La población mundial sigue creciendo y todos necesitamos comer. Producir alimentos suficientes, sanos y asequibles es un triunfo de la agricultura moderna, pero manipular plantas y animales para nuestros propios fines no ha estado exento de consecuencias.
Una red de investigadores de Cambridge está investigando todos los aspectos del sistema alimentario mundial y preguntándose: ¿es posible tener un sistema altamente productivo que no cause daños colaterales?
“Hemos globalizado todo el sistema agrícola y lo hemos vuelto increíblemente complejo. Es completamente insostenible porque estamos extrayendo del medio ambiente más de lo que este puede soportar”, afirma Lynn Dicks , profesora de Ecología en el Departamento de Zoología, y añade:
“Si consideras la naturaleza como capital, es como liquidar tus activos.”
La agricultura es la principal causa de la pérdida de biodiversidad, y Dicks se ha dedicado a estudiarla debido a su pasión por las abejas. Como polinizadoras, las abejas y muchos otros insectos proporcionan una labor esencial y no remunerada, ayudando a los agricultores a producir tres cuartas partes de nuestros principales cultivos alimentarios; sin embargo, sus poblaciones se han desplomado desde el auge de la agricultura industrializada moderna. Muchas especies de aves también se ven gravemente afectadas en las tierras de cultivo.
“El número de abejas, otros insectos y aves está disminuyendo de forma alarmante. Las principales causas son la pérdida de hábitat —lo peor que se puede hacer para la biodiversidad es convertir el hábitat natural en tierras de cultivo— y el uso de pesticidas, ya que muchos de estos productos químicos están diseñados para matar insectos”, afirma Dicks, copresidente del Centro de Investigación Interdisciplinaria de Sistemas Alimentarios Globales de Cambridge.
Pérdida de rendimiento intensificada
Los pesticidas y herbicidas sintéticos se han utilizado ampliamente en la agricultura desde la década de 1940 para eliminar o controlar plantas, insectos y hongos que amenazan las cosechas. La creciente concienciación sobre los riesgos ambientales y para la salud que conllevan ha propiciado una mejor regulación y vigilancia. Sin embargo, las prohibiciones totales obligan a los agricultores a buscar nuevas soluciones.
El profesor Sebastian Eves-van den Akker , jefe del grupo de investigación sobre interacciones planta-parásito del Crop Science Centre, dirige uno de los pocos grupos de investigación del mundo que intentan comprender los nematodos quísticos de la patata, que representan un problema para los productores de patata a nivel mundial. Las patatas tienen una resistencia limitada a estos gusanos microscópicos que habitan en el suelo y que pueden causar pérdidas de rendimiento de hasta el 80 %. Tras la reciente prohibición por parte del gobierno británico de los productos químicos utilizados para controlarlos, los agricultores están sumamente preocupados.
“Estos nematodos pasan desapercibidos en el suelo. Perforan las raíces de la patata con una estructura similar a una aguja que tienen en la cabeza, penetran en la planta y hacen que esta desarrolle un nuevo pseudoórgano —un quiste— del que se alimentan”, explica Eves-van den Akker. “Las plantas pueden tolerar una pequeña cantidad de infección, pero una vez que esta supera cierto umbral, la producción se desploma”.
Aunque los nematodos fitoparásitos existen desde hace al menos 100 millones de años, la agricultura intensiva moderna los está convirtiendo en un grave problema. La población de nematodos crece sin control en el suelo, sin que los agricultores se den cuenta, y cuando finalmente lo hacen, ya es demasiado tarde: los nematodos permanecerán en el campo para siempre.
Actualmente, alrededor de la mitad de los campos de cultivo del Reino Unido presentan nematodos quísticos de la patata en el suelo.
Fueron importadas accidentalmente junto con las patatas de Sudamérica tras la hambruna de la patata en Irlanda, cuando los agricultores querían cultivar variedades resistentes a la plaga. Ahora, se han extendido accidentalmente por todo el mundo, convirtiéndose en uno de los mayores problemas para el cultivo de la patata.
“El sector agrícola está completamente aterrorizado porque no existe una buena alternativa a los controles químicos.”
“Debemos encontrar soluciones que sean sostenibles desde el punto de vista medioambiental y asequibles, para que se beneficien tanto los sistemas de alto como de bajo consumo energético”, afirma Eves-van den Akker.
