Las semillas de cultivos vuelven del espacio en el proyecto de la OIEA y la FAO para ayudar a alimentar a un mundo con temperaturas cada vez más altas

Roma/Viena - Las semillas que fueron enviadas al espacio el año pasado han regresado a la Tierra en lo que constituye un nuevo hito para los esfuerzos conjuntos de la Organización Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la FAO dirigidos a obtener cultivos resilientes que puedan proporcionar alimentos suficientes en un planeta cada vez más cálido.

Las plantas evolucionan de forma natural para prosperar en su entorno, pero los cultivos tienen dificultades para seguir el ritmo actual del cambio climático. El planeta es cada vez más cálido y la población mundial va en aumento, lo que provoca que los agricultores de todo el mundo tengan problemas para satisfacer la demanda de alimentos. Para respaldar a estos agricultores y mejorar la seguridad alimentaria mundial, la OIEA y la FAO, a través de su Centro Conjunto FAO/OIEA (Técnicas Nucleares en la Alimentación y la Agricultura),enviaron semillas al espacio para estudiar los efectos de la radiación cósmica en la aceleración de la adaptación genética natural de cultivos muy necesarios. El retorno a la Tierra de estas semillas permite que los científicos empiecen a analizar los resultados.

Las semillas de Arabidopsis y sorgo, que se eligieron porque ya se dispone de un gran banco de datos científicos que permite compararlas, se lanzaron al espacio desde el Centro de Vuelo Wallops de la NASA, en Virginia (EE.UU.) el 7 de noviembre de 2022, y permanecieron unos cinco meses en la Estación Espacial Internacional. El 15 de abril a las 17.05 CEST abandonaron la Estación Espacial Internacional en la nave de carga SpaceX CRS-27 y amerizaron con la ayuda de un paracaídas en la costa de Florida (EE.UU.) a las 22.58 CEST. Ahora iniciarán su camino de vuelta a los laboratorios del Centro Conjunto FAO/OIEA, situado en Seibersdorf (Austria), donde serán seleccionadas y analizadas para detectar la presencia de rasgos deseables.

“El proyecto de los cultivos cósmicos es muy especial. Se trata de ciencia que podría tener un efecto real en la vida de las personas en un futuro no muy lejano, ayudándonos a producir cultivos más fuertes y alimentar a más personas”, dijo el Sr. Rafael Mariano Grossi, Director General de la OIEA. “Puede que los científicos de la OIEA y la FAO ya hayan estado mutando semillas desde hace 60 años y creando miles de cultivos más fuertes para su uso en el mundo, pero esta es la primera vez que hemos experimentado en un campo tan fascinante como la astrobiología”.

“Ahora que las semillas se encuentran de nuevo en la Tierra, podemos observar los efectos de la radiación cósmica, la microgravedad y las temperaturas extremas y compararlos con las inducidas en nuestros laboratorios conjuntos. Este experimento pionero puede ayudar a obtener cultivos capaces de adaptarse al cambio climático y mejorar la seguridad alimentaria mundial”, dijo el Sr. QU Dongyu, Director General de la FAO.

Las semillas se someterán a un proceso fitosanitario de importación, que es uno de los requisitos estándar para el transporte de material vegetal a través de fronteras nacionales, a fin de reducir al mínimo el riesgo de introducir nuevas plagas, antes de la llegada definitiva a los laboratorios.

Por lo general, la radiación en los laboratorios se produce en una máquina que utiliza rayos gamma y rayos X, lo que acelera el proceso de variación genética espontánea. Los científicos trabajan para encontrar rasgos positivos en las semillas irradiadas e introducir dichos rasgos en las generaciones futuras. De esta forma, las plantas evolucionan más rápidamente con cualidades deseables, como la resistencia a enfermedades y la tolerancia a la sequía. El mayor rango e intensidad de la radiación en el espacio, junto con otros factores como la microgravedad y la temperatura, podrían desencadenar cambios genéticos que no se dan normalmente con las fuentes de radiación de la Tierra.

Este es el primer estudio de viabilidad de la FAO y la OIEA dirigido a determinar el efecto de la radiación cósmica, la microgravedad y las temperaturas extremas en el genoma y la biología de las plantas en la generación de variación genética suficiente para mejorar la adaptación al cambio climático, dijo la Sra. Shoba Sivasankar, Jefa de la Sección de Fitomejoramiento y Fitogenética del Centro Conjunto FAO/OIEA.

Se determinará la tolerancia a la sequía, la salinidad y el calor de Arabidopsis, un tipo de mastuerzo fácil y económico de cultivar y que produce numerosas semillas. Asimismo, se estudiará la presencia de rasgos deseables para la resiliencia al clima del sorgo, un cereal rico en nutrientes que puede crecer en tierras áridas y es resiliente a los cambios climáticos. Ambas semillas se cultivarán hasta la próxima generación antes de hacer la selección de los rasgos y, gracias al crecimiento más rápido de Arabidopsis, dependiendo de cuándo lleguen las semillas a los laboratorios en Seibersdorf, los resultados iniciales podrían obtenerse en octubre de 2023.

En ambas especies de cultivos, se extraerá y se secuenciará el ADN a fin de comparar los cambios entre las semillas irradiadas en el laboratorio, las que se mantuvieron dentro de la Estación Espacial Internacional y las que se mantuvieron fuera y estuvieron totalmente expuestas a la radiación cósmica, la microgravedad y las temperaturas extremas. Estas comparaciones, junto con el análisis comparativo de la biología vegetal, ayudarán a entender si las duras condiciones del espacio tienen algún efecto de especial valor para el mejoramiento de los cultivos y podrían beneficiar a las personas en la Tierra.

Antecedentes

El Centro Conjunto FAO/OIEA, con sede en Viena (Austria), ha venido acelerando la investigación en materia de fitomejoramiento utilizando radiación con vistas a obtener nuevas variedades de cultivos agrícolas durante casi 60 años. En la historia de la agricultura, la selección natural o el mejoramiento mediante la evolución, también conocido como mejoramiento por mutación, han sido los factores impulsores de la domesticación de los cultivos y el fitomejoramiento. Son los responsables de la adaptación genética de las plantas a sus entornos cambiantes y dan lugar al mejoramiento de los cultivos. Hasta la fecha, se han obtenido más de 3 400 variedades nuevas de más de 210 especies de plantas utilizando la variación genética y el mejoramiento por mutación inducidos por radiación, incluidos numerosos cultivos alimentarios y ornamentales y árboles utilizados por los agricultores de 70 países.