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Salvaguardar la biodiversidad es esencial para prevenir el siguiente COVID-19

Disclaimer: Las opiniones expresadas en este artículo son las de los autores y no reflejan necesariamente la política oficial o la posición del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT).

Si bien la atención mundial se centra en controlar el COVID-19, la evidencia apunta a la crisis de la biodiversidad como un factor principal en su aparición. A primera vista, los dos problemas pueden parecer ajenos, pero los brotes de enfermedades y los ecosistemas degradados están profundamente conectados. Frédéric Baudron, ingeniero agrónomo de sistemas en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y Florian Liégeois, virólogo del Institut de Recherche pour le Développement (IRD) comparten sus puntos de vista sobre la crisis actual del COVID-19 y el vínculo entre la pérdida de biodiversidad y las enfermedades infecciosas emergentes.

¿Qué tendencias estamos viendo con las enfermedades infecciosas como el COVID-19?

Podemos ver que los brotes de enfermedades infecciosas son cada vez más frecuentes, incluso cuando tenemos en cuenta el llamado «sesgo de información científica»: la vigilancia de tales eventos mejora con el tiempo y la vigilancia se financia mejor en el Norte que en el Sur.

El 60% de las enfermedades infecciosas son zoonóticas, lo que significa que se transmiten de los animales a los humanos y el 72% de estas zoonosis se originan en la vida silvestre. El COVID-19 es solo el último de una larga lista de zoonosis originadas en la vida silvestre. Otros brotes recientes incluyen el SARS, el Ébola, la influenza aviar y la influenza porcina. A medida que las actividades humanas continúan perturbando los ecosistemas en todo el mundo, es probable que veamos más patógenos cruzando de la vida silvestre a la humana en el futuro. Esto debería servir como un llamado para gestionar mejor nuestra relación con la naturaleza en general, y, particularmente, con la vida silvestre.

Researchers in Zimbabwe enter the cave dwelling of insectivorous bats (Hipposideros caffer) to conduct fecal sampling for viral research. (Photo: Florian Liégeois/IRD)
Los investigadores en Zimbabue ingresan a la cueva de los murciélagos insectívoros (Hipposideros caffer) para realizar muestras fecales para la investigación viral. (Foto: Florian Liégeois/IRD)

¿Por qué hay más casos de enfermedades que pasan de los animales a los humanos? ¿De dónde vienen?

La evidencia apunta al comercio y al consumo de carne de animales silvestres como el probable impulsor de la aparición del COVID-19. La aparición del SARS y el Ébola también fue impulsada por el consumo y el comercio de carne de animales silvestres. Sin embargo, al observar brotes pasados de zoonosis causadas por un patógeno con origen en la vida silvestre, los cambios en el uso de la tierra, generalmente debido a cambios en las prácticas agrícolas, han sido los principales impulsores.

Los patógenos tienden a surgir en conocidos «puntos críticos de enfermedades», que tienden a ser áreas donde la alta biodiversidad de la vida silvestre se superpone con una alta densidad de población. Estos puntos tienden a estar a una latitud más baja. Curiosamente, muchos de estos se encuentran en regiones donde se concentran las actividades del CIMMYT: América Central, África Oriental y Asia del Sur. Esto, además del hecho de que los cambios agrícolas son un motor importante de la aparición de zoonosis, significa que los investigadores del CIMMYT pueden desempeñar un papel en la prevención de la próxima pandemia global.

Smallholders clear forests for agriculture, but they also have an impact on forests through livestock grazing and fuelwood harvesting, as on this picture in Munesa forest, Ethiopia. (Photo: Frederic Baudron/CIMMYT)
Los pequeños agricultores talan bosques para la agricultura, pero también tienen un impacto en los bosques a través del pastoreo de ganado y la cosecha de leña, como en esta imagen en el bosque de Munesa, Etiopía. (Foto: Frederic Baudron/CIMMYT)

¿Cómo la pérdida de biodiversidad y el cambio en el uso de la tierra causan un aumento en las enfermedades zoonóticas?

Hay al menos tres mecanismos en juego. En primer lugar, un mayor contacto entre la vida silvestre y los humanos y su ganado debido a la invasión de los ecosistemas. En segundo lugar, la selección de especies de vida silvestre más capaces de infectar a los humanos y/o su ganado —a menudo roedores y murciélagos— porque prosperan en paisajes dominados por humanos. En tercer lugar, estas especies de vida silvestre sobrevivientes transportan más patógenos en ecosistemas simplificados. Los patógenos tienden a estar «diluidos» en ecosistemas complejos y no perturbados.

El rápido aumento de la población y su ganado significa que están interactuando cada vez más con las especies de vida silvestre y los patógenos que transportan. Hoy, 7.8 billones de humanos explotan casi todos y cada uno de los ecosistemas del planeta. La ganadería ha seguido a los humanos en la mayoría de estos ecosistemas y ahora son mucho más numerosos que los vertebrados salvajes: ¡hay 4.700 millones de vacas, cerdos, ovejas y cabras y 23.700 millones de pollos en la Tierra! Vivimos en un planeta cada vez más «cultivado», con nuevos conjuntos de especies y nuevas oportunidades para que los patógenos se muevan de una especie a otra.

