A la caza de los parientes salvajes del favorito de América Produce

Los primos indómitos de los cultivos populares son minas de oro genéticas, pero corren el riesgo de desaparecer.

Cuando Colin Khoury tenía seis años, cometió un acto de desobediencia civil. Era el sur de California en la década de 1980, y las compañías de bienes raíces tenían hambre de convertir las granjas restantes y el desierto que limitaba con Los Ángeles en nuevos desarrollos brillantes.

Apenas fuera de la guardería, Khoury estaba firmemente en contra de los desarrolladores. Su amor por el paisaje era táctil, infantil; él peinaba la tierra bañada por el sol alrededor de su casa en busca de plantas silvestres, metiéndole sus jugosas hojas en la boca. Su madre se encontraba regularmente llamando control de envenenamiento. Entonces, cuando Khoury, de seis años, vio el estandarte de un desarrollador plantado en un terreno con vistas a una depresión escarpada, arrojó el letrero directamente al cañón. “Estaba haciendo mi propio activismo”, dice con una sonrisa.

Varias décadas y grados después, Khoury ya no realiza actos improvisados ​​de eco vandalismo. Todavía, sin embargo, ama las plantas silvestres. Como especialista en diversidad de cultivos afiliado al Centro Internacional de Agricultura Tropical y al USDA, Khoury trabaja con una red de científicos, administradores de tierras y defensores de la diversidad de cultivos para mapear, investigar, conservar y cultivar los parientes silvestres de nuestro supermercado favorito. Produce. La búsqueda de estas especies ha llevado a Khoury a todo el mundo, desde Siria a Jamaica y de regreso al desierto de Sonora, y en el tiempo, hasta los albores de la agricultura humana.

Lovely blooms on a wild relative of the potato plant, at a research station in Huancayo, Peru. Hermosas flores en un pariente silvestre de la planta de papa, en una estación de investigación en Huancayo, Perú.
Michael Major para Crop Trust / CC BY-ND 2.0
Hace unos 10,000 años, los humanos en varios sitios de todo el mundo comenzaron a domesticar plantas. Seleccionaron semillas de plantas que habían recolectado previamente, que tenían frutos grandes y dulces o ciclos de cultivo convenientes. Durante milenios de reproducción, nuestros antepasados ​​convirtieron semillas tenues, frutas amargas y pequeños tubérculos en trigo, frijoles y papas que comemos hoy.

La domesticación hizo que las plantas silvestres fueran más amigables con el consumo humano. Pero en el proceso, estas plantas perdieron algo precioso: la resistencia. Los cultivos domesticados están notoriamente mimados, dependiendo del riego regular, las temperaturas precisas y el cuidado humano. Al mismo tiempo, el monocultivo, la práctica agrícola dominante de cría intensiva y producción en masa de unos pocos cultivares seleccionados para la producción de alimentos, ha creado cultivos con altos rendimientos pero poca diversidad, haciéndolos menos resistentes a las enfermedades y al cambio climático.

El banano moderno ejemplifica esta vulnerabilidad. Si bien hay más de 1,000 tipos de banano , el 47 por ciento de todos los bananos cultivados son de la variedad Cavendish. Esta falta de diversidad genética significa que cuando surge una amenaza, como el temido hongo Fusarium, los científicos temen la posibilidad de un “ apocalipsis del banano” y el caos a la par con la desaparición del Gros Michel, el plátano ubicuo que precedió al Cavendish.

En contraste, los parientes silvestres de los cultivos domesticados han evolucionado en condiciones diversas y, a menudo, difíciles, desde los primos de la papa silvestre que prosperan en los afloramientos rocosos de los Andes hasta los resistentes frijoles tepary del desierto de Sonora. Esta resistencia convierte a las plantas silvestres en minas de oro genéticas de rasgos potencialmente útiles, como la sequía y la resistencia al calor. Cuando se cruzan con domesticados convencionales, pueden producir cultivares más resistentes y sostenibles, por no mencionar potencialmente más sabrosos. Para preservar estos rasgos, los científicos han pasado décadas recolectando semillas y depositándolas en bancos de genes.

The map on the left shows areas likely to have a particularly high concentration of chili pepper wild relatives for exploration. The map on the right shows areas that should be highest priority for conservation. El mapa de la izquierda muestra áreas que probablemente tengan una concentración particularmente alta de parientes silvestres de chile para la exploración. El mapa a la derecha muestra las áreas que deberían ser de máxima prioridad para la conservación.
Khoury et al / CC BY 4.0
Pero los parientes silvestres de los cultivos básicos están bajo amenaza. “Son plantas silvestres que tienen todos los problemas que tienen las plantas silvestres: ser invadidas por los seres humanos, el cambio climático”, dice Khoury.

La actividad humana, como la deforestación y el desarrollo, ha llevado a la extinción de cientos de plantas del mundo en los últimos cien años, una tasa 500 veces más rápida de lo que sería sin interferencia humana . Los parientes silvestres de nuestros cultivos más importantes no se han salvado. Daniel Debouck, un gerente de banco de genes ahora retirado en el Centro de Agricultura Tropical, que pasó la mayor parte de su carrera cazando plantas silvestres en América Latina, dice que muchas de las plantas que identificó por primera vez en los años 70 y 80 ahora han sido invadidas. sobre por los humanos. “Mi prioridad más urgente era la extinción, y sigue siendo la extinción”, dice.

