Atrapar el CO₂ de la atmósfera, una medida contra el cambio climático

Desde poco más de una década, la doctora honoris causa por la UNAM Joanne Chory empezó a trabajar en una solución para el secuestro de carbono, basada en la capacidad de las plantas para extraer dióxido de carbono (CO₂) de la atmósfera a través de la fotosíntesis y convertirlo en biomasa.

Los suelos de la Tierra, explicó, contienen una gran cantidad de carbono, estimada en unos dos mil 300 gigatones a tres metros de profundidad, lo que constituye unas tres veces la reserva atmosférica actual de CO₂.

Los suelos de las tierras de cultivo y de pastoreo (cerca de cinco mil millones de hectáreas en todo el mundo), precisó, tienen una enorme capacidad para almacenar carbono, la cual, combinada con la infraestructura agrícola existente, ofrece la oportunidad de aprovechar la genética para mejorar los rasgos relacionados con el secuestro de carbono mediado por plantas.

Iniciativa en movimiento

La investigadora del Instituto Salk destacó que por varias de sus características, las plantas son buenas candidatas y la biomasa de las raíces es una de ellas, la cual contribuye aproximadamente con cinco veces más captura de carbono que la masa equivalente de hojarasca aérea.

“Decidimos que con esta iniciativa teníamos que aprovechar algún elemento de distribución global y lo que hemos hecho es trabajar con semillas de maíz, trigo y arroz en sus formas silvestres, pero también se puede utilizar granos de soya, sorgo y canola”, explicó la investigadora.

Si bien muchas plantas pueden ser candidatas a ser usadas en el proyecto, es importante que aquellos mecanismos que les permiten secuestrar el carbono también resistan la descomposición por parte de los microorganismos del suelo; también necesitan aumentar su tiempo de vida en los suelos, es decir, las plantas requieren soportar una interacción compleja entre la composición química, la oclusión física del carbono dentro de los agregados del suelo, la formación de complejos organominerales estables y la conectividad de la película de agua con los microbios.

“Las plantas modificadas se encuentran aún en etapa de investigación en el laboratorio, pues todavía falta mucho por hacer antes de llevarlas a campo. Pero, hemos tratado de evitar los organismos genéticamente modificados (OGM); lo que nosotros tratamos de hacer es editar la cadena, utilizando técnicas de secuenciación CRISPR”, detalló Chory.

La bioquímica de la raíz también influye en la descomposición, y un rasgo candidato principal es la cantidad de suberina en las raíces, que es un complejo lipofílico que se compone de ácidos grasos de cadena muy larga y compuestos poliaromáticos. Puede ser una buena fuente para el secuestro de carbono por su estabilidad bioquímica, su interacción con los minerales del suelo y la oclusión en los microagregados de la capa superior del suelo.

En un artículo publicado recientemente en la revista Plant Cell (2022), Chory detalla que la planta ideal debe acumular suberina en la pared celular de sus células de raíz y formar un sistema de raíces vasto y profundo. Para lograrlo, se seleccionan genes candidatos que afecten la arquitectura del sistema radicular y la masa radicular; información que se combina con promotores específicos de raíces y genes biosintéticos de suberina.

La planta ideal se crea aprovechando los enfoques clásicos (mejoramiento) y más recientes (edición del genoma, ingeniería genética) para introducir alelos y genes favorables que aumentarán la biomasa de la raíz y los transgenes que aumentarán la deposición de suberina en la raíz.

Se espera que, además de atrapar más carbono, estas plantas puedan enriquecer los suelos empobrecidos con polímeros de carbono resistentes a la degradación. Por el momento, su desarrollo está aún en fase de laboratorio, enfatizó la ganadora del Premio Gruber Genetics 2018.

Entre los desafíos a superar, estimó Chory, se requieren hacer varias pruebas. Se calcula que las plantas finales tendrán el potencial de absorber hasta 1.85 gigatones de carbono por año sólo en 30 centímetros de tierras de cultivo, con una mayor profundidad de enraizamiento y una composición bioquímica en la que las raíces podrían producir una capacidad de secuestro mucho mayor.

El tiempo apremia, dijo la investigadora. Cada año que pasa sin una reducción significativa de carbono tendrá un impacto negativo en miles de millones de humanos y disminuirá la biodiversidad de nuestro planeta, “sabemos que esta no es la única solución, pero estamos invitando a la gente creativa a proponer ideas y juntos podremos hacer algo”.

Por último, Chory enfatizó que disfrutó mucho de la ceremonia en la que recibió el doctorado honoris causa por la Universidad. “El tiempo que he pasado en México me deja ver cuánto honor es haber recibido el reconocimiento de la UNAM, y hacerlo con personas que son tan talentosas en sus campos. Creo que tuve una semana sumamente provechosa”.

Avances desilusionantes

La galardonada con el Pearl Meister Greengard Prize 2020 destacó asimismo que los pocos avances presentados en la más reciente Conferencia de las Partes (COP) son desilusionantes, porque ningún país está alcanzando sus objetivos de manera exitosa, consideró la doctora honoris causa por la UNAM Joanne Chory.

Ése es un gran problema cuya solución deben apoyar los científicos y la población en general, pues las naciones y los gobiernos no han sido capaces de reducir sus emisiones; de ahí la inquietud de la científica por encabezar la Iniciativa de Aprovechamiento de Plantas, con la cual busca atrapar el dióxido de carbono de la atmósfera, dijo.

Y agregó: “Nos quedan sólo ocho años, que no son muchos, para hacer un cambio en 2030 y los países tienen que estar unidos para lograrlo; debemos actuar ahora, ya no podemos tener distracciones… Este es un problema global y todos debemos apoyar, tenemos realmente que pensar cómo podemos participar”.

La ganadora del Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2019 detalló al respecto que los gobiernos destinan muchos recursos para investigación, y siempre habrá quien apoye un programa que trate de combatir cambio climático para llevarlo más allá del laboratorio.

Sobre México, Chory se dijo admirada por sus iniciativas y la cantidad de mujeres en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas colaborando, pues es algo muy raro de encontrar en un gobierno, incluyendo a Estados Unidos. “Tenemos que impulsarlas, así como a los estudiantes; inspirarlos es parte del trabajo y los tenemos que entrenar ahora”.