Ha desarrollado un programa de cribado genético a gran escala para buscar soluciones. Ha creado un ejército de robots impresos en 3D para manipular y fotografiar raíces de plantas infectadas a gran escala, y ha entrenado un modelo de IA para reconocer la presencia de nematodos en las imágenes. Al correlacionar las características genéticas de la planta con el número de nematodos que la infectan, su objetivo es identificar los genes de la planta que determinan su susceptibilidad a la infección.
“Existe un diálogo molecular finamente ajustado entre el nematodo y la planta de papa que, en última instancia, provoca pérdidas en la cosecha. Quiero intentar comprender lo suficiente sobre este sistema para poder romperlo”, afirma, y añade:
“Mi objetivo es crear una planta de patata que sea naturalmente resistente a las infecciones, ya sea mediante la introducción de genes de resistencia o eliminando los genes de susceptibilidad.”
Ha demostrado que el sistema de análisis genético funciona en una planta modelo, y el siguiente paso es aplicarlo al análisis de patatas. La tecnología ya está disponible para otros —con el fin de acelerar la identificación de genes clave— y se encuentra en las primeras etapas de adopción industrial.
Dado que todos los principales cultivos alimentarios vegetales pueden ser parasitados por algún tipo de nematodo, el impacto potencial de esta investigación, en un momento en que se están prohibiendo los productos químicos nocivos, es enorme.
Un enfoque respetuoso con la naturaleza
Un enfoque agrícola libre de químicos es muy superior en términos de protección de la biodiversidad. Sin embargo, hasta que se disponga de una nueva generación de cultivos resistentes a las plagas, los rendimientos de los cultivos sin pesticidas ni fertilizantes químicos suelen ser mucho menores. En términos generales, esto significa que se necesita mucha más tierra cultivable.
Dicks y su grupo de investigación buscan soluciones entre los agricultores de todo el mundo.
“No queremos diseñar un nuevo sistema agrícola desde nuestra torre de marfil e intentar imponerlo al mundo”, afirma. “Buscamos lugares donde los agricultores estén ideando sus propias soluciones y, a partir de ahí, aplicamos una evaluación científica rigurosa y de alta calidad para identificar aquellos que realmente estén dando resultados en todos los aspectos”.
La agricultura regenerativa es uno de esos conceptos impulsados por los agricultores, y Dicks está liderando el trabajo dentro del proyecto de 6 millones de libras esterlinas ” Suelo sano, alimentos sanos, personas sanas ” (financiado por el Fondo de Prioridades Estratégicas para la Transformación de los Sistemas Alimentarios del Reino Unido de UKRI) para evaluar sus beneficios.
“La agricultura regenerativa no es una idea científicamente probada, y queremos comprobar si cumple con las expectativas: que produce cosechas abundantes y consistentes de alimentos de buena calidad, almacena carbono en el suelo para mitigar el cambio climático, fomenta la biodiversidad y genera mayores beneficios para los agricultores al reducir la necesidad de productos químicos sintéticos. Si es tan maravillosa, ¿quién no la adoptaría?”
El equipo del proyecto aún está analizando los datos, pero ya existen pruebas de los claros beneficios que la agricultura regenerativa aporta a la salud del suelo y a la biodiversidad en las explotaciones agrícolas. Sin embargo, el rendimiento de los alimentos —el objetivo principal de cualquier tipo de agricultura— parece menos constante y, en ocasiones, inferior al de las explotaciones que adoptan un enfoque más intensivo.
La gran incógnita reside en si los sistemas regenerativos podrán volverse más estables y productivos con el tiempo, a medida que los agricultores aprendan a gestionar el medio ambiente de forma regenerativa, permitiendo así la recuperación de la salud de los suelos, los polinizadores y los enemigos naturales. Los fitomejoradores también deben desarrollar variedades de cultivos que prosperen y sean altamente productivas en sistemas con bajos insumos.
“La agricultura del siglo XX impulsó un enfoque estandarizado que era el mismo en todas partes. No creo que eso sea un buen futuro para la producción de alimentos.”
“Nuestra experiencia nos ha demostrado que el mejor sistema agrícola depende en gran medida del entorno local, y que obtener buenos resultados se basa en el conocimiento de la zona. No existe un sistema perfecto”, afirma Dicks.
Añade: “Obviamente, necesitamos tierras agrícolas para producir nuestros alimentos, pero a la mayoría de las especies silvestres les beneficia tener un hábitat más natural. Hay argumentos muy sólidos para que practiquemos la agricultura de la forma más intensiva posible”.
