Conservación de germoplasma vegetal: un 'arca de Noé' para la alimentación en Taiwán

La película The Day After Tomorrow describe numerosos desastres resultantes de anomalías climáticas causadas por el calentamiento global. En el momento en que se estrenó la película hubo un debate sobre si esto podría suceder o no, pero hoy en día la comunidad científica cree que a largo plazo la posibilidad de una catástrofe global es real. Sin embargo, incluso antes de que se desarrollen tales escenarios, el aumento de las temperaturas amenaza el crecimiento de los cultivos alimentarios, y los países de todo el mundo están estableciendo bancos de germoplasma para preservar los alimentos que encontramos en nuestras mesas de comedor.

El Centro Nacional de Recursos Fitogenéticos de Taiwán almacena germoplasma de cultivos nativos, como arroz con cáscara, mijo y otros granos. El centro también cultiva selectivamente variedades de árboles frutales de zonas templadas y las ha cultivado con éxito en las llanuras de Taiwán. Hay esperanzas de que en el futuro Taiwán pueda convertirse en el centro más al sur para la preservación de germoplasma de árboles frutales de zonas templadas.

Mientras tanto, el Centro Mundial de Vegetales, ubicado en el distrito Shanhua de Tainan, es un "Arca de Noé" de vegetales para el planeta, que preserva la colección pública de germoplasma vegetal más grande del mundo. Instituciones como estas han convertido a Taiwán en un bastión de la conservación de genes para alimentos tolerantes a condiciones adversas.

Los datos publicados en 2022 en el Sexto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas indican que el aumento de la temperatura global se está acelerando. Expertos y académicos advierten que el calentamiento global conducirá a condiciones climáticas extremas y habrá más desastres naturales, como olas de calor, inundaciones y olas de frío, así como mayores daños por plagas y enfermedades, lo que afectará el crecimiento de los cultivos agrícolas y podría causar escasez de alimentos. suministros.

Warren HJ Kuo, profesor emérito del Departamento de Agronomía de la Universidad Nacional de Taiwán, dice que cuando llegue ese momento, los precios de los alimentos subirán y habrá una necesidad de variedades de plantas que se adapten al nuevo entorno. Estas nuevas variedades se mejorarán selectivamente a partir de materiales almacenados en bancos de germoplasma.

Kuo dice que los agricultores han estado reservando semillas para su uso posterior durante 10.000 años. Los agricultores siempre han seleccionado semillas de las plantas de mejor rendimiento como base para cultivar nuevas plantas. Sin embargo, a diferencia de las variedades tradicionales, que son genéticamente diversas, las variedades mejoradas que suministran las empresas comerciales de semillas y los viveros de plantas tienen un alto grado de "pureza", con poca variación entre las semillas, de modo que si el entorno cambia drásticamente, es posible que los cultivos no puedan adaptarse a las nuevas circunstancias.

No obstante, en una era de maximización de ganancias, la mayoría de los agricultores han dejado de usar sus propias semillas locales y optan por cultivar variedades mejoradas comercialmente, perdiendo así la oportunidad de seleccionar y preservar semillas con características genéticas novedosas. Este problema es aún más desafiante en el contexto del cambio climático global.

Un "Arca de Noé" para los cultivos

Ya en la década de 1970, muchos expertos agrícolas notaron que la proliferación de variedades de plantas comerciales estaba provocando una pérdida de recursos genéticos. Abogaron por el establecimiento de bancos de germoplasma para preservar las semillas de las variedades que los agricultores han dejado de cultivar, de modo que, en caso de grandes desastres, puedan proporcionar las fuentes de alimentos necesarias durante la reconstrucción posterior al desastre.

Los datos de la comunidad académica muestran que existen unos 1.750 bancos de germoplasma en todo el mundo. La Bóveda Global de Semillas de Svalbard en Noruega, conocida como la "bóveda del fin del mundo", almacena semillas de cereales y otras plantas de cultivo de todo el mundo. En Taiwán, el Centro Mundial de Vegetales (WorldVeg), ubicado en el distrito de Shanhua, Tainan, comenzó a operar en 1973 y tiene la colección más grande de variedades de vegetales en poder de cualquier organización sin fines de lucro en el mundo.

En 1993, Taiwán también estableció el Centro Nacional de Recursos Fitogenéticos (NPGRC) en el distrito de Wufeng, Taichung, para preservar los cultivos taiwaneses, incluido el arroz con cáscara y otros granos y alimentos básicos. Ambas instituciones con sede en Taiwán han depositado duplicados de su germoplasma en la Bóveda Global de Semillas de Svalbard como parte de la preservación de las especies de plantas comestibles del mundo.

El Centro Nacional de Recursos Fitogenéticos de Wufeng en Taichung almacena "semillas de esperanza" para las variedades de cultivos taiwaneses. (Kent Chuang)

Conservación de árboles frutales de zonas templadas

En Taiwán, con su abundancia de productos agrícolas y mariscos, es difícil para la gente imaginar que los alimentos desaparezcan de sus mesas de comedor, pero no obstante, existe una crisis alimentaria en curso.

