Una mirada al agro del futuro

17 de octubre de 2011

El objetivo es al 2030 triplicar los rendimientos de cultivos como maíz y soya. Para ello utilizan resonadores magnéticos y secuenciadores de ADN. La suma de tecnologías y de prácticas agronómicas ya dan resultados.

La seguridad alimentaria no es un tema del 2050, cuando el planeta llegue a más de 9 mil millones de habitantes. En realidad es de hoy, porque -por diversas razones, incluido el cambio climático y la degradación- los suelos del planeta no están entregando todo lo que se requiere y el hambre ya arrecia en ciertas zonas. Basta mirar lo que está ocurriendo en el Cuerno de África, donde ya son más de 13,3 millones los afectados por hambruna. Entonces, está claro que algo no está funcionando en la producción de alimentos.

"Uno de cada ocho habitantes del planeta tiene hambre. Y cuatro de cada uno de ellos son agricultores. ¿Cómo es posible?", dice Roy Fuchs, líder de tecnología de la transnacional semillera Monsanto.

Y si no somos capaces de dar de comer a los poco más de 7 mil millones de personas que somos hoy, ¿cómo lo haremos con los 9 mil millones que se espera sean en el 2050?

El desafío no es pequeño, especialmente cuando los ya escasos recursos disponibles cada vez son más insuficientes y están cada vez más amenazados: la tierra arable disminuye, el agua es cada vez más escasa y el clima no para de impactar con alzas y bajas de temperatura que dejan como resultados cosechas completas destruidas o simplemente no permiten sembrar.

El problema ya tiene a los investigadores, académicos y desarrolladores del planeta buscando cómo conseguir que la tierra y los cultivos aumenten sus cosechas, independiente de los embates climáticos que los afecten.

"Se acabó lo romántico. Si queremos alimentar el mundo tenemos que entenderlo. En la actualidad lo que hay que hacer es erradicar las causas del hambre y de la baja producción y para eso hay que utilizar todas las herramientas disponibles en el mundo, dentro de las cuáles la biotecnología es una muy potente. Lo que tenemos que hacer es producir más, conversar sobre el medio ambiente y mejorar la calidad de vida de las personas. La agricultura ya cambió. Los que se oponen a la agricultura productiva han generado la ignorancia más absoluta y prefieren no comer pesticidas pero si permitir que gente muera de hambre. En Malawi son las mujeres las que hacen el trabajo agrícola, plantan el maíz, lo limpian a mano todos los días, al final obtienen cosechas pobres, que no les alcanzan. La vergüenza es que con menos de US$ 200 y con una hora de tiempo se les podría solucionar el problema", indica Fuchs.

Como lo vienen diciendo hace ya un tiempo los expertos agrícolas del mundo, uno de los elementos claves en esto es la unión. Pero no sólo de los productores o de los gobiernos (aunque también se requiere).

La propuesta es sumar esfuerzos de las diversas ciencias existentes en el mundo para enfocarlas a la producción agrícola. Es decir, utilizar herramientas y técnicas de, por ejemplo, la medicina, como el resonador magnético, el mismo que se ocupa para detectar ciertas enfermedades en humanos. También integrar de forma distinta algunas que ya hay, y sumar, como se viene haciendo, pero en forma más intensa y con otros usos, las espaciales como los satélites. A ello, agregar mejoras de prácticas agronómicas que ya hay o incorporar nuevas. y, de ser necesario, inventar nuevas maquinarias.

Todo vale para conseguir llegar a la meta y conseguir al menos doblar y ojalá triplicar la actual producción de alimentos, especialmente los granos como el maíz o las oleaginosas como la soya que constituyen la base de la alimentación humana y también animal del mundo.

No se trata del sueño de un visionario.

En realidad, según se pudo constatar en el Farm Progress Show que se realizó recientemente en Decatur, Illinois, Estados Unidos, y en las plantas de Chesterfield y Creve Couer, que Monsanto tiene en Saint Louis, se avanza y rápido, en concretar ese objetivo utilizando la misma superficie, menos agua, y con condiciones climáticas y de suelo no necesariamente óptimas. Y todo reduciendo el uso de insumos, para que además los cultivos resulten rentables tanto desde el punto de vista económico como del ambiente.

