La belleza oculta de las plantas que alimentan al mundo

El polen cubre dos anteras de una flor de arroz, vista aquí con una magnificación de 340 veces. Más de 1000 millones de personas dependen del cultivo de arroz para su subsistencia económica y cultural. las naciones anishinaabe y menomini del mediooeste de Estados Unidos han cultivado de manera sostenible un arroz salvaje llamado manoomin durante siglos. Esta comida es también básica en su cultura ya que los menomini toman su nombre de ella.

La importancia del arroz hace que cualquier cosa que le amenace, como menor contenido nutritivo o daños por la salinidad, sea una preocupación humanitaria. Las innovaciones tecnológicas usadas para fortalecer el arroz prometen una mejor nutrición. En Bangladesh y Filipinas, se ha aprobado el cultivo de "arroz dorado" modificado genéticamente para elevar su contenido en vitamina A, lo que podría ayudar a salvar las vida de muchos niños. Pero los movimientos contrarios a la modificación genética dicen que las batatas, las zanahorias y los frutos del árbol moringa tienen la capacidad de suplir las carencias de vitamina A.

La importancia de los cultivos de arroz va más allá de la nutrición. Las plantas de arroz extraen sílice de la tierra y lo almacenan en sus cáscaras para proteger sus semillas de pestes. Los restos de las cáscaras con su sílice pueden tener un uso industrial para hacer desde neumáticos y obleas de silicio hasta pasta de dientes y pilas. Las cascaras también se pueden usar para hacer biochar, que ayuda a almacenar el carbono en la tierra. Pero, según algunos cálculos, los cultivos de arroz contribuyen al 17 por ciento de la emisiones de metano debido a las bacterias que crecen en sus raíces y que emiten este gas. Se están desarrollando nuevas técnicas de cultivo que eliminan esas bacterias.

Unos cuantos granos de polen se adhieren a la antera de la flor de haba en una imagen que amplía 3400 veces su tamaño. Las habas son un cultivo de cobertura muy importante, reduce la necesidad del uso de fertilizantes sintéticos. El trabajo de fijar el nitrógeno se hace mediante las bacterias que viven en los nódulos radiculares como el que se ve en la imagen.

Investigadores daneses están promoviendo las habas como una fuente local de proteína vegetal que se digiere con facilidad. Los países escandinavos con climas más fríos se benefician de este cultivo, que podría sustituir las importaciones de soja de países lejanos. Algunos productores de comida para animales domésticos incluyen proteína de haba en sus productos, con lo que ayudan a reducir la demanda de pescado capturado en el mar. 

Las habas pueden provocar favismo, una anemia severa en personas con una deficiencia heredada en la encima G6PD. Para atajar esto, los científicos están trabajando para eliminar los componentes de la judía que provocan este mal.

Esta semilla, ampliada 34 veces, es de una planta de tomate 'Solanum sitiens', el familiar salvaje de los tomates modernos, que crece en el desierto de Atacama de Chile. Todas los cultivos contemporáneos se originaron hace cientos, sino miles, de años desde los que los científicos llaman un familiar salvaje del cultivo. 

En nuestra era del rápido cambio climático, estas variedades salvajes tienen una renovada importancia como cobertura para las debilidades que han desarrollado los cultivos modernos al haberse desarrollado y crecido en unas condiciones más estables que son menos diversas genéticamente. Los investigadores están recopilando y guardando semillas de los familiares salvajes de los cultivos y evaluando sus genes y su reacción ante elementos estresantes como sequías o la salinidad. Los agricultores están experimentando con nuevas variedades de tomates que crecen bien pese a amenazas como inundaciones y sequías, cambios en las estaciones, plagas y pérdida de polinizadores como las abejas. 

En Kenia, por ejemplo, los agricultores están respondiendo a las amenazas climáticas ajustando los tiempo de plantación y cosecha, plantando nuevas variedades y transportando el producto recolectados en momentos del día más frescos. En Estados Unidos, el experto en tomates Brad Gates ha estado introduciendo nuevas variedades desde mediados de los años 1990. Un cruce mejor y más diversidad, dice, asegurará la supervivencia del tomate.

Si ampliamos 700 veces la flor de girasol podemos ver como la recubre el polen. Los investigadores están interesados en explorar las virtudes del girasol y se acaba de crear un equipo internacional para estudiar el código genético de la planta. Descubrieron que el genoma del girasol es un 20 por ciento más largo que el genoma humano, con cerca del doble de genes. Esto permite una gran diversidad de combinaciones genéticas, que han desembocado en 70 especies de girasoles. 