"Taiwán depende de las importaciones para el 70% de sus cultivos alimentarios y tiene un nivel bastante bajo de autosuficiencia". Warren Kuo señala que en épocas anteriores, los agricultores de Taiwán cultivaban habas (también conocidas como habas), frijoles moteados y frijoles mungo, pero estos no se cultivan ampliamente en la actualidad, y los frijoles mungo que nos encanta comer en verano se importan de Indonesia y Birmania.

Después de la destrucción provocada por el tifón Morakot en 2009, muchas comunidades indígenas dejaron de plantar mijo y se hizo imposible encontrar semillas de sus variedades locales originales. Afortunadamente, el Sistema Nacional de Germoplasma de Plantas de EE. UU. había preservado 96 variedades de mijo de las comunidades indígenas taiwanesas, y fue a través de la importación de semillas de EE. UU. que el mijo pudo volver a cultivarse en estas áreas.

El NPGRC es parte del Instituto de Investigación Agrícola de Taiwán (TARI) del Consejo de Agricultura. Tiene la tarea de preservar el germoplasma de los cultivos taiwaneses para proporcionar "semillas de esperanza" que permitan reanudar el cultivo de estos cultivos después de los desastres.

Al visitar el NPGRC a fines de marzo, vemos trabajadores que operan cultivadores para preparar el suelo de varios arrozales, donde trasplantarán plántulas de arroz para ensayos de campo.

El depósito de germoplasma clonal del centro, que se encuentra a dos kilómetros de la instalación de almacenamiento de semillas, también se utiliza para el cultivo de prueba de varias variedades de mijo, así como de melocotón, albaricoque japonés y cerezos que tienen un bajo requerimiento de refrigeración (el número de horas a las bajas temperaturas necesarias para desencadenar la latencia invernal).

"En la mente de la mayoría de las personas, los albaricoqueros japoneses deben cultivarse en las montañas, pero la elevación aquí en Wufeng es de solo 89 metros sobre el nivel del mar, sin embargo, la mayoría de los árboles están floreciendo bien. Hay un árbol que no ha florecido tan lejos, lo que indica que el invierno aquí no es lo suficientemente frío, lo que hace que esta variedad no sea apta para el cultivo en tierras bajas". Huang Chun-che, investigador asistente en la División de Germoplasma Vegetal de TARI, nos guía a través de los campos y huertos del repositorio mientras explica cómo él y sus colegas evalúan la idoneidad de las variedades de cultivos para condiciones geográficas y climáticas particulares.

En otra zona hay árboles de melocotón y nectarina con bajos requerimientos de frío. Señalando uno de los árboles, explica: "Éste apenas ha producido brotes, lo que demuestra que las condiciones de este año no han sido las adecuadas. Pero aun así llevaremos los esquejes al laboratorio para experimentos a baja temperatura para determinar su tolerancia térmica", dice Huang. En otra zona, se cultivan cultivares de melocotón importados de Florida. Se han adaptado bien a las condiciones de Taiwán.

Características especiales de Taiwán

El agrónomo senior Chen Shu, director de la División de Germoplasma Vegetal, señala que Taiwán se extiende a ambos lados del Trópico de Cáncer, ubicándolo tanto en la zona tropical como en la subtropical. Por lo tanto, no solo se pueden cultivar árboles frutales tropicales aquí, sino que también se cultivan con éxito árboles frutales de zonas templadas, lo que le da a Taiwán una amplia gama de variedades de árboles frutales. Ella dice con confianza: "En el futuro podemos convertirnos en el centro más austral para la preservación de germoplasma de árboles frutales de zonas templadas".

Según la evaluación de Chen, los cultivos que se cultivan en Taiwán enfrentan el doble desafío de las altas temperaturas y la escasez de recursos hídricos. Cuando el suministro de agua para riego no es confiable, la producción de arroz cáscara, que requiere grandes cantidades de agua, enfrenta una crisis. Por lo tanto, el objetivo de la cría selectiva es desarrollar cultivos que sean resistentes a la sequía, las enfermedades y las plagas.

El NPGRC recolecta arroces secos de las tierras altas de Taiwán y arroces con cáscara silvestres, que tienen poca palatabilidad, lo que significa que es poco probable que los agricultores continúen cultivándolos, pero que son variedades nativas que son resistentes a plagas y enfermedades y pueden sobrevivir tanto a sequías como a inundaciones. "Tienen muchas características valiosas y, a través de cruces y selecciones repetidos, existe la posibilidad de que podamos producir germoplasma nuevo que se adapte a los entornos del futuro".

Actualmente, el NPGRC está preservando con éxito más de 10 000 variedades taiwanesas de arroz con cáscara, incluidos los arroces Japonica más meridionales del mundo, el lino (un cultivo que ha sido abandonado por los agricultores taiwaneses) y más de 100 variedades de mijo (un elemento esencial en la cultura de Taiwán). gente indígena).