Contrario a la percepción de muchos, no todo se consigue a través de la biotecnología.

El pasado y el presente

En los 60 y 70, cuando las necesidades alimenticias del planeta eran bastante menores y no existían los avances actuales de genética ni de prácticas agronómicas, el maíz se sembraba a un metro, entre surcos, y a 25 centímetros entre plantas, al menos en Estados Unidos.

Los avances en tecnología eran bajos.

No había mucho manejo de malezas -los agroquímicos estaban poco difundidos-, por lo que prácticamente se sacaban a mano; también el daño de insectos era importante y las plantas crecían disparejas, las hojas, al ser algunas más grandes, caían sobre las otras plantas no permitiendo que el ingreso de la luz fuera parejo.

El resultado eran mazorcas de tamaño y calidad de grano irregular, lo que dejaba como consecuencia cosechas que rondaban las 4,5 toneladas por hectárea.

Pero por esos días comenzaron a aparecer nuevas técnicas que permitieron ir mejorando los resultados de campo.

Es en torno a 1979 cuando, para el maíz, empieza la hibridación sin segregación de genes, que permite dar un salto en los rendimientos, en la calidad y homogeneidad de las cosechas.

Los cambios agronómicos también aportaron lo suyo: la plantación ahora se hace con intersurcos a 70 centímetros y a 15 centímetros entre las plantas. Así se pasa de 45 mil plantas, en los 70, a 75 mil plantas.

Con la hibridación las plantas comienzan a tener mejores rendimientos, los que dan un nuevo salto cuando se agrega biotecnología que incorpora nuevos genes que permiten un mejor control de las malezas y de los insectos, disminuyendo el uso de herbicidas y pesticidas.

La sumatoria de tecnología y prácticas de campo logra que el rendimiento dé un salto, hasta llegar hoy a las 9 toneladas, promedio, por hectárea en el maíz.

"Si bien es un salto importante, está muy por debajo de las 18 toneladas a las que aspiramos, si queremos encarar de alguna forma la necesidad de granos que se está imponiendo en el mundo", indica Juan Carlos Buitrago, líder de manejo de protección de productos de la transnacional, en su recorrido por el Farm Progress Show.

En ese salto la biotecnología ha tenido un papel relevante.

"No explica todas las diferencias de rendimiento, pero juega un papel clave. Y lo más importante es que aumenta los rendimientos disminuyendo el alto impacto que el agro venía teniendo sobre el medio ambiente", dice Michel Doane, líder de sustentabilidad.

Sin embargo, buena parte de los avances vienen de la mano de la mejora de técnicas de breeding donde la biotecnología no participa.

Laboratorios biomédicos

Tradicionalmente la hibridación consistía en seleccionar en el campo las plantas que presentaban determinadas características y reproducirlas en parcelas específicas. Significaba que los fitomejoradores pasaban meses en el campo observando cuáles eran las que tenían mejor resultado, para luego seleccionarlas y con un saca hoyo retirar un pedacito que iba al laboratorio para obtener el ADN. Así sólo encontrar la característica deseada podía tomar varios años. El sistema funcionó mientras la necesidad de alimentos alcanzaba a ser suplementada por la producción.

Pero la necesidad creció y hoy es prioritario doblar o triplicar la producción de alimentos y en un plazo de menos de 30 o 40 años (desde 1800 los rendimientos de los cultivos se han duplicado seis veces aproximadamente).

Para poder llegar a la meta a tiempo se volvió crítico encontrar fórmulas para detectar rápido cuáles son las plantas que expresan mejor determinadas características, identificar dónde está ese gen y cuáles son las combinaciones más adecuadas para cada zona, clima, tipo de suelo, entre otros elementos que pueden influir.

Es decir, se requería optimizar las herramientas de breeding que generaron la revolución verde, a través de la incorporación de herramientas y tecnologías más modernas que hasta ahora no se habían ocupado para el agro. Los mismos investigadores enfocados a desarrollos agrícolas giraron la vista hacia las otras ciencias en busca de lo que les permitía dar más velocidad. Y miraron la medicina y la investigación humana.