“En aras de la biodiversidad, necesitamos obtener la mayor cantidad de alimentos posible de la menor superficie de tierra, pero para garantizar la producción alimentaria futura, debemos hacerlo sin destruir los ecosistemas agrícolas. Este es el gran desafío del siglo XXI.”
Mayor riesgo de enfermedad
En lo que respecta a la ganadería, la transición a la agricultura intensiva también genera nuevos problemas. La cría de grandes cantidades de animales en conjunto, especialmente en sistemas de estabulación intensivos, propicia la fácil propagación de enfermedades, lo que conlleva muertes inevitables y requiere el uso de antibióticos para su control.
Por ejemplo, Streptococcus suis , una de las principales causas de enfermedades en las granjas porcinas, rara vez representaba un problema en las antiguas granjas porcinas de baja densidad y en libertad. La Dra. Lucy Weinert , bióloga evolutiva del Departamento de Medicina Veterinaria, estudia las diversas cepas de esta bacteria para comprender su evolución.
“Hemos identificado seis cepas dominantes de Streptococcus suis , responsables de alrededor del 80 % de los casos de la enfermedad en cerdos. Son genéticamente distintas de otras cepas menos dañinas que existen desde hace cientos de miles de años”, explica. “Al rastrear el origen de estas cepas patógenas, descubrimos que su propagación se correlaciona con cambios importantes en los métodos de producción porcina”.
“Es muy probable que la intensificación de la cría de cerdos haya contribuido a que este virus se volviera más dañino para los cerdos.”
El trabajo de Weinert formó parte de un estudio internacional que reveló que la propagación mundial de las cepas patógenas de Streptococcus suis reflejaba el comercio de cerdos vivos. El último acontecimiento preocupante representa una doble amenaza: la aparición en Tailandia de nuevas cepas que no solo son resistentes a los betalactámicos, el antibiótico de primera línea utilizado para controlar las infecciones, sino que además son inherentemente zoonóticas y capaces de causar enfermedades en humanos.
«En el Reino Unido no observamos ninguna resistencia a los betalactámicos, probablemente debido al uso muy cuidadoso de antibióticos en las granjas porcinas», afirma, «y el principal impacto del Streptococcus suis aquí es la reducción de la productividad de las granjas. Pero en Tailandia, donde existen delicados equilibrios económicos, los antibióticos están poco regulados y se utilizan de forma preventiva. Allí, el Streptococcus suis es la principal causa de meningitis bacteriana en adultos, contraída al consumir carne de cerdo poco cocida».
“La cría intensiva de cerdos parece haber provocado la aparición de un patógeno zoonótico multirresistente a los medicamentos que los médicos ahora tienen dificultades para tratar.”
“A medida que las economías se desarrollan y la gente quiere consumir más proteína animal barata, la agricultura debe intensificarse para alimentar a toda la población”, afirma Dan Tucker , profesor de Salud Pública Veterinaria en el Departamento de Medicina Veterinaria.
“Pero la intensificación puede ser realmente arriesgada para la aparición y transmisión de enfermedades, sobre todo cuando los agricultores intentan aplicar en economías menos reguladas y menos desarrolladas los métodos de producción ganadera intensiva creados en economías desarrolladas”, añade.
Al comprender mejor cómo y dónde se desarrollan las cepas de Streptococcus suis causantes de la enfermedad en los cerdos, Weinert y Tucker pretenden diseñar programas de vigilancia para identificar a los cerdos portadores, de modo que puedan ser aislados y las cepas eliminadas rápidamente. También han trabajado en la identificación de posibles vacunas, que han mostrado resultados prometedores en ensayos clínicos. Actualmente no existe ninguna vacuna eficaz.
“Tengo la impresión de que la producción ganadera intensiva es un mal con el que tenemos que intentar convivir; no va a desaparecer.”
“Pero debemos tener mucho cuidado con la forma en que lo hacemos”, dice Tucker.
Desde la disminución de la biodiversidad hasta el aumento de plagas y patógenos, la agricultura moderna ha desequilibrado los sistemas naturales. Estos investigadores forman parte de una red de la Universidad de Cambridge que trabaja para encontrar un nuevo equilibrio. La manipulación genética y la IA serán herramientas vitales para lograr una producción de alimentos sostenible a largo plazo, pero también lo será un profundo conocimiento de las prácticas agrícolas en todo el mundo.
Fuente: Universidad de Cambridge
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