Con aún más destrucción del hábitat inducida por el cambio climático en el horizonte, Khoury y sus colegas están tomando medidas para evitar que esta riqueza de información agrícola se pierda para siempre. En una serie de estudios recientes, analizaron especímenes de museos centenarios, registraron encuestas publicadas y se basaron en su propia experiencia para rastrear especies remotas en la naturaleza para mapear las poblaciones restantes de parientes silvestres de cultivos domesticados en las Americas. Han cartografiado las poblaciones de chile, lechuga y calabaza silvestres, designando 600 especies silvestres para su posterior estudio solo en los Estados Unidos. Docenas de esas especies están en peligro de extinción; otros aún no se han estudiado en absoluto. Los investigadores estiman que más del 65 por ciento de las variedades de calabaza silvestre y el 95 por ciento de las variedades de pimiento silvestre nunca se han incluido en ningún banco de genes .

Al mapear dónde se encuentran estas poblaciones, los científicos pueden concentrarse en recolectar plantas de áreas amenazadas y abogar por mayores protecciones para los hábitats silvestres de estas plantas. Sus resultados resonarían con Khoury, de seis años, que ya sospechaba que las amenazas a las plantas silvestres son amenazas para el bienestar humano.

Khoury and his colleagues combined data from herbaria specimens and field work to map where the highest concentrations of squash wild relatives are likely to be found. Khoury y sus colegas combinaron datos de especímenes de herbarios y trabajo de campo para mapear dónde es probable que se encuentren las concentraciones más altas de parientes silvestres de la calabaza.
Khoury et al / CC BY 4.0
Daniel Debouck ha sido testigo de la desaparición de hábitats de cultivos silvestres de primera mano. En 1977, Debouck acababa de comenzar su primer trabajo como investigador de plantas en Bélgica. Estaba trabajando con colegas para desarrollar cultivos agrícolas más resistentes, pero descubrió que los especímenes a los que ya tenía acceso simplemente no lo cortarían. A mediados de la década de 1900, el interés en la investigación de cultivos y los avances científicos en genética habían generado una ola de aperturas de bancos de genes en todo el mundo. Estas instalaciones permitieron a los científicos almacenar material genético de plantas, como semillas, y usarlo para futuras investigaciones. Pero había lagunas en las colecciones de los parientes silvestres de muchos de los cultivos de origen latinoamericano que alimentan a la mayoría de los habitantes del mundo, incluidas las papas y los frijoles.

Entonces Debouck salió al campo. Durante las siguientes cuatro décadas, viajó por el hemisferio occidental, desde densas selvas tropicales de América Central hasta las repisas andinas frías y desaliñadas, con los ojos pegados al suelo. Debouck se especializa en los parientes silvestres de las plantas de frijol, por lo que buscó áreas alrededor de los sitios de domesticación iniciales de frijoles, en el actual México y partes de América del Sur, por sus vainas reveladoras. Ha descubierto 14 nuevas especies y recolectó más de 3,900 nuevas variedades de plantas . Pero también ha sido testigo del ataque de muchas de estas especies. “He estado recolectando en lugares donde hoy encontrarás casas, carreteras y supermercados”, dice. “Volviendo en unos 10 o 15 años, el área será completamente diferente”.

Potato diversity in Huancayo central market, Peru, near the site of potatoes' original domestication. Diversidad de la papa en el mercado central de Huancayo, Perú, cerca del sitio de domesticación original de la papa.
Michael Major para Crop Trust / CC BY-ND 2.0
Eso hace que la experiencia de campo íntima de Debouck sea aún más vital para la preservación de las plantas silvestres. Para encontrar un pariente de un cultivo alimentario popular, Debouck primero busca en muestras de herbarios, que son muestras de plantas secas y semillas pegadas al papel y guardadas en vastas bibliotecas en museos y jardines botánicos. Las plantas en estas colecciones pueden tener siglos de antigüedad; a veces no tienen nombre, están etiquetados con solo un lugar de origen. Una vez que Debouck ha identificado un espécimen como un pariente salvaje potencial, lo lleva al campo.

Comienza preguntando a los agricultores locales qué saben sobre la planta misteriosa, comparando su conocimiento con su investigación. Entonces, comienza a buscar. Debouck peina el campo, lee semillas y hojas como un médico lee los síntomas. Su memoria para el paisaje es asombrosa. En un viaje reciente al Valle Sagrado de Perú, utilizó signos como el tipo de suelo, la cobertura del suelo y la proximidad al agua para localizar a los descendientes de frijoles silvestres que había visto por primera vez 30 años antes . Una vez que encuentra las plantas, Debouck documenta su ubicación y condición y, si ha obtenido el permiso del país anfitrión, toma muestras para almacenarlas en los bancos de genes para la posteridad.