El comercio de vida silvestre y el consumo de carne de animales silvestres han recibido mucha atención como causas principales de la propagación de estos virus. ¿Por qué ha habido tan poca discusión sobre la conexión con la pérdida de biodiversidad?

El problema de la pérdida de biodiversidad como motor de la aparición de zoonosis es complejo: no tiene una solución simple, como prohibir los mercados en China. Es difícil comunicar este problema de manera efectiva al público. Es fácil encontrar apoyo para terminar con el comercio y el consumo de carne de animales silvestres porque es fácil para el público comprender cómo pueden conducir a la aparición de zoonosis, y las fuentes de carne de animales silvestres incluyen especies emblemáticas con atractivo público, como los simios y los pangolines. El tráfico y el consumo de carne de animales silvestres también ofrece al público una forma fácil de culpar a otros: este es un problema local, en lugar de global, y para la mayoría de nosotros, distante.

Hay una verdad incómoda en la crisis de la biodiversidad: todos lo manejamos a través de nuestros patrones de consumo. Piense en su consumo anual de café, té, chocolate, azúcar, textiles, pescado, etc. Pero la crisis de biodiversidad a menudo no se percibe como un problema global, ni como un problema apremiante. La cobertura mediática para la crisis de biodiversidad es ocho veces menor que para la crisis climática.

The Unamat forest in Puerto Maldonado, Madre de Dios department, Peru. (Photo: Marco Simola/CIFOR)
El bosque Unamat en Puerto Maldonado, departamento de Madre de Dios, Perú. (Foto: Marco Simola/CIFOR)

La agricultura es una de las principales causas del cambio en el uso de la tierra y la pérdida de biodiversidad. ¿Qué pueden hacer los agricultores para preservar la biodiversidad, sin perder el rendimiento de los cultivos?

Las prácticas agrícolas que reducen el impacto de la agricultura en la biodiversidad son bien conocidas y forman la base de la intensificación sustentable, para lo cual el CIMMYT tiene un programa completo. Una pregunta importante podría ser qué podemos hacer colectivamente para ayudarlos a hacerlo. Las políticas de apoyo, como la sustitución de subsidios por incentivos que promueven la intensificación sustentable, y los mercados de apoyo, por ejemplo, utilizando la certificación y el etiquetado, son parte de la solución.

Pero es probable que estas medidas sean insuficientes por sí solas, ya que una gran parte de la comida mundial no ingresa al mercado, sino que es consumida por los pequeños agricultores familiares que la producen.

Es probable que la reducción del impacto negativo de la producción de alimentos en la biodiversidad requiera un esfuerzo global y concertado similar a los Acuerdos de París para el clima. Como la pandemia del COVID-19 está impactando al mundo, es probable que se adopten medidas globales para evitar la próxima pandemia. Existe el riesgo de que algunas de estas medidas lleguen demasiado lejos y terminen amenazando los medios de vida rurales, especialmente los más vulnerables. Por ejemplo, recomendar «conservar la tierra» —segregar las actividades humanas de la naturaleza al maximizar el rendimiento en áreas lo más pequeñas posible— es tentador para reducir la posibilidad de propagación de patógenos de especies silvestres a humanos y ganado. Pero la producción de alimentos depende de los servicios del ecosistema respaldados por la biodiversidad, como el mantenimiento de la fertilidad del suelo, el control de plagas y la polinización. Estos servicios son particularmente importantes para los pequeños agricultores familiares que tienden a utilizar pocos insumos externos.

¿Cómo podemos evitar que pandemias como el COVID-19 vuelvan a ocurrir en el futuro?

Hay pocas dudas de que surgirán nuevos patógenos. En primer lugar, debemos ser capaces de controlar las enfermedades infecciosas emergentes lo antes posible. Esto requiere una mayor inversión en la vigilancia de enfermedades y en los sistemas de salud de los países donde es más probable que surja la próxima enfermedad infecciosa. Paralelamente, también debemos reducir la frecuencia de estos brotes conservando y restaurando la biodiversidad a nivel mundial, lo que es más importante en los puntos críticos de enfermedades.

La agricultura tiende a ser un importante impulsor de la pérdida de biodiversidad en estas áreas, pero también es una fuente importante de sustento. La carga de reducir el impacto de la agricultura en la biodiversidad en los puntos críticos de enfermedades no puede dejarse en manos de los agricultores locales, que tienden a ser agricultores de escasos recursos; tendrá que ser compartido con el resto de nosotros.

Foto de portada: Bosques en la tierra de la comunidad nativa Ese’eja de Infierno, en el departamento peruano Madre de Dios. (Foto: Yoly Gutierrez/CIFOR)

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Cruzando los límites

Disclaimer: Las opiniones expresadas en este artículo son las de los autores y no reflejan necesariamente la política oficial o la posición del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT).

La vida cotidiana, tal como la conocemos, se ha detenido y los científicos de cultivos están reflexionando sobre los siguientes pasos a tomar frente a la crisis global del COVID-19. Hans Braun, Director del Programa Global de Trigo en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y del Programa de Investigación de Trigo del CGIAR (WHEAT), se une a nosotros en una charla virtual para discutir la necesidad de una mayor inversión en la investigación de enfermedades de los cultivos, ya que el mundo corre el riesgo de una crisis de seguridad alimentaria.

¿Qué ha aprendido de su trabajo con diversas enfermedades del trigo que podemos tomar como aprendizaje en estos momentos?