Tener el mapa genético es un paso clave para entender como esta curiosa planta sobrevive en ambientes estresantes. Muy resistente a las sequías, aumento del calor, alta salinidad y enfermedades, al girasol solo le supera el maíz como cultivo de semilla híbrida en el mundo. Los colectores se semillas están conservando variedades salvajes como una cobertura antes posibles climas estresantes del futuro. Los agricultores plantan girasoles como parte de una mezcla de cultivos de cobertura para mejoras el suelo, conservar el agua y reducir el uso de pesticidas. En un instituto de Kansas (EE. UU.), los científicos están intentando cruzar variedades perennes que requieren menos labranza, fertilizantes y pesticidas.

Las delicadas ramas de una humilde hoja de zanahoria crean una majestuosa forma cuando se ven amplificadas 300 veces. Los episodios de sequía e inundaciones extremas afectan a las zanahorias, como a muchos otros cultivos de vegetales.

Las semillas de zanahoria necesitan una humedad constante y se dañan con el secado intermitente. El exceso de calor provoca que las hojas de la planta crezcan más rápido y florezcan prematuramente, haciendo que las zanahorias sean amargas y con sabor a madera.

En California, las zanahorias han sufrido por los terrenos secos tras años de sequía y se están haciendo experimentos para desarrollar zanahorias que puedan aguantar mejor estas condiciones. Investigadores australianos han confirmado que las zanahorias que se cultivan a mayor temperatura tienen menos sabor y textura, lo que sugiere que la zona de cultivo óptima de las zanahoria se trasladará más al sur a la más fresca y húmeda Tasmania. El proyecto Crop Wild Relatives está cruzando las zanahorias actuales con otras variedades salvajes para incrementar su resiliencia a las sequías, el calor y el aumento de la salinidad. Tirar de las plantas salvajes para introducir una mayor diversidad genética ayudará a mantener nuestras plantas alimenticias básicas fuertes y nutritivas cara a los retos del futuro.

Vista ampliada 240 veces, la antera de la flor de kale cubierta por polen parece llamar a los observadores hambrientos. En Estados Unidos, las venta anuales de comida orgnánica han alcanzado los 42000 millones de euros y siguen subiendo. Esto representa el 6 por ciento de todas las ventas de comida. El aumento de la demanda de la otrora humilde kale es sintomático de este cambio.

Los comerciales llamaron al kale un súper-alimento, elevando sus estatus a obligatorio para las personas que apuestan por la alimentación saludable. Pero cuando nos fijamos en los gases de efecto invernadero producto de la agricultura orgánica, la fotografía no es tan bonita. Se empiezan a acumular evidencias que cultivos orgánicos a gran escala pueden liberar más gases de efecto invernadero que los cultivos tradicionales.

Muchos cultivos orgánicos usan maquinaria propulsada por motores diesel para luchar contra las malas hierbas y las plagas. Los cultivos que crecen en grandes plantaciones orgánicas pueden requerir mucha labranza. Esta gran alteración del suelo destruye las redes microbiana y micelial necesarias para que la salud de la tierra y la captura de carbono. El abono usado por muchas plantaciones orgánicas aumenta el metano, un gas de efecto invernadero.

La agricultura industrial es muy buena aumentando el rendimiento de los cultivos usando maquinaria pesada, fertilizantes químicos, fungicidas, pesticidas, irrigación y cosechadoras automáticas. Lo que se ha perdido es la habilidad para cuidar la salud biológica y ecológica del suelo y su potencial para capturar carbono. Si se cultiva en las condiciones ideales, el kale sí puede ser un súper-alimento.

Los amantes de la pizza apreciarán sin duda la flor del brote del olivo de aberquina, visto aquí ampliado 80 veces, del que crecen las famosas aceitunas negras que se ponen en los restaurantes. Los olivos son un árbol perenne que atrapa mucho carbono a largo plazo. El Consejo Oleícola Internacional dice que un árbol puede absorber 11 kilos de CO2 por litro de aceite de oliva que produce. Según el organismo internacional, al año se producen entre 2,8 y 3,2 millones de toneladas anuales, de las cuales casi la mitad se producen en España. 

En muchas partes del mundo, las aceitunas son un alimento básico, pero el clima caótico puede provocar muchos daños en los olivares. En Italia se crían 500 variedades y su industria del aceite de oliva generó más de 3000 millones de euros en 2017. Pero, en 2018 la industria se desplomó. Episodios extremos de frío, calor y lluvias debilitaron los árboles, que además sufrieron un daño mayor debido a la expansión de una bacteria invasiva tropical. Miles de árboles, algunos de más de 1400 años de antigüedad, tuvieron que ser extraídos de la tierra en un intento de detener la plaga.