Ese último paso, pedir permiso, no siempre estuvo en la lista de verificación del botánico. “La política de todo esto ha cambiado enormemente desde hace 100 años, donde básicamente era el momento de Indiana Jones”, dice Khoury. Durante el siglo XIX y principios del siglo XX, los exploradores, en nombre de las potencias coloniales, a menudo tomaban especímenes de áreas colonizadas sin el aporte de la población local, y usaban estas muestras para apuntalar la explotación agrícola de tierras africanas, asiáticas y latinoamericanas para Europa y Europa. , más tarde, beneficio estadounidense.

En el Land Institute en Salina, Kansas, los investigadores se están inspirando directamente en la pradera, incluidos los granos silvestres nativos de esta área, para reinventar la forma en que cultivamos. Un ojo inexperto puede mirar el suelo alrededor del Land Institute y no ver nada más que hierba despeinada por el viento. Pero Tim Crews, Director de Investigación del Instituto, ve el futuro. “Todo el objetivo es hacer un sistema agrícola [al] que sea como el sistema natural que estaba allí para empezar”, dice Crews.

Cuando los europeos se toparon por primera vez con las vastas praderas que barren el centro de los Estados Unidos, vieron un paisaje de diversas hierbas perennes, manejado por pueblos nativos a través de quemaduras controladas . Los colonos reemplazaron la variada vegetación con monocultivo intensivo. Durante cientos de años, esto ha devastado la calidad del suelo. “Lea los informes sobre el estado del suelo y el hombre del mundo, ese es un documento deprimente”, dice Crews.

El cambio climático ha aumentado aún más la apuesta: los cultivos anuales, como el trigo, agotan rápidamente el nitrógeno del suelo. Para restaurar este suelo, los agricultores recurren a los fertilizantes, cuyas emisiones contribuyen sustancialmente al cambio climático . El aumento resultante de las temperaturas y los fenómenos meteorológicos extremos ya ha tenido efectos preocupantes en la agricultura en todo el mundo, incluido en el Medio Oeste .

Perennial wheat grass, part of a University of Minnesota project on alternative crops. Hierba perenne de trigo, parte de un proyecto de la Universidad de Minnesota sobre cultivos alternativos.
Cultivar parientes silvestres / CC BY-SA 2.0
Para abordar esto, Crews está investigando plantas perennes silvestres, cuyos sistemas de raíces duraderas permiten que el suelo acumule materia orgánica de forma natural. La tripulación y sus colegas están tratando de criar cultivos de parientes silvestres de girasoles, nativos de América del Norte.

Allison Miller, profesora de la Universidad de St. Louis e investigadora del Centro de Ciencias de las Plantas de Danforth, también está utilizando plantas silvestres para crear ciclos agrícolas más sostenibles, en este caso mediante el desarrollo de cultivos de cobertura. Cuando los agricultores siembran cultivos comunes como el maíz y la soya, ella dice: “Se cosechan en el otoño y en muchos casos los campos simplemente quedan al descubierto durante el otoño y el invierno”. Los cultivos de cobertura, por otro lado, especialmente los que son nativos del ecosistema local, se pueden plantar durante el invierno para ayudar a que el suelo se regenere, limitando la erosión y la escorrentía de nutrientes y disminuyendo la dependencia de los fertilizantes.

Cuando Debouck comenzó a buscar parientes silvestres de cultivos domesticados, no sabía que sus descubrimientos ayudarían a los agricultores a sobrevivir en un planeta que se estaba calentando dramáticamente. Pero eso es precisamente lo que le parece más emocionante de este trabajo. “Hay muchos casos en los que aún no sabemos qué necesitaremos y qué inventaremos”, dice. La clave es seguir buscando.

This map shows the concentration of different wild-plant relatives across North America. Darker red patches include the most species diversity. Este mapa muestra la concentración de diferentes parientes de plantas silvestres en América del Norte. Las manchas rojas más oscuras incluyen la mayor diversidad de especies. Cortesía de Colin Khoury
Khoury, por su parte, nunca dejó de buscar. El año pasado, él y sus colaboradores publicaron mapas que detallan las poblaciones de los parientes silvestres de la calabaza y el chile. En 2020, publicó un estudio, en coautoría con Miller y otros, que describe una hoja de ruta para conservar a estos parientes salvajes. Además de encontrar nuevas plantas y proteger sus hábitats, los investigadores enfatizan otro paso vital: invitar a los agricultores a incorporar la investigación de plantas silvestres.

Décadas después de que Khoury pasó su infancia pastando en plantas silvestres potencialmente venenosas, todavía cree que los humanos se beneficiarán al ir más allá de la agricultura convencional. Sin embargo, a diferencia de aquellos primeros días de activismo solitario, Khoury ahora es parte de un movimiento de científicos, agricultores y fitomejoradores, que están de acuerdo en que los negocios habituales ya no pueden alimentar al planeta de manera sostenible. “Algo nuevo está sucediendo en la alimentación y la agricultura”, dice. “Apertura de que las cosas deben cambiar a lo grande”.

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