Las epidemias del trigo se remontan a los tiempos bíblicos. Los científicos del trigo ahora creen que los «siete malos años» de cosecha de Egipto a los que se hace referencia en la Biblia se debieron a un brote de roya del tallo.

Sabemos lo que sucede cuando tenemos una epidemia de cultivos: las enfermedades pueden acabar por completo con la cosecha. He visto a agricultores pararse frente a sus campos de trigo, pero no hay un solo grano dentro de las espigas. Todo debido al brusone del trigo.

Hay muchos problemas paralelos que veo con el brote de COVID-19.

Los modelos epidemiológicos para humanos que vemos hoy en día tienen mucho en común con la epidemiología vegetal. Por ejemplo, si tenemos un campo de trigo sembrado con una variedad que es resistente a la roya y después se obtiene una espora que muta y vence la resistencia —como el COVID-19 vence el sistema inmunológico humano— toma alrededor de dos semanas para que esporule de nuevo y produzca millones de mutaciones. Esporulan una vez más y obtenemos miles de millones y billones de esporas. Posteriormente, los campos de trigo a nivel local, nacional y, en el peor de los casos, regional se dañan gravemente y en el peor de los casos van a morir.

El problema es que, dado que no podemos poner en cuarentena al trigo, si el clima es favorable, estas esporas volarán a todas partes y —al igual que con el COVID-19— no necesitan pasaporte para viajar.

¿Podría darnos más detalles al respecto? ¿Cómo pueden globalizarse las enfermedades del trigo?

Por lo general, toma alrededor de 5 años, a veces menos, que una mutación en una espora de roya supere la resistencia de una variedad de trigo. De vez en cuando, vemos epidemias de roya que cubren toda una región. Para monitorear este movimiento, la Iniciativa Mundial Borlaug Contra la Roya de la Universidad de Cornell y el CIMMYT, financiada por la Fundación Bill & Melinda Gates y el Ministerio de Desarrollo Internacional del Reino Unido (DFID, en inglés), estableció un sistema global de monitoreo de roya que proporciona datos en tiempo real sobre los movimientos de las esporas.

Por ejemplo, si hay una nueva raza de roya del tallo en Yemen, y en Yemen el trigo madura de manera temprana, y posteriormente, los agricultores queman la paja, su acción «empuja» las esporas hacia el aire, lo que les permite ingresar y cubrir de 2 000 a 5 000 kilómetros en muy poco tiempo. Las personas que ingresaron a un campo de trigo infectado también pueden llevar consigo esporas en la ropa o en los zapatos. Tomemos a Australia, por ejemplo, que tiene leyes de cuarentena muy estrictas. Está rodeado por el mar y, aun así, eventualmente, obtienen las nuevas razas de roya que vuelan alrededor o vienen con los viajeros. Uno simplemente no puede evitarlo.

Stem rust resistant (left) and susceptible (right) wheat plants at the stem rust phenotyping facility in Njoro, Nakuru County in Kenya. (Photo: Joshua Masinde/CIMMYT)
Plantas de trigo resistentes a la roya del tallo (izquierda) y susceptibles (derecha) en la instalación de fenotipado de roya del tallo en Njoro, condado de Nakuru en Kenia. (Foto: Joshua Masinde/CIMMYT)

¿El cambio climático podría exacerbar la propagación de las enfermedades de los cultivos?

Sí, el clima y su variabilidad tienen mucho que ver con eso. Por ejemplo, en el caso de la roya amarilla, lo que es extremadamente importante es el tiempo que transcurre de esporulación a esporulación. Tomemos una espora de roya. Germina, crece, se multiplica y posteriormente, una vez que está lista, se dispersa para infectar las plantas. De una dispersión a la siguiente, se necesitan aproximadamente dos semanas.

En las últimas décadas, en particular para la roya amarilla, las nuevas razas están mejor adaptadas a las altas temperaturas y se multiplican más rápido. En un artículo de Nature, mostramos que hace 30 años la roya amarilla no estaba presente en las Grandes Llanuras de los Estados Unidos. Hoy, es la enfermedad de trigo más importante en la zona. Entonces, realmente hay algo que está sucediendo y cambiando y es por eso que estamos tan preocupados por las nuevas razas de enfermedades del trigo cuando surgen.

¿Qué podría tomar de esto un epidemiólogo especializado en virus humanos?

Bueno, creo que los epidemiólogos saben muy bien lo que sucede en un caso como el del virus del COVID-19. Los ciudadanos comunes ahora también comienzan a comprender qué es una pandemia y qué significa su crecimiento exponencial.

Tal vez deberíamos preguntarnos qué pueden aprender los responsables políticos sobre el COVID-19 para prevenir epidemias de plantas. Cuando se trata de epidemias, lo que se aplica a los humanos se aplica a las plantas. Si hay una nueva raza de una determinada enfermedad en un cultivo, en ese momento, la planta no tiene un mecanismo de defensa, como los humanos en el caso del COVID-19, porque no hemos desarrollado ninguna inmunidad. Mientras que en los países desarrollados los agricultores pueden usar productos químicos para controlar las enfermedades de las plantas, los agricultores de escasos recursos no tienen esta opción, debido a la falta de acceso o porque la protección de las plantas no se ha registrado en su país.

Además de esto, nuestras líneas de trabajo comparten un sentido de urgencia. Si ocurre el «día del juicio final», será demasiado tarde para reaccionar. En la actualidad, con una pandemia humana, las personas están preocupadas por la cadena de suministro desde el procesamiento de alimentos hasta el supermercado. Pero si tenemos una epidemia en las plantas, entonces no tenemos la cadena de suministro desde el campo hasta la industria de procesamiento de alimentos. Y si la gente no tiene nada para comer, saldrán a las calles y veremos violencia. Simplemente, no podemos dejar esto de lado.

¿Qué otras lecciones pueden tomar los responsables políticos y otras partes interesadas de la crisis actual?

El mundo necesita aprender que no podemos usar la economía como base para la investigación de enfermedades. Necesitamos prever mejor lo que podría suceder.

Tomemos el ejemplo del brusone del trigo, una enfermedad devastadora que puede destruir la espiga de trigo y que inicialmente se limitó a América del Sur. La enfermedad llegó a Bangladesh en 2016 y causó un pequeño daño económico, tal vez una pérdida de 30 000 toneladas en un área geográfica pequeña, una pequeña fracción de la producción nacional pero un desastre para el pequeño agricultor, que por lo tanto habría perdido toda su cosecha de trigo. La enfermedad ahora se controla con productos químicos. Pero, ¿qué pasa si se desarrolla resistencia química y la enfermedad se propaga a los 10 millones de hectáreas en las llanuras indogangéticas de la India y el sur de Pakistán. Improbable, pero, ¿y si sucede?

La agricultura representa el 30% del PIB mundial y el dinero de la investigación [destinado a la agricultura] y en comparación con otras áreas es pequeño. A nivel mundial, solo el 5% de la I+D se invierte en investigación para el desarrollo relacionado con la agricultura. ¡Qué discrepancia! Un millón de dólares estadounidenses invertidos en investigación sobre el brusone del trigo es muy útil y, si no se hace, se corre el riesgo de un desastre.

Si el desastre del COVID-19 tiene algún lado negativo, es de esperar que nuestros gobiernos se den cuenta de que tienen que desempeñar un papel mucho más serio en muchas áreas, en particular la salud pública y el control de enfermedades en humanos, pero también en plantas.

Un informe de Lloyd concluyó que una crisis alimentaria global podría ser causada por los gobiernos que toman medidas de aislamiento para proteger a sus propios países. Me preocupa que a medida que la crisis del COVID-19 continúe, los gobiernos detendrán las exportaciones como lo hicieron algunos durante la crisis de precios de los alimentos de 2008, y después, incluso si hay suficiente comida, el escenario de 2008 podría volver a ocurrir y los precios de los alimentos aumentarán, con un impacto desastroso en la vida de los más pobres.

Este artículo fue publicado originalmente por el Programa de Investigación de Trigo del CGIAR (WHEAT): Crossing boundaries: looking at wheat diseases in times of the COVID-19 crisis

Foto de portada: Hans Braun, Director del Programa Global de Trigo en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), inspecciona las plantas de trigo en los invernaderos. (Foto: Alfonso Cortés/CIMMYT)

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Un nuevo invernadero rinde memoria a un científico y continua con la investigación sobre los parientes silvestres del maíz

El 27 de febrero de 2020, el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) abrió un nuevo invernadero en su estación experimental en Tlaltizapán, en el estado de Morelos, México. El Centro Garrison Wilkes para parientes silvestres del maíz lleva el nombre de un científico pionero en el campo de la genética del maíz.

«El nombre teosinte se refiere a un grupo de parientes silvestres del maíz», dijo Denise Costich, gerente de la colección de germoplasma de maíz en el CIMMYT. «Los siete miembros de este grupo, todos del género Zea, son más parecidos a la hierba que al maíz, producen semillas de cáscara dura que son prácticamente no comestibles y son capaces de soportar factores de estrés biótico y abiótico mejor que su pariente de cultivo». Los teosintes deben protegerse, explicó Costich, ya que poseen algunas cualidades deseables que podrían ayudar a mejorar la resistencia del maíz en condiciones difíciles. Dado que el Banco de Germoplasma del CIMMYT es la fuente mundial de semillas de teosinte, el nuevo invernadero, diseñado exclusivamente para la regeneración de las accesiones de teosinte de la colección del banco, garantizará que siempre haya semillas disponibles para la investigación y el mejoramiento.

Garrison Wilkes fue uno de los primeros científicos en enfatizar la importancia de los teosintes y su estrecha relación biológica con el maíz. Pasó más de 50 años trabajando en la conservación del maíz en colaboración con el CIMMYT. Junto con científicos como Angel Kato, ex asistente de investigación del CIMMYT y profesor de toda la vida, Suketoshi Taba, ex jefe del Banco de Germoplasma del CIMMYT y Jesús Sánchez, como investigador de la Universidad de Guadalajara, contribuyó al desarrollo de la colección mundial de maíz del Banco de Germoplasma del CIMMYT.

