MICROBIOMAS

VEGETALES Y LA AGROTECNOLOGÍA 4.0

La seguridad alimentaria y la producción agrícola insuficiente son los retos más importantes que enfrentará la creciente población humana en poco menos de 25 años. Desde la década de 1970 se han diseñado nuevas variedades de plantas, más productivas y altamente receptivas a los fertilizantes; este progreso se conoció como la “revolución verde”. Aunque hubo un crecimiento notable en la producción agrícola, 30% de la población mundial aún vive en condiciones de inseguridad alimentaria. Por otra parte, la agricultura es en buena parte responsable del cambio climático. La fertilización excesiva y las consecuencias del cambio climático (sequía, olas de calor, frio e inundaciones) han tenido efectos negativos en la productividad de los cultivos, desde el deterioro del suelo y los microbios que lo habitan1 hasta el incremento en la incidencia de plagas de insectos y microbios patógenos, que hoy no solo afectan al campo durante todo el año, sino a las plantas en las ciudades, lo que se considera una alerta sanitaria forestal (Figura 1). Para hacer frente a las dificultades para la producción se requiere invertir en tecnologías innovadoras.

Las tecnologías detrás de la “agricultura de precisión”, hoy llamada Agricultura 4.0, comprenden el empleo de herramientas como el internet de las cosas (IoT), big data, inteligencia artificial y robótica para atacar problemas en la cadena de producción; más allá de la rentabilidad de los cultivos, se busca la sustentabilidad ambiental y social de los procesos agrícolas.

La “agrotecnología 4.0” implicará colocar sensores en los campos agrícolas, además de dispositivos, tractores no tripulados y sistemas que conecten con las tecnologías de información. Y aunque sin duda esta tecnología traerá cambios importantes en la producción de alimentos, debemos ser cui- a nematodos. C) Crecimiento de Ceratocystis sp., un hongo patógeno aislado de la corteza de la acacia. D) Corteza de Acacia sp. con secreciones y lesiones dadosos, porque el éxito de su implantación en los sistemas agrícolas nacionales dependerá de factores humanos y económicos.

Por ejemplo, como investigadores, hemos participado en desarrollos tecnológicos que usan microbios nativos de cultivos importantes para el país2. Nuestra idea original era brindar herramientas al pequeño agricultor para potenciar su producción, pero en la práctica esto rara vez sucede, porque solo quienes posean capital económico podrán aplicarlas.

Microbiomas de las plantas y la Bio-revolución verde

En términos de bioeconomía y sustentabilidad, la aplicación de tecnologías derivadas del conocimiento de los microbiomas de las plantas mejorará la producción de alimentos. Los microbiomas vegetales comprenden una plétora de microorganismos asociados con las plantas y, por increíble que parezca, sabemos más del universo que del ADN microbiano asociado a las plantas. La innovación tecnológica del microbioma incidirá en la producción primaria, la gestión de los residuos y la protección de la biodiversidad.

En la práctica, la utilización de “comunidades microbianas sintéticas” es una alternativa viable para la producción de biofertilizantes y de bioprotectores de las plantas que, incluso, disminuyen los efectos del cambio climático. La investigación biotecnológica en el área pasó del simple aislamiento de mi-

LA “AGROTECNOLOGÍA 4.0” IMPLICARÁ COLOCAR SENSORES EN LOS CAMPOS AGRÍCOLAS.

crobios “útiles” a estudios profundos, donde observamos que estos microorganismos alteran las respuestas químicas y fisiológicas de las plantas y nos permiten entender su funcionalidad.2 Actualmente, los científicos estudian cómo los factores ambientales y antropogénicos inducen a estos microorganismos “útiles” bajo el concepto biológico de cry for help y la activación de los microbiomas, en donde alteraciones percibidas automatización por las plantas atraen microbios del suelo o activan aquellos que han acompañado a las plantas por millones de años y viven internamente en sus tejidos.3

Cada año se solicitan en el mundo cientos de patentes que abordan el uso de uno o varios microorganismos para la agricultura. Ahora bien, nuestra gran pregunta es si el uso de los microorganismos y la agricultura 4.0 podrán actuar en pro de la sustentabilidad (social, ambiental) agrícola. Ambas se complementan en todo sentido, pero como científicos y tecnólogos debemos replantearnos si los beneficios en la productividad deben reemplazar las preocupaciones sociales, éticas y ambientales, y sobre todo convencer a innovadores y gobiernos de aportar recursos económicos para su implantación. <

Froylán

Espinoza