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Estudiando la ecología y la domesticación de las plantas para mejorar la sostenibilidad agrícola

En la cuarta entrega del especial sobre agricultura y biodiversidad, Pablo García Palacios, Rubén Milla y Silvia Matesanz (Universidad Rey Juan Carlos) nos traen el resumen de un artículo donde han revisado cómo el proceso de selección y domesticación de las plantas utilizadas en la agricultura moderna puede afectar a los servicios proporcionados por los campos de cultivo.

Pablo García Palacios, Silvia Matesanz y Rubén Milla (Universidad Rey Juan Carlos)

Los desafíos de la agricultura actual

La “revolución verde” supuso un aumento de la producción agrícola mundial entre los años 60 y 80 del siglo pasado, sosteniendo la tasa de crecimiento de la población. Dicho aumento se consiguió a través del uso generalizado de tecnología, de grandes cantidades de petróleo, fertilizantes y pesticidas de síntesis, así como del desarrollo y la siembra de variedades de cultivo de alto rendimiento. Sin embargo, este incremento productivo vino de la mano de importantes impactos ambientales y socioeconómicos que continuamos sufriendo a día de hoy. Por ejemplo, la degradación del suelo como consecuencia de la pérdida de materia orgánica, la contaminación de las aguas y los acuíferos, la emisión de gases de efecto invernadero (dióxido de carbono y metano) y la pérdida de hábitats naturales y biodiversidad. Como bien destaca Charles Godfray en este artículo, la agricultura actual se enfrenta a un triple desafío: 1) satisfacer la demanda de comida por parte de una población mundial en aumento, que podría alcanzar la cifra de 9000 millones de personas a mediados del siglo XXI; 2) acabar con la escasez de alimento en países pobres; y 3) hacer todo esto de una forma ambiental y económicamente sostenible. Ante este desafío, la intensificación ecológica propone optimizar los servicios que nos proporcionan los ecosistemas para mejorar el rendimiento y otras funciones agrícolas, como, por ejemplo, el secuestro de carbono y la retención de nitrógeno en el suelo.

Mejorar la sostenibilidad agrícola pasa por conocer mejor la ecología y evolución de las plantas

El empleo de determinadas prácticas agronómicas, como el mínimo laboreo, la agricultura ecológica o las rotaciones de cultivo, son fundamentales a la hora de mejorar la producción agrícola y optimizar los servicios de los agrosistemas. Sin embargo, las prácticas agronómicas no constituyen la única vía para conseguir dicho objetivo. Sobre esta base, a partir de una reciente revisión de la literatura científica, proponemos investigar los efectos de la domesticación y mejora de las plantas agrícolas como estrategia complementaria a las mencionadas prácticas agronómicas. Precisamente la potencialidad de esta segunda vía es lo que nos ocupará en las siguientes líneas. La domesticación de las plantas es un proceso histórico que ha acompañado el desarrollo de la civilización actual. Este proceso se basó en la selección de ciertas características de algunas plantas silvestres que nos son beneficiosas, como por ejemplo el tamaño de ciertos órganos y de las propias plantas, o la resistencia a la sequía y a las plagas. Tras esta selección inicial hecha por los agricultores, entró en juego la evolución y selección promovida por las propias condiciones del ambiente donde se desarrolla el cultivo agrícola. Como consecuencia de estos dos procesos, el aspecto que tienen las plantas domesticadas en general dista bastante del aspecto que tienen sus ancestros silvestres (Figura 1). Además de dicho aspecto, otras características que no fueron objeto directo de selección también han cambiado desde las variedades silvestres originales a las que se utilizan en la actualidad. Algunas de estas características, como la composición química de las hojas, tienen un efecto enorme en servicios que proporcionan los agrosistemas.

Dibujo del ancestro silvestre del tomate, originario de Ecuador y Perú (izquierda), y su derivado domesticado (derecha). Ilustración de Nieves Martín Robles.

La selección de variedades y su domesticacón afectan a los servicios ecosistémicos de la agricultura

Por ejemplo, la composición química de las especies agrícolas ha cambiado respecto a la de sus progenitores silvestres. Así, los cultivos modernos tienen menos carbono por cada unidad de nitrógeno en sus tejidos. Esto  hace que los microorganismos puedan descomponer rápidamente las hojas y tallos de los cultivos modernos, teniendo consecuencias importantes para los servicios del ecosistema. Por un lado, el contenido de materia orgánica del suelo, fundamentalmente el carbono orgánico, disminuye con la descomposición de los residuos vegetales, y por otro la concentración de nitrógeno en el suelo aumenta.  Estos y otros resultados ponen de manifiesto los efectos que las propias plantas, en conjunción con el manejo agrícola, ejercen sobre los servicios que nos proporcionan los agrosistemas. Conocer estos efectos, su importancia, cómo han evolucionado bajo domesticación y cómo podríamos redirigirlos mediante mejora vegetal orientada a la provisión de servicios ecosistémicos diversos, es una prioridad para mejorar la agricultura y reducir su impacto. La intensificación ecológica centra sus esfuerzos en el uso de determinadas prácticas agronómicas, pero el estudio de los efectos de la domesticación de plantas puede ofrecer beneficios adicionales que debemos considerar para una correcta gestión ambiental de la agricultura actual y futura.

 

Artículo completo:

Milla, R., García-Palacios, P., & Matesanz, S. 2017. Looking at past domestication to secure ecosystem services of future croplands.  Journal of Ecology 105: 885-889.

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