(From left to right) Garrison Wilkes, Angel Kato and Jesus Sanchez, study a teosinte population in Los Reyes, near Texcoco, Mexico, in 1992. (Photo: Mike Listman/CIMMYT)
(De izquierda a derecha) Garrison Wilkes, Angel Kato y Jesús Sánchez estudian una población de teosinte en la localidad de Los Reyes, cerca de Texcoco, México, en 1992. (Foto: Mike Listman/CIMMYT)

Manteniendo las semillas vivas

Los teosintes son las plantas silvestres de las cuales se domesticó el maíz hace unos 7,000 años. Son duraderos, con resistencia natural a las enfermedades y al clima desfavorable, y crecen principalmente en México, Guatemala, Honduras y Nicaragua. “Lo que hace que [el teosinte] sea una planta silvestre es su dispersión de semillas. El maíz no dispersa su semilla, está en la mazorca. Al ser una planta silvestre significa que puede sembrar su propia semilla y sobrevivir», explicó Wilkes. Mantener vivas estas semillas podría ser la clave para desarrollar maíz moderno resistente con el potencial de alimentar a millones.

Una de las dificultades para cultivar maíz y teosinte en Tlaltizapán para producir semillas para la distribución mundial es que la estación está rodeada de campos de caña de azúcar. La caña de azúcar es portadora de una enfermedad llamada mosaico común de la caña de azúcar, a la cual el maíz y el teosinte son susceptibles, y las semillas infectadas no pueden distribuirse fuera de México. Además, si el teosinte y el maíz se cultivan muy cerca unos de otros, es muy difícil controlar el flujo de genes a través del polen en el aire. Varios experimentos, que van desde el cultivo del teosinte en macetas hasta el monitoreo de maíz y teosinte floreciendo en diferentes momentos, no pueden garantizar completamente que no haya contaminación cruzada. Por lo tanto, para continuar cultivando maíz y teosinte dentro de la misma estación, el Banco de Germoplasma del CIMMYT necesitaba crear un ambiente aislado.

Garrison Wilkes describes characteristic features of the teosinte grown in the greenhouse. (Photo: Alfonso Cortés/CIMMYT)
Garrison Wilkes describe los rasgos característicos del teosinte cultivado en el invernadero. (Foto: Alfonso Cortés/CIMMYT)

En promedio, las colecciones de semillas de teosinte en el banco de germoplasma tenían casi 19 años y el 29% no estaba disponible para su distribución debido al bajo número de semillas. Los investigadores necesitaban encontrar una manera de producir más semillas de alta calidad y comenzar lo antes posible. «Mi personal y yo visitamos a Jesús Sánchez, un experto en teosinte de renombre mundial, y aprendimos todo lo que pudimos sobre cómo cultivar teosinte en invernaderos», explicó Costich. «Nos dimos cuenta de que esta podría ser la solución a nuestro problema de regeneración de teosinte».

La construcción del nuevo invernadero comenzó a fines de 2017, con fondos recibidos de la campaña Save a Seed 2016, una iniciativa de crowdfunding que recaudó más de 50 000 dólares. Las donaciones contribuyeron a actividades como el almacenamiento de semillas, visitas y sesiones educativas, recolección de semillas, repatriación y regeneración de semillas. Con el nuevo invernadero, los científicos del CIMMYT ahora pueden mejorar el teosinte sin preocuparse por la contaminación del maíz y evitar la extinción de estas valiosas especies.

El CIMMYT posee la mayoría de las colecciones de teosinte de acceso público del mundo. «Los parientes silvestres son una pequeña parte de nuestra colección, pero también una parte muy importante, ya que en teoría son el futuro de la diversidad genética», dijo Costich. «Han sido importantes en la evolución del cultivo. Si las perdemos, no podemos aprender nada más de ellas, lo que sería una pena».

Garrison Wilkes (left) poses with maize producer Ventura Garcia and her family. (Photo: Alfonso Cortés/CIMMYT)
Garrison Wilkes (izquierda) posa con la productora de maíz Ventura García y su familia. (Foto: Alfonso Cortés/CIMMYT)
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Abriendo Camino: Aparna Das lidera la investigación de maíz eficiente y basada en la demanda

Obtener una buena cosecha de maíz, o lo suficiente para alimentar a la familia, siempre ha sido un desafío para los pequeños productores de maíz en los países en desarrollo. Demasiada o muy poca lluvia, olas de calor, plagas o enfermedades, rara vez producen más de una o dos toneladas de maíz por hectárea, y a veces se pierde todo. El cambio climático, las plagas invasoras, como el gusano cogollero o la necrosis letal del maíz, ponen en peligro aún más los medios de vida de los agricultores de maíz y podrían desencadenar una grave crisis alimentaria.

Es por eso que el sustento de los agricultores de maíz depende de las semillas buenas: semillas que sean resistentes al clima, a plagas y enfermedades, de alto rendimiento en condiciones locales, y a menudo con insumos mínimos.

«Aquí es donde la investigación en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) juega un papel fundamental en este desafío de la seguridad alimentaria.  Se deben desarrollar las variedades que los agricultores desean, que las empresas asociadas de semillas están dispuestas a producir de una manera rentable y eficiente», explica Aparna Das, quien se unió al Programa Global de Maíz del CIMMYT en agosto de 2018 como gerente técnica del programa.

»Mi trabajo consiste en guiar al equipo de Mejoramiento y Sistemas de Semillas para que nuestra investigación esté más orientada al cliente y al producto, que haya una mejor coordinación y monitoreo, que se alinee con los recursos y habilidades disponibles dentro del CIMMYT y con nuestro numerosos socios públicos y privados», explica.

