Agricultura orgánica lleva al éxito y la sustentabilidad frente a la Industrial (adaptación genética)
Fuente: Colaje imágenes Google y artículo original.
Hoy os muestro un estudio que se me antoja interesantísimo, además de ofrecer resultados óptimos con vistas a mantener la sostenibilidad/sustentabilidad alimentaria. La noticia lleva por título “Un estudio a largo plazo revela que la agricultura ecológica conduce a adaptaciones en el material genético de las plantas ”, que las hacen igual de productivas respecto a la agricultura tradicional, usando métodos sostenibles en lugar de pesticidas, fertilizantes, etc. Se trata de una indagación que debemos tomar muy en serio, ya que duró más de vente años. ¡Mis felicitaciones a los autores!, que tuvieron paciencia en lugar de usar el típico publica o perece con publicaciones salami. También constata la rápida adaptación de las plantas genéticamente a los cambios ambientales. Un estudio que debería dejar escuela con vistas a analizar lo que acaece en otros tipos de cultivos. Ojalá llegaran a mis manos más investigaciones de tal guisa. Os dejo ya con la nota de prensa traducida y el resumen del artículo original, que se encuentra en acceso abierto. Se trata de un texto que no requiere explicaciones adicionales, ¡Hoy feliz de no tener que ir criticando noticias.
Juan José Ibáñez
Continúa……
Un estudio a largo plazo revela que la agricultura ecológica conduce a adaptaciones en el material genético de las plantas
por Johannes Seiler, Universidad de Bonn
En el colaje gráfico imágenes superiores: La población convencional a la izquierda y la cebada orgánica a la derecha: solo los expertos pueden detectar las diferencias a simple vista. Sin embargo, se pueden identificar grandes diferencias utilizando la genética molecular. Crédito: AG Prof. Léon/Universidad de Bonn
Las plantas se adaptan genéticamente con el tiempo a las condiciones especiales de la agricultura ecológica. Esto se ha demostrado en un estudio a largo plazo realizado en la Universidad de Bonn.
Los investigadores plantaron plantas de cebada en dos campos vecinos y utilizaron métodos agrícolas convencionales en uno y métodos orgánicos en el otro. A lo largo de más de 20 años, la cebada orgánica se enriqueció con material genético específico que difería de la cultura convencional.
Entre otras cosas, los resultados demuestran lo importante que es cultivar variedades especialmente para la agricultura ecológica. Los resultados se han publicado en la revista Agronomy for Sustainable Development.
A finales de la década de 1990, el Prof. Dr. Jens Léon inició un experimento en la Universidad de Bonn que sabía que duraría un largo período de tiempo. Su grupo de investigación quería investigar los efectos que las condiciones de cultivo tienen sobre el material genético de las plantas.
Para ello, llevaron a cabo un complejo estudio a largo plazo durante un período de 23 años en el Instituto de Ciencia de los Cultivos y Conservación de Recursos (INRES). «Primero cruzamos cebada de alto rendimiento con una forma silvestre para aumentar la variación genética«, dice Léon. «Luego plantamos estas poblaciones en dos campos vecinos para que la cebada creciera en el mismo suelo y bajo las mismas condiciones climáticas«.
La única diferencia era el método de cultivo. En uno de los campos se utilizó la agricultura convencional donde los investigadores utilizaron pesticidas para combatir plagas, agentes químicos para eliminar malezas y fertilizantes minerales para ayudar a garantizar un buen suministro de nutrientes.
Los investigadores adoptaron un enfoque más ecológico en el otro campo: sin pesticidas, combatiendo las malas hierbas con métodos mecánicos y fertilizando el suelo con estiércol de establos. Algunos de los granos se retenían cada otoño para sembrar los campos en la primavera siguiente, utilizando los granos orgánicos en el campo orgánico y la cebada cultivada en condiciones convencionales en el campo comparativo.
«Sin embargo, no elegimos los granos basándonos en ninguna característica particular, sino que simplemente seleccionamos una pequeña parte de la cosecha al azar», enfatiza el colega de Léon, el Dr. Michael Schneider.
Análisis del desarrollo del genoma en lapso de tiempo
Los investigadores también analizaron los genomas de las plantas cultivadas de forma convencional y orgánica anualmente. Cada gen puede existir en una variedad de formas diferentes llamadas alelos. Por ejemplo, el gen humano responsable del color de los ojos existe en los alelos «marrón» y «azul».
La frecuencia con la que surgen ciertos alelos en una población puede cambiar a lo largo de las generaciones. Las condiciones ambientales son un factor que juega un papel en este proceso: los alelos que aseguran que las plantas prosperen en su entorno actual generalmente se encuentran cada vez con más frecuencia.
Los investigadores identificaron dos tendencias interesantes en sus pruebas genéticas: en los primeros 12 años, la frecuencia alélica en la cebada cambió de la misma manera en ambos campos.
«Nuestra interpretación de este hallazgo es que las poblaciones muy diversas causadas por un cruce con cebada silvestre se estaban adaptando a las condiciones locales«, dice el Dr. Agim Ballvora, quien también participó en el estudio. «Después de todo, factores como el clima, el suelo y, especialmente, la duración del día eran idénticos para ambas poblaciones«.
