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Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Tolerancia y agua

La disponibilidad de agua suficiente y su calidad serán dos de los mayores problemas de los países en desarrollo y desarrollados en el siglo que acaba de nacer. El incremento de la población mundial necesitará un mayor rendimiento agrícola y el principal factor limitante será el de la calidad y cantidad del agua.

Hace unos años, un equipo investigador de la Universidad de Stanford concluyó que el 15% de la producción vegetal total terrestre procedía de los cultivos y tabularon el consumo vegetal directo e indirecto (ganado, combustible, maderas usadas) realizado por la población humana. En 1986, los cinco billones de personas existentes en el mundo consumían un 40% de la producción de las plantaciones terrestres. Si las predicciones de incremento de población se cumplen y los rendimientos agrícolas no aumentan, en el año 2036 los 12,5 millones de habitantes de la Tierra necesitarán más del 100% de esa producción vegetal. El dato es preocupante aunque no debemos ocultar que otros investigadores consideran que estas predicciones son pesimistas.

Para complicar la situación, Eduardo Blummwald, un experto americano en el tema, indica que actualmente la salinidad de las aguas produce daños en las plantas de más de la cuarta parte de todas las tierras cultivadas de nuestro planeta, es decir, unos 60 millones de hectáreas y que el problema se está agudizando rápidamente afectando a un número creciente de plantaciones. ¿Puede la Ciencia hacer algo al respecto?.

AGUA. ¿Podemos disponer de más agua de calidad?. Únicamente el 2,5% del agua terrestre es agua dulce y más de las 2/3 partes de ella se localiza en glaciares y casquetes polares. Anualmente, en forma de lluvia y nieve, caen sobre la superficie terrestre unos 110.000 kilómetros cúbicos de agua, de los que unos 2/3 retornan a la atmósfera por evaporación directa o por transpiración a través de las plantas. El agua restante es la que moja y riega la tierra, consumimos, forma los ríos y desemboca en los mares.

Un 60% del agua dulce existente no es accesible debido a su localización. Por ejemplo, el rió Amazonas supone el 15% del agua dulce mundial y el rió Congo el 3,5%, pero, relativamente, muy pocas personas viven en sus zonas de influencia. Del total del agua disponible, los humanos ya nos estamos apropiando de más del 50%, principalmente para regar, pero el incremento de la población mundial aumentará rápidamente la demanda, con la circunstancia de que las tecnologías para capturar agua dulce adicional frecuentemente son caras, difíciles y de relativa eficacia. Dejando aparte otras soluciones exóticas, la desalación es limitada pues solo proporciona alrededor del 0,2% del agua dulce del mundo y su costo es prohibitivo en muchos lugares. La construcción de presas y pantanos tiene límites lógicos, una vez que ya se han erigido los más obvios. Por ejemplo, desde 1950 a 1985, se hicieron una media anual de 900 grandes presas en el mundo, mientras que ahora el porcentaje se ha reducido más de un 50%. Por ello, las soluciones han de pasar por estrategias como: aprovechar mejor las aguas dulces existentes, que no se pierdan en el mar, utilizándolas del modo más rentable posible para la Humanidad; evitar la contaminación de las aguas y, simultáneamente, descontaminar las ya contaminadas del modo más eficaz posible. En cuanto al problema de la salinización de las aguas la Ciencia está permitiendo avanzar en dos frentes principales: la tecnología de la desalación y el uso de cultivos resistentes a la sal. A este último aspecto nos referiremos.

HALOFITAS. El geólogo estadounidense Oscar E. Meinzer (1876-1948) acuñó el término halófila para referirse a las plantas que toleran la sal, que son capaces de desarrollarse en terrenos salinos o usando aguas salinas. Estas plantas suelen ser carnosas y de follaje verde grisáceo. Su tolerancia a la sal se deriva de la existencia en ellas de un mecanismo de eliminación a través de unas glándulas secretoras de sales dispuestas en las hojas. En otras ocasiones lo que ocurre es que son capaces de acumular la sal en hojas y tallos de los que se desprenden al final de la estación de crecimiento. Otras halófilas impiden la entrada de sal a sus células por medio de membranas semipermeables que envuelven las raíces.

La aparición y extensión de plantas halófilas es un fenómeno de adaptación biológica evolutiva en el que algunas plantas han conservado y potenciado ciertas modificaciones de su genoma, lo que les han conferido esas características de resistencia salina. Por otra parte, recordemos que buena parte de los avances agrícolas se basan en el desarrollo de mutantes genéticos, de entrecruzamientos genéticos, que conduzcan a mejores resultados. El problema era que, hasta recientemente, ello se hacía de un modo natural, eso sí, pero lento, ciego e intuitivo, sin conocer previamente cuáles podrían ser los resultados. La nueva Biología permite, al menos en principio, la posibilidad de estudiar las bases genéticas que diferencian a las planas halófilas de las no resistentes con la posibilidad de usar las técnicas de transgénesis para permitir que algunas plantas normales puedan cultivarse en terrenos o con aguas salinos.

GENES. No se conocen todavía todos los mecanismos y genes responsables de la resistencia a la salinidad, pero en este campo los avances son muy rápidos y, por ejemplo, ya se han obtenido diversas plantas, entre ellas de tomates resistentes y en alguno de los aspectos de estas investigaciones han intervenido investigadores ligados al CEBAS, Centro investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas.

La sal es cloruro sódico. Para combatir la presencia de sal lo más usual es que las plantas envíen los iones sodio hasta sus grandes vacuolas, que son una especie de grandes depósitos distintivos de las células vegetales, situados en su interior. En cuanto a los iones cloruro son excluidos en las propias raíces porque las células de la raíz poseen unas altas concentraciones internas de iones cloruro que provoca que no admitan más. Por tanto, es clave para la resistencia a la salinidad que la transferencia de iones sodio a la vacuola sea efectiva. En el proceso, entre otros componentes, participan una proteína antiporte (AtNHX1, con funciones transportadoras) y dos formas de bombas protónicas (AVP1 y AVP2), ya que la diferencia de concentración de protones es la fuente de energía que hace posible el almacenar los iones sodio en la vacuola, contra un gradiente de concentración, es decir, transportando el sodio desde un lugar en el que está menos concentrado hasta otro más concentrado.

Los estudios genéticos ya han permitido disponer del gen de AtNHX1 e insertarlo en plantas normales de Arabidopsis, de tomate, y otras plantas. Las plantas se comportan normalmente pero son mucho más resistentes a la salinidad. En el caso del tomate transgénico se encontró una mayor concentración de sodio en las hojas, pero un contenido normal en el fruto. Por tanto, el camino de obtener plantas más resistentes a la salinidad ya está abierto. Falta perfeccionarlo y que socialmente sea discutido, de un modo análogo a lo que ocurre con los alimentos transgénicos, con la aportación de voces procedentes de los diversos colectivos sociales, sin olvidar a los científicos.