El impacto agrícola en la relación calidad-precio

Recientemente, Das coordinó una serie de talleres colaborativos de creación de perfiles de productos con socios del CIMMYT. Integrando las prioridades de los sistemas nacionales de investigación agrícola y las empresas asociadas de semillas, este ejercicio revisó y redefinió los rasgos de maíz y los atributos que la investigación debería centrar en los próximos años. Después de esta consulta, los socios no solo toman el germoplasma del CIMMYT basados en los datos de prueba, sino que pueden verificar si se ajusta a su propio perfil, para asegurarse de que los rasgos que desean estén presentes. Esto hace que el mejoramiento sea mucho más específico y eficiente.

«El perfil de este producto ya ha influido en nuestra investigación. Por ejemplo, todos los socios mencionaron hojas más resistentes como un rasgo «imprescindible» porque sufren menos ataques de insectos y deterioro del grano. “Aunque se consideró como un rasgo básico, los mejoradores no lo consideraron sistemáticamente durante la selección de la línea de maíz y el avance del producto. Ahora es algo que se considera», señala.

«Nuestro impacto no debe limitarse al número de variedades lanzadas o de artículos publicados, sino también al número de variedades adoptadas y escaladas por los socios y los agricultores», subraya Das.

Los especialistas en mejoramiento y sistemas de semillas han trabajado juntos para estimar y registrar los costos de la entrega de productos. Cada equipo responsable de un perfil de producto ahora puede, a través de la simulación, probar diferentes soluciones y ver qué costos pueden reducirse o aumentarse para desarrollar el híbrido.

Das disfruta este tipo de colaboración. «Manejar el cambio de comportamiento es una parte clave de mi rol, poder trabajar con diferentes equipos y culturas es algo que hace que mi trabajo sea interesante», agrega Das.

Plates of boiled and roasted maize are displayed for tasting during a farmer participatory varietal selection exercise in Embu, Kenya, in August 2019. Flavors of varieties are very distinct and could explain why some old varieties are still preferably grown by farmers. (Photo: S. Palmas/CIMMYT)
Platos de maíz hervido y tostado se colocan para ser tostados durante un ejercicio de selección en Embu, Kenia, en agosto de 2019. Los sabores de las variedades eran distintos y se podía entender por qué algunas variedades viejas siguen siento preferidas por los agricultores. (Foto: S. Palmas/CIMMYT)

Una mujer creativa en un mundo de hombres

El fitomejoramiento es un mundo dominado por los hombres, pero Das esta acostumbrada a encajar en las minorías. Originaria de Bengala Occidental, creció en Ludhiana, India. Aprendió genética y fitomejoramiento en la Universidad Agrícola de Punjab (PAU), Ludhiana. Descubrir el nuevo campo del mejoramiento molecular en sus inicios, hace veinticinco años, fue un desafío emocionante.

En PAU, Das realizó investigaciones de mejoramiento de cultivos, primero en trigo y papa y, posteriormente, en genética de arroz. Durante ese tiempo, fue galardonada por el Departamento de Ciencia y Tecnología (DST) en el marco del «Programa de Jóvenes Científicos» por su trabajo en genética del arroz basmati, con el objetivo de crear variedades basmati más cortas y productivas, sin perder el aroma.

Posteriormente, se unió al Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI, por sus siglas en inglés) para trabajar en el arroz dorado para desarrollar variedades ricas en provitamina A a través de la ingeniería genética.

’Ser mujer en el area del fitomejoramiento, especialmente como mejoradora, no es tan común. No se espera que las mujeres realicen trabajos de fitomejoramiento en el campo, lejos del laboratorio y las oficinas. Pero yo no retrocedí. Hice mi trabajo de campo en los arrozales por mi cuenta y bajo temperaturas que iban hasta los 40 grados. Creo que las mujeres aportan un nivel de precisión que es muy importante en el mejoramiento».

Uniendo la experiencia de los sectores públicos y privados

Después de diez años de investigación pública, se mudó al sector privado de semillas para aprender cómo las compañías de semillas integran las necesidades de los agricultores a su flujo de investigación y después canalizan esta investigación para hacerla llegar a millones de agricultores. «Una lección importante que aprendí de las corporaciones es la relación calidad-precio en cada etapa de su investigación y que la investigación de mercado es fundamental para comprender realmente las necesidades de los agricultores y un mejoramiento orientado», señala Das.

Después de una década en el sector privado, Das estaba ansiosa por seguir adelante y usar su experiencia en el sector público. Fue entonces cuando se unió al CIMMYT. «La oportunidad de ser gerente del programa técnico llego en el mejor momento.  Conocía las fortalezas del CGIAR, tener científicos altamente capacitados y el gran alcance potencial de la investigación.  Sabía dónde podría mejorarse la investigación de cultivos, al convertir la investigación básica en una investigación «basada en la demanda».

«Hace una década, desde que trabajaba en IRRI, me di cuenta de que las cosas han avanzado en el CGIAR. Los sistemas de semillas, la elaboración de perfiles de productos y la investigación de la cadena de valor ahora están completamente integrados en el Programa Global de Maíz. Es un momento clave para estar aquí en el CIMMYT.  Con la reforma del CGIAR, la emergencia climática y las plagas y enfermedades emergentes, tenemos que ser aún más creativos para continuar generando un mayor impacto», concluye Das.

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Plagas, enfermedades y cambio climático: ¿están vinculados?

Responsables del 80% de los alimentos que comemos y del 98% del oxígeno que respiramos, las plantas son un pilar de la vida en la tierra. Pero están bajo amenaza. Según la FAO, hasta el 40% de los cultivos alimentarios se pierden debido a plagas y enfermedades cada año.

Cuando se producen brotes de enfermedades, los impactos pueden ser devastadores. En la década de 1840, la gran hambruna irlandesa, causada por una enfermedad fúngica, causó la muerte de alrededor de un millón de personas y provocó la emigración de otro millón.

La reciente invasión de langostas del desierto por África, la peor en décadas, muestra la vulnerabilidad de los cultivos ante las plagas.

La langosta del desierto es una de las plagas más destructivas del mundo, con un pequeño enjambre que cubre un kilómetro cuadrado y consume la misma cantidad de alimentos por día que 35,000 personas. El brote podría incluso provocar una crisis humanitaria, según la FAO.

¿Cómo afecta el cambio climático a las plagas y enfermedades?

El cambio climático es un factor que impulsa la propagación de plagas y enfermedades, junto con el aumento del comercio mundial. El cambio climático puede afectar el tamaño de la población, la tasa de supervivencia y la distribución geográfica de las plagas; y la intensidad, desarrollo y distribución geográfica de las enfermedades.

Según los expertos, la temperatura y las precipitaciones son los principales impulsores de los cambios en cómo y dónde se propagan las plagas y enfermedades.

«En general, un aumento en los niveles de temperatura y precipitación favorece el crecimiento y la distribución de la mayoría de las especies de plagas al proporcionar un ambiente cálido y húmedo y la humedad necesaria para su crecimiento», dice Tek Sapkota, científico de sistemas agrícolas y cambio climático del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT).

Sin embargo, cuando las temperaturas y los niveles de precipitación aumentan, esto puede retrasar el crecimiento y la reproducción de algunas especies de plagas y destruirlas al lavar los huevos y larvas de la planta huésped, explica.

Esto explicaría por qué muchas plagas se están alejando de los trópicos hacia áreas más templadas. A las plagas les gustan las temperaturas más cálidas, pero hasta cierto punto. Si hace demasiado calor o demasiado frío, las poblaciones crecen de manera más lenta. Dado que las regiones templadas no están actualmente a temperatura óptima para las plagas, se espera que las poblaciones crezcan más rápido en estas áreas a medida que se calientan.

Las enfermedades de los cultivos siguen un patrón similar, particularmente cuando se trata de patógenos como los hongos.

Movimiento hacia los polos de la tierra

La investigación muestra que desde 1960, las plagas y enfermedades de los cultivos se han movido un promedio de 3 km al año en dirección a los polos norte y sur de la tierra a medida que aumentan las temperaturas.

El complejo mancha de asfalto, una enfermedad fúngica nativa de América Latina, que puede causar hasta un 50% de pérdida de rendimiento en el maíz, se detectó por primera vez en EE. UU. en 2015. Normalmente, prevalente en climas tropicales, la enfermedad ha comenzado a emerger en regiones tropicales, incluidas las zonas altas del centro de México y muchos condados de Estados Unidos.

El escarabajo del pino de montaña, uno de los insectos más destructivos que invaden América del Norte, se está moviendo hacia el norte a medida que aumentan las temperaturas y es probable que se extienda por el noreste de los Estados Unidos y el sureste de Canadá para 2050.

Los griegos y los romanos informaron la roya del tallo del trigo, y este último se sacrificó a los dioses para evitar brotes de enfermedades en sus cultivos de trigo. Foto CIMMYT/Petr Kosina

La roya del trigo, que se encuentra entre las mayores amenazas para la producción de trigo en todo el mundo, también se está adaptando a climas más cálidos y se está volviendo más agresiva en la naturaleza, dice Mandeep Randhawa, mejorador de trigo y patólogo de la roya del trigo del CIMMYT.

«A medida que aumentan las temperaturas, se producen mayores cantidades de esporas que pueden causar una mayor infección y podrían dar lugar a cambios patógenos a través de una tasa más rápida de su evolución».

Los científicos informaron recientemente que la roya del tallo había surgido en el Reino Unido por primera vez en 60 años. Según el estudio, es probable que los cambios climáticos en los últimos 25 años hayan alentado las condiciones de infección.

Niveles crecientes de CO2

El aumento de los niveles de dióxido de carbono (CO2) también podría afectar a las plagas indirectamente, al cambiar la arquitectura de la planta huésped y debilitar sus defensas.

«Las concentraciones elevadas de CO2, como resultado de la actividad humana y la influencia sobre el cambio climático, probablemente influirán indirectamente en las plagas a través de la modificación en la química de la planta, la fisiología y el contenido nutricional», dice Leonardo Crespo, mejorador de trigo del CIMMYT.

El aumento de las concentraciones y temperaturas de CO2 también podría proporcionar un entorno más favorable para los patógenos como los hongos, informa el Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC en inglés).

A pesar de la gran confianza entre los científicos sobre que el cambio climático causará un aumento de plagas y enfermedades, predecir exactamente cuándo y dónde se propagarán las plagas y enfermedades no es una tarea fácil. Existe una variación significativa entre las diferentes especies de plagas y los tipos de patógenos, y los modelos climáticos solo pueden proporcionar estimaciones de dónde pueden ocurrir infecciones o brotes.

