Fitomejoramiento en la producción de alimentos: definición, métodos y ejemplos

¿Qué es el fitomejoramiento?

Imagina que estás caminando por la tienda de comestibles. Al entrar en la sección de productos, las naranjas brillantes y las manzanas rosadas se amontonan en contenedores. Caminas hacia el pasillo de cereales, donde recoges una caja para el desayuno. Por último, obtienes leche para acompañar tu cereal. Este parece un día bastante típico, pero ¿alguna vez te detuviste a pensar de dónde viene toda esa comida?

Aunque podría estar imaginando el cereal hecho en una fábrica o las vacas en una granja lechera, todos nuestros alimentos provienen en última instancia de las plantas. Producen directamente las frutas que disfrutamos, pero también se pueden procesar para formar cereales o pan. Los cultivos que cultivamos también alimentan a las vacas, que producen la leche que bebemos.

Aprendamos sobre tres formas principales en las que se obtienen cultivos para nuestro suministro de alimentos: hibridación, reproducción por mutaciones y modificación genética.

Hibridación y selección artificial

Cada ser vivo transmite sus genes de padres a hijos, y las plantas no son diferentes. Sin embargo, todos los descendientes se ven ligeramente diferentes del padre, un fenómeno conocido como variación . Los científicos pueden aprovechar esto mediante un proceso llamado hibridación . Se pueden seleccionar variantes de una planta para características deseables, como frutos más grandes o tallos más fuertes. Estas variantes luego se combinan para producir los mejores rasgos. Los científicos repiten este proceso durante muchas generaciones, tratando de cultivar plantas con las mejores características.

Este proceso ocurre naturalmente en la naturaleza durante la selección natural, cuando los organismos más adecuados para su entorno sobreviven y se reproducen. Cuando los agricultores o científicos eligen los rasgos y aparean las plantas, el proceso se llama selección artificial .

¿Te gusta el brócoli o la coliflor? ¿Qué hay de la col rizada o repollo crujiente? Sorprendentemente, todas estas verduras saludables están relacionadas. Estas cuatro especies se cultivaron a partir de mostaza silvestre mediante selección artificial. Por ejemplo, los agricultores seleccionaron variantes de mostaza silvestre con hojas más grandes. Aparearon las plantas con las hojas más grandes y repitieron el proceso durante muchas generaciones. Finalmente, la selección artificial produjo col rizada, que tenía hojas agrandadas seleccionadas de mostaza silvestre.

La mostaza silvestre se ha seleccionado artificialmente para producir muchos otros tipos de verduras.

Otro ejemplo es el mijo. El mijo es un cereal importante. A través de la hibridación, los científicos han podido seleccionar variedades que tienen muchas características deseables. El mijo ahora es resistente a la sequía y puede crecer en suelos ácidos y duros. También produce un mayor rendimiento con mayor contenido de proteínas, lo que lo convierte en un alimento más nutritivo. A lo largo de los años, los científicos han seleccionado plantas de mijo con estos rasgos y las han criado para producir descendencia más valiosa.

Mejoramiento de mutaciones

Aunque todas las plantas tienen variaciones naturales, el proceso de acumulación de mutaciones que realmente producen cambios deseables en la planta puede llevar mucho tiempo. A través de la investigación, los científicos han encontrado una forma de acelerar este proceso. La reproducción por mutaciones es el proceso mediante el cual los científicos usan rayos X o productos químicos para inducir mutaciones en el ADN de una planta, que generalmente cambia sus rasgos. Aunque no todas las mutaciones serán positivas, o incluso cambiarán la planta, algunas podrían crear nuevas cepas que tengan características deseables. Estas plantas luego se someterían a una selección artificial para crear variantes aún mejores con el rasgo.

Por ejemplo, la caña de azúcar es un cultivo importante en todo el mundo que se utiliza para producir el azúcar que todos conocemos y amamos. La caña de azúcar, sin embargo, es susceptible a la roya parda, una enfermedad causada por dos especies de hongos. Esta enfermedad disminuye el rendimiento de los cultivos de caña de azúcar, provocando escasez de cultivos. Los científicos sometieron la caña de azúcar a la reproducción por mutaciones al exponer los cultivos a radiación gamma. Esto produjo varias variedades que son resistentes a la roya marrón, lo que hace que el rendimiento del cultivo sea más eficiente.

Modificación genética

La reproducción por mutaciones es como un disparo en la oscuridad. Los científicos inducen mutaciones aleatorias y esperan que aparezca un rasgo que desean. A veces, sin embargo, los científicos saben exactamente qué rasgo quieren y pueden cortar y pegar el ADN en las especies con las que están trabajando. Este proceso de modificación genética involucra a científicos que manipulan artificialmente el ADN de un organismo, produciendo organismos genéticamente modificados (OGM) . Aunque hay mucha publicidad sobre los peligros de los transgénicos, no existen peligros heredados al consumirlos. Se digieren como cualquier otro alimento de nuestro cuerpo. De hecho, muchos OGM tienen perfiles de nutrientes mejorados que ayudan a miles de personas a obtener sus vitaminas diarias.

Veamos un ejemplo. El arroz dorado es una variante del arroz que es de color naranja brillante, al igual que las zanahorias. La razón por la que es del mismo color que las zanahorias es porque ha sido modificado genéticamente para contener betacaroteno, un nutriente importante que también contienen las zanahorias. Este nutriente pigmentado de naranja es esencial para la producción de vitamina A, que es necesaria para una visión saludable.

La necesidad de este cultivo provino de una deficiencia mundial de nutrientes en vitamina A. Muchos países del mundo, particularmente los países pobres en desarrollo, tienen una dieta que consiste principalmente en arroz. Muchas personas en estos países estaban desarrollando problemas de visión, ya que el arroz normal no contiene betacaroteno. Entonces, los científicos tomaron el gen del betacaroteno y lo insertaron en una cepa de arroz común, creando arroz dorado, que proporciona cantidades adecuadas de betacaroteno a millones de personas.

Arroz regular comparado con arroz dorado

La modificación genética también puede disminuir la necesidad de pesticidas. Algunas plantas han sido diseñadas para ser resistentes a plagas y enfermedades. Una bacteria común del suelo, Bacillus thuringiensis , produce compuestos que son tóxicos para ciertos tipos de larvas de insectos. Los científicos han aislado el gen de estas toxinas y lo han introducido en plantas, como el maíz y el algodón. Luego, las plantas producen las toxinas que matan a los insectos, pero los estudios han demostrado que son inofensivas para los humanos y otros mamíferos.

Las plantas de maní que se muestran en la parte inferior expresan la toxina Bacillus thuringiensis que las protege de los insectos.

Resumen de la lección

El fitomejoramiento puede mejorar los cultivos existentes o ayudar a desarrollar nuevas especies para nuestro suministro de alimentos. La hibridación implica el apareamiento de dos variantes de una especie para producir rasgos más deseables en la descendencia. La descendencia con los rasgos deseados se utiliza en selección artificial para crear líneas de plantas ideales. La reproducción por mutaciones utiliza la radiación para inducir mutaciones a gran escala en una especie, creando una variación genética para la selección artificial más rápido de lo que sucedería naturalmente. Los científicos alteran artificialmente los genes de los organismos genéticamente modificados (OGM) para producir más nutrientes, tener mayores rendimientos o incluso para ser resistentes a plagas y enfermedades.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador