rendimiento en un 50% y reducir sus necesidades de nitrógeno, lo que supondría una total transformación del actual sistema de suministro de alimentos en el mundo.
Este es el objetivo del proyecto ‘C4 Rice Project’ que ya se está llevando a cabo en el International Rice Research Institute (Instituto internacional de investigación del arroz) en Filipinas.
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