También se proporciona germoplasma de arroz cáscara a otros países para su cultivo; por ejemplo, el material genético de muchas variedades de arroz con cáscara que se cultivan en la India proviene de Taiwán. Taiwán también ha enviado germoplasma de arroz con cáscara al Instituto Internacional de Investigación del Arroz en Filipinas para el mejoramiento itinerante.

El edificio del NPGRC, una estructura de mármol de dos pisos de altura, contiene germoplasma para más de 100 000 variedades de granos, vegetales y otros cultivos en almacenamiento a corto, mediano y largo plazo.

El poderoso terremoto que azotó Taiwán el 21 de septiembre de 1999 causó grandes daños en el distrito de Wufeng, pero Chen Shu dice que solo un estante de almacenamiento en el banco de germoplasma se deformó y "no se perdió ni una sola semilla".

Centro Mundial de Vegetales

El Centro Mundial de Vegetales (WorldVeg), fundado en 1971 como el Centro Asiático de Investigación y Desarrollo de Vegetales y renombrado en 2008, es una institución internacional de investigación agrícola que posee la colección más completa de germoplasma de cultivos vegetales en el mundo. WorldVeg señala que se encuentra en Taiwán porque la isla abarca zonas tropicales y subtropicales y tiene una gran biodiversidad, así como tecnología agrícola avanzada, siendo la llanura de Chiayi-Tainan especialmente adecuada para la agricultura. Los investigadores recolectan germoplasma de todo el mundo y lo depositan en el banco de genes que es el corazón de las operaciones de WorldVeg.

Cuando llegamos al sitio WorldVeg de 116 hectáreas, parte de la amplia extensión de tierra de cultivo fuera de la puerta principal está en barbecho, mientras que otra parte está plantada con vegetales, como tomates, berenjenas y frijoles jacintos. La colorida variedad de cultivos de todos los continentes habitados del mundo deleita la vista.

En un área abierta frente al edificio del banco de germoplasma, el personal está en el proceso de separar las semillas de diferentes variedades de berenjena de la pulpa. En el interior, otro equipo está preparando semillas para almacenarlas.

Hasta la fecha, WorldVeg ha acumulado una colección de 65 000 accesiones de más de 330 especies de plantas de 157 países. La institución suministra germoplasma a institutos de investigación e individuos de forma gratuita, y ha enviado más de 700 000 muestras de germoplasma a más de 204 países y territorios de todo el mundo. De estos, una gran proporción han sido para tomates, frijol mungo y chiles, y los tomates representan un tercio de todas las muestras. La mitad de todos los tomates cultivados en Tanzania tienen su origen en WorldVeg.

Tomates, frijol mungo y chiles

Chan Yan-kuang, asistente principal de investigación de recursos genéticos y semillas en WorldVeg, dice que el tomate es una de las verduras más consumidas en el mundo. Desafortunadamente, los tomates nativos de Tanzania tuvieron una alta tasa de pérdidas durante el transporte desde las áreas de producción hasta los mercados de consumo, por lo que WorldVeg, que tiene una base regional en Arusha, Tanzania, transfirió tomates cultivados en Taiwán a las instalaciones para el cultivo de prueba. Finalmente, se seleccionaron variedades adecuadas a las condiciones locales y se promovió su uso entre los agricultores. Hoy en día, Tanzania no solo es autosuficiente en tomates, sino que se han convertido en un importante cultivo comercial para los agricultores locales.

Otro ejemplo es el bhut jolokia, un chile especialmente picante que es popular en África. Las variedades originales de bhut jolokia tienen poca resistencia a las enfermedades, por lo que los criadores de WorldVeg las cruzaron selectivamente con chiles resistentes a las enfermedades y seleccionaron una variedad de bhut jolokia que es muy picante y tiene buena resistencia genética a las enfermedades. Esta nueva variedad fue traída a África para su cultivo.

En los últimos años, la tecnología agrícola se ha vuelto ampliamente utilizada en el sudeste de Asia y las variedades locales se están perdiendo rápidamente. En 2022, WorldVeg y el Ministerio de Relaciones Exteriores lanzaron la Iniciativa de germoplasma vegetal de Taiwán-Sudeste de Asia, en virtud de la cual el germoplasma de 183 especies de plantas del sur y sudeste de Asia que se recolectó y almacenó previamente en WorldVeg se vuelve a cultivar en sus países de origen, para hacer este recurso a disposición de los fitomejoradores locales.

Un informe publicado por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación afirma que en el siglo de 1900 a 2000, la biodiversidad en los cultivos alimentarios se redujo en un 75%. A través de la preservación de variedades, los bancos de germoplasma ofrecen una "póliza de seguro hecha a la medida" contra las malas cosechas y las crisis alimentarias. Sin embargo, si sobre esta base continuamos ignorando la escala de los impactos del calentamiento global, no habrá fin a la amenaza de desastre para la raza humana.