En Marruecos, algunos agricultores están plantando olivos en las terrazas de las laderas de las montañas pare reducir la erosión y usan irrigación por goteo para regar los árboles. Los misioneros españoles plantaron olivos en California en el siglo XVIII, y prosperaron, produciendo sobre todo aceitunas de mesa. La subida de las temperaturas, el tiempo imprevisible y los rampantes incendios también están incitando a los agricultores a plantar docenas de olivares en el norte de Estados Unidos, en el Estado de Oregón. El mayor productor mundial de aceite de oliva sigue siendo España

Visto 240 veces más grande de su tamaño, se puede observar como la superficie de una hoja de lúpulo está cubierta por protusiones que parecen pelos llamadas tricomas. El lúpulo y la cebada son básicos para la fabricación de cerveza, pero algunas variedades de lúpulo que se usan para hacer las cervezas más populares están amenazadas por la sequía, el aumento de las temperaturas y los climas extremos.

El valle de Yakima en el Estado de Washington (EE. UU.) es una de las regiones que más lúpulo produce del mundo, pero la reducción de las nieves y el encogimiento de los glaciares en la cordillera de las Cascadas está reduciendo el agua que llega a las granjas de lúpulo.

El lúpulo es muy sensible a plagas y mohos, amenazas que se disparan con un clima impredecible. Una solución es producir lúpulo en el interior. Mientras tanto, los investigadores están haciendo cerveza con una levadura fermentada editada genéticamente que se alimenta con menta y albahaca en lugar de lúpulo. 

Una pequeña semilla de arándano parece cubierta de escamas si se ve ampliada 300 veces. Cambios estacionales que traen nuevas plagas, climas extremos y una reducción de los polinizadores están afectando a los arándanos en todo el mundo. 

Heladas aleatorias tras una floración temprana pueden arrasar con las cosechas. A mediados del siglo XIX, Henry David Thoreau dijo que el 16 de mayo era la fecha media para la floración de los arbustos de arándanos cerca de su casa en Walden Pond, Massachusetts (EE. UU.). En 2012, el biólogo de la Universidad de Boston Richard Primack descubrió que la fecha media es ahora el 23 de abril, siendo la fecha más temprana el 1 de abril. Como está ocurriendo con muchos cultivos del hemisferio norte, la zona en la que los arándanos prosperan se está moviendo a latitudes más altas y Quebec (Canadá) ahora compite con Maine (EE. UU.) en la producción de arándanos salvajes. Otras amenazas vienen de la invasiva drosophila de alas manchadas, una mosca de la fruta que daña las bayas jóvenes y prospera en climas cálidos. 

Los consumidores más quisquillosos pueden prestar especial atención al origen geográfico de su comida. Pero muchos amantes del comercio local se sorprenderían al saber que es el método de transporte, más que la distancia recorrida, lo que puede tener más impacto en la huella de carbono de la comida. Una vez se cosechan los arándanos, por ejemplo, la huella de carbono de sus métodos de transporte difieren mucho. David Reay, autor del libro 'Climate-Smart Food' (Comida inteligente climáticamente), descubrió que una caja de arándanos cultivada en Reino Unido, o una traída del extranjero por barco, tienen una huella de carbono similar, una décima parte de la caja que viene por avión.

El zarcillo del hongo melena de león desvela su complejidad cuando se amplía 400 veces. Es difícil exagerar la importancia de las redes de hongos para crear un suelo sano y las condiciones óptimas para el crecimiento de las plantas. Actuando como una internet del suelo, sus interconexión, conocido como micelio, transporta micronutrientes a las plantas a través de sus filamentos ramificados. A cambio, esta "estera" de hongos se alimenta de los azucares producidos por las plantas durante la fotosíntesis. La estera arraiga el suelo y le ayuda a descomponer plantas muertas y animales, y suelta billones de esporas fúngicas  al aire que actúan como "semillas" de lluvia al ayudar a la formación de las nubes.

En los bosques del norte, donde se almacena el 16 por ciento del carbono del planeta, las setas hace una mejor labor capturando carbono que las plantas. Además, varias variedades de setas se han demostrado útiles para combatir el cáncer y otras enfermedades y sus extractos se pueden usar para fortalecer el sistema inmunitario de las abejas contra infecciones virales que pueden provocar el colapso de colonias de estos polinizadores vitales.

Las redes fúngicas también tienen aplicaciones industriales. El micelio unido con restos de cáscaras de maíz y fibras de madera se puede usar para hacer material de paquetería, plásticos y adhesivos. Estos productos son similares al corcho, la goma, el plástico y el cuero. Y cuando se desechan, aportan nutrientes al la tierra.