De ahí incorporaron el resonador magnético -que hace verdaderas tomografías de las semillas y permite determinar, por ejemplo, cuánto aceite tiene una determinada semilla-, y también el secuenciador de ADN, de los que hay sólo once en el mundo. En Monsanto se asociaron con Packbio, la empresa que las fabrica para que los autorizaran a adaptarlos a sus necesidades. Pronto pudieron mapear los 32 mil genes que tiene el maíz.

Hoy en día los fitomejoradores en lugar de recorrer los campos experimentales durante meses, se sientan en sus laboratorios, que más que agrícolas son biomédicos, mientras trabajan con máquinas capaces de analizar una semilla por segundo, lo que les permite revisar miles al día y, además identificar una enorme cantidad de características específicas.

Pero previamente han pasado las semillas por la chipeadora, máquina que crearon ellos mismos y que tienen en sus plantas de Illinois.

La máquina no es muy grande. Un cuadrado de cerca de un metro por un metro que tiene adentro una serie de pequeños tubos montados en una barra. En su primera etapa cada tubo toma un grano de maíz, la barra gira y se detiene para que máquinas en forma simultánea toman una foto a cada maíz para determinar exactamente dónde tienen el embrión. Un nuevo giro y cada tubo acomoda automáticamente cada grano para que, en un cuarto giro, unas pequeñas y rápidas cuchillas saquen una minúscula parte de cada semilla.

Cada una de ellas seguirá viva y podrá ser plantada, pero antes, las pequeñas piezas que les sacaron son enviadas al secuenciador de ADN el que en segundos determina cuáles tienen las características que buscan (las no elegidas son quemadas). Sólo esas serán las elegidas para seguir el proceso de mejoramiento, primero en los invernaderos que tienen en los techos de las instalaciones de Saint Louis, para luego pasar a campos en forma masiva, aprovechando las instalaciones en países de distintos hemisferios para ganar tiempo a través de la contraestación.

Hasta aquí la biotecnología no ha intervenido necesariamente. Lo que se ha hecho es, a través de breeding tradicional, mejorar las características que traen incorporadas las plantas, pero en forma muchísimo más rápido que hace pocos años.
Y se ha hecho no sólo para mejorar rendimientos, sino que también para generar plantas que tengan resistencia a insectos y enfermedades; o, para desarrollar características demandadas por los consumidores.

Si bien eso ya es un salto importante en cuanto a velocidad y a rendimientos, quedan aún muchos kilos por conseguir para alcanzar a alimentar al mundo. Y ahí es donde la unión de lo anterior y la biotecnología, dicen los expertos, podría ayudar a que se dé un nuevo salto.

Rob Fraley, jefe de desarrollo tecnológico de la empresa, insiste en que para obtener los volúmenes de alimento que se requieren no basta con un aumento de la productividad de la semilla. "Es clave el control de pestes, enfermedades y también que las plantas sean capaces de sobrevivir en ambientes adversos con distintos niveles de nutrientes, es decir sean más eficientes en la absorción de estos".

Ello se consigue a través de la biotecnología, es decir, insertando características específicas dentro de los genes. Pero, con las nuevas herramientas esto se puede hacer de forma más eficiente y más segura. Porque al tener secuenciado los 32 genes del maíz, ahora es factible insertar en forma muy precisa las características que se quieran.
Y eso cambia radicalmente los resultados.

"Se ha visto que al insertar un gen en un sitio determinado se pueden mejorar los rendimientos y conseguir que la planta exprese su máximo potencial", dice Fuchs.

Significa incorporarle resistencia a determinados insectos o a los herbicidas. Al menos eso era en sus inicios. Porque ahora un mismo grano de maíz, que viene con su gen del rendimiento potenciado por hibridación tradicional, hoy puede incorporar hasta ocho tipos de eventos biotecnológicos apilados o estaqueados. Así, esa planta no sólo crecerá y rendirá más, sino que no necesitará químicos para luchar contra barrenedores de hoja y de tallo, nemátodos, insectos y será resistentes a dos controladores de malezas para abrir el abanico y disminuir el riesgo de resistencia.

Para hacer el trabajo más específico la transnacional tiene bancos de germoplasma en las principales zonas productivas del mundo, por lo que está desarrollando semillas específicas para las condiciones de suelo, clima, agua, entre otros, de cada una de ellas.