Control de plagas y pandemias

Para abordar estas incertidumbres, los expertos reconocen cada vez más la necesidad de monitorear los brotes de plagas y enfermedades y han pedido un sistema de vigilancia global para monitorearlos y mejorar las respuestas.

Las herramientas tecnológicas recientes, como el laboratorio móvil MARPLE, que analiza patógenos como la roya del trigo en tiempo casi real y proporciona resultados en 48 horas, permiten la detección temprana. Los sistemas de alerta temprana también son herramientas fundamentales para advertir a los agricultores, investigadores y responsables políticos de posibles brotes.

La obtención de variedades resistentes a plagas y enfermedades es otra solución ecológica, ya que reduce la necesidad de pesticidas y fungicidas. En colaboración con científicos de todo el mundo, el CIMMYT trabaja en el desarrollo de variedades de trigo y maíz resistentes a enfermedades.

Una catarina en una espiga de trigo de una variedad mejorada que crece en el campo en Islamabad, Pakistán. Foto: A. Yaqub/CIMMYT.

Los insectos beneficiosos también pueden actuar como un control natural de plagas para los cultivos. Las catarinas, las arañas y las libélulas actúan como depredadores naturales de plagas. Otras soluciones incluyen medidas de control mecánico como trampas de luz, de feromonas y pegajosas, así como controles de prácticas agrícolas como la rotación de cultivos.

Las Naciones Unidas han declarado este año como el Año Internacional de la Sanidad Vegetal, haciendo hincapié en la importancia de aumentar la conciencia mundial sobre cómo «proteger la salud de las plantas puede ayudar a acabar con el hambre, reducir la pobreza, proteger la biodiversidad y el medio ambiente e impulsar el desarrollo económico».

Como parte de esta iniciativa, el CIMMYT organizará la 24ª Conferencia Bianual Internacional de Resistencia Vegetal a los Insectos (IPRI en inglés) del 2 al 4 de marzo. La conferencia cubrirá temas que incluyen interacciones planta-insecto, mejoramiento para resistencia y tecnologías de fenotipado para predecir rasgos resistentes a plagas en plantas.

Foto de portada: Un enjambre de langostas en el noreste de Kenia. La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura advirtió que los enjambres ya vistos en Somalia, Kenia y Etiopía podrían extenderse. Foto: Sven Torfinn/FAO

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Llamada de alerta para la industria de fertilizantes

Cuando escucha las palabras «nutrición vegetal» o «fertilizante», ¿piensa en la sustentabilidad?

Muchos podrían decir que no, pero la reciente reunión de expertos en nutrición vegetal en Versalles en el Foro de Nutrición Vegetal Sustentable de Alto Nivel podría indicar que la situación está cambiando.

“Este evento es el primero de su tipo. Aquí se encuentra la industria de los fertilizantes, que es relativamente conservadora, y, sin embargo, hay oradores como Mostafa Terrab del Grupo OCP o Svein Tore Holsether de Yara que están impulsando esta agenda del futuro», dijo Bruce Campbell, director del Programa de Investigación del CGIAR sobre Cambio Climático, Agricultura y Seguridad Alimentaria (CCAFS en inglés).

“Si yo perteneciera a la industria de los fertilizantes, realmente despertaría, como quizás está sucediendo con algunas compañías. Si vemos a la industria de las aerolíneas, notamos algunos jugadores súper visionarios y otros que no lo son. Siento que podría haber actores en este grupo con esa visión: analizando la reducción de los insumos de energía en la producción de fertilizantes, colaborando con los gobiernos para reformar los subsidios que promueven la sobrefertilización y trabajando por la aplicación de fertilizantes de precisión. Si la industria de los fertilizantes quiere ganarse la confianza de un público cada vez más exigente, entonces deben mostrar liderazgo climático”, comentó Campbell.

Martin Kropff (center) speaks about CIMMYT's elements of agricultural innovation at the High Level Forum on Sustainable Plant Nutrition. (Photo: Marta Millere/CIMMYT)
Martin Kropff (al centro) habla sobre los elementos de innovación agrícola del CIMMYT en el Foro. (Foto: Marta Millere/CIMMYT)

El momento y lugar correctos

Aunque el uso de fertilizantes revolucionó la agricultura y permitió a los agricultores cultivar mejor en menos tierra, los nutrientes vegetales se ven a menudo afectados debido al impacto ambiental negativo causado por su uso inadecuado.

Por esta razón, los expertos a menudo hablan de los principios de administración de fertilizantes 4R: la fuente correcta de fertilizante, a la velocidad correcta, en el momento y lugar correcto.

“La industria necesita ciencia sólida para respaldar las soluciones de tecnología agrícola en los ámbitos de gestión de nutrientes y agua. Respecto a la aplicación correcta, el tiempo y la cantidad correcta de fertilizante, las soluciones de mecanización, como las sembradoras directas, que colocan el fertilizante cerca de la semilla, realmente pueden aumentar la eficiencia del uso de nutrientes y mejorar el vigor temprano de la planta. Junto con una amplia gama de socios, el CIMMYT los ha estado utilizando en pequeños sistemas de Asia, África y América Latina «, destacó Martin Kropff, Director General