Sin embargo, las frecuencias alélicas de ambas culturas divergieron cada vez más en los años siguientes. En particular, la cebada cultivada con métodos de agricultura orgánica desarrolló variantes genéticas que eran menos sensibles a un déficit de nutrientes o falta de agua, es decir, alelos que influían en la estructura de las raíces.
«Una de las razones de esto es, presumiblemente, las fuertes variaciones en la disponibilidad de nutrientes en la agricultura orgánica«, dice Léon.
La heterogeneidad genética facilita el proceso de adaptación
La cebada cultivada convencionalmente también se volvió genéticamente más uniforme con el tiempo, lo que significa que el material genético en las plantas individuales cultivadas en el campo se volvió cada vez más similar de un año a otro. Sin embargo, la cebada orgánica siguió siendo más heterogénea.
Las frecuencias alélicas del cultivo orgánico también variaron más ampliamente con el tiempo. Esto dio lugar a que algunos años fueran extremadamente favorables o desfavorables para algunos alelos. Esto podría deberse a que las condiciones ambientales fluctúan mucho más en la agricultura ecológica que con los métodos convencionales de encuadre: si ciertas enfermedades de las plantas se arraigan en un año, por ejemplo, las plantas dependerán más de aquellos alelos que las protegerán.
La variabilidad de las fuerzas ambientales que actúan sobre las plantas parece conducir a una mayor heterogeneidad genética. «Como resultado, las plantas son más capaces de adaptarse a este tipo de cambios«, dice Léon.
En general, los resultados demuestran la importancia de cultivar variedades optimizadas para la agricultura ecológica. A medida que su composición genética se haya adaptado a estas condiciones, serán más robustas y ofrecerán mayores rendimientos.
«Además, parece tener sentido cruzarlas con variedades más antiguas o incluso silvestres cuando se cultivan plantas», explica Léon. «Nuestros datos también indican que esto podría incluso beneficiar a las variedades convencionales de alto rendimiento«.
Más información: Michael Schneider et al, El genotipado profundo revela huellas de adaptación específicas de la agricultura convencional y orgánica en poblaciones de cebada: un enfoque evolutivo de mejoramiento vegetal, Agronomía para el Desarrollo Sostenible (2024). DOI: 10.1007/s13593-024-00962-8
Proporcionado por la Universidad de Bonn
Resumen de la publicación original traducido
El genotipado profundo revela huellas de adaptación específicas de la agricultura convencional y orgánica en poblaciones de cebada, un enfoque evolutivo de mejoramiento de plantas
- Artículo de investigación; Acceso abierto; Publicado: 08 Mayo 2024; Volumen 44, artículo número 33, (2024); Citar este artículo; Descargar PDF
Tienes acceso completo a estoAcceso abierto artículo; Agronomía para el Desarrollo Sostenible; Michael Schneider, Agim Ballvora & Jens Léon
Abstracto
La producción sostenible de alimentos para una población mundial en crecimiento planteará un desafío central en las próximas décadas. La agricultura orgánica es uno de los enfoques factibles para lograr este objetivo si se puede reducir la brecha de rendimiento con la agricultura convencional. Sin embargo, existen incertidumbres sobre cuáles son los agroecosistemas orgánicos y los convencionales que requieren estrategias de mejoramiento diferenciadas, y para qué fenotipos en particular. Para responder a esta pregunta, se estableció una población heterogénea de cebada de primavera entre una cebada silvestre y un cultivar de élite para examinar esta cuestión. Esta población inicial se dividió en dos conjuntos y se sembró uno en agroecosistemas orgánicos y el otro en agroecosistemas manejados convencionalmente, sin ninguna selección artificial durante dos décadas. Una fracción de las semillas cosechadas cada año se sembró al año siguiente. Varias generaciones, hasta la 23ª, fueron secuenciadas en conjunto de genoma completo para identificar patrones de adaptación a las condiciones climáticas y del ecosistema en los cambios de frecuencia alélica. Además, se llevó a cabo un análisis de metadatos para vincular la mayor aptitud de las regiones genómicas con los rasgos relacionados con la agronomía. Este experimento a largo plazo pone de relieve por primera vez que la diferencia en el patrón de frecuencia alélica entre las poblaciones convencionales y orgánicas creció con las generaciones posteriores. Además, la población adaptada orgánicamente mostró una mayor heterogeneidad genética. Los datos indican que las adaptaciones a nuevos entornos se producen en pocas generaciones. Los cambios drásticos interanuales en el clima se manifiestan en cambios significativos en la frecuencia alélica. Se seleccionaron positivamente alelos particulares de formas silvestres en ambos ambientes. La agrupación de estos reveló un aumento de la aptitud asociada con la resistencia al estrés biótico, la fisiología del rendimiento y los componentes del rendimiento en ambos sistemas.
Además, los alelos silvestres introducidos mostraron una mayor aptitud relacionada con la morfología de la raíz, los procesos de desarrollo y las respuestas al estrés abiótico en el agroecosistema orgánico. Concluyendo el análisis genético, demostramos que el mejoramiento de variedades adaptadas orgánicamente debe llevarse a cabo en un agroecosistema manejado orgánicamente, centrándose en los rasgos relacionados con las raíces, para cerrar la brecha de rendimiento con respecto a la agricultura convencional.