EL futuro ya se está probando

Los expertos insisten que todo lo anterior se potencia con el uso de prácticas agronómicas específicas.

Así en el 2030 las plantaciones de maíz se harían con cerca de 120 mil semillas por hectárea, las que ya no se sembrarían en surcos, sino equidistante entre cada planta. Y, ya se están realizando pruebas. En el predio de Decatur se aprecia como las pequeñas matas de maíz -en las que se utiliza semillas con todos los adelantos ya descritos- crecen sin problemas, sin hacerse sombra unas y otras, parejas sin competir entre sí por quién gana absorbiendo nutrientes.

La biotecnología además ya no incluirá ocho características, como lo que está apareciendo por estos días, sino que podrían ser entre 15 y 20 eventos, que potenciarán temas tan específicos como resistencia a enfermedades, es decir que las personas sean más saludables al consumirlas (soya con omega 3 en más cantidad); utilización más eficiente del nitrógeno; tolerancia a la sequía y resistencia a segundas generaciones de insectos.

Pero esas plantaciones integrarán además tecnologías satelitales, que irán leyendo casi centímetro a centímetro las características del suelo y del ambiente. Será eso lo que permita determinar qué semillas utilizar y qué medidas ir aplicando para que ellas se expresen completamente.

No se termina ahí. Porque con esa información las sembradoras también tienen que ser distintas, pues tendrán que ir poniendo en cada centímetro la semilla que es mejor para esa zona. Ello significaría, por ejemplo, que un mismo campo esté sembrado con dos o tres variedades de maíz cada una de las cuales entregará su máximo.

Y las nuevas siembras, para ser cosechadas requieren de nuevas máquinas, que puedan ingresar en campos donde no habrá surcos.

"Ya se están fabricando, vía asociaciones con empresas de maquinarias agrícolas", explica Buitrago.

Está claro, entonces, que mientras en Chile se debate si se aprueba o no la ley de bioseguridad de organismos genéticamente modificados, en otras partes del mundo ese tema ya es historia. La mirada está puesta en producir para el futuro.

Crean sembradoras que distribuirán semillas distintas en un mismo suelo.

Chile, estratégico
Jesús Madrazo, Líder global de negocios de la transnacional, sostiene que Chile es estratégico para la compañía.
"Es clave que en el país haya un debate objetivo respecto de los temas de biotecnología y no sólo el de las voces que son más altas. El país y el agricultor chileno tienen mucho que perder si no lo hacen", enfatiza.

La importancia de Chile para la transnacional, más que como comprador de sus producciones, es su capacidad de reproductor de semillas en la contraestación, lo que le permite avanzar más rápido con los nuevos desarrollos tanto biotecnológicos como con los de semillas de hortalizas y frutas, que no contienen modificaciones genéticas.
El ejecutivo destaca que Sudámerica tiene un enorme potencial como productor de alimento en los próximos años, tanto para el maíz como para la soya. "Hoy en Sudamérica hay 120 millones de hectáreas de soya que van a competir con Estados Unidos", recalca.

Por ello la empresa invierte muy fuerte en desarrollos específicos para la región. "El incremento de los rendimientos tiene que ser de acuerdo a cada país, pero que exista la posibilidad de utilizar las herramientas disponibles en el mercado. Es muy injusto que un agricultor no tenga la oportunidad de elegir la tecnología que otros países están utilizando", insiste.

Inversión en investigación
Monsanto destina US$ 3 millones diarios a trabajar en nuevos desarrollos. De hecho el presupuesto anual para estos temas es de US$ 1.300 millones.

Cada uno de estos nuevos avances toma del orden de 10 años en estar listos antes de salir al campo. Esto porque descubrir el gen que interesa requiere alrededor de dos años. A ello se suman otros dos años para insertarlo y ver cómo se manifiesta. Una vez que se ha criado, y se tienen cerca de 30 plantas, recién se llevan al campo para comenzar a reproducirlas, hasta tener entre 10 y 12 generaciones. Así el costo final de cada uno de los desarrollos es en torno a los US$ 120 millones y US$ 150 millones, y sólo dos o tres son los que resultan exitosos.

Fuente: Revista del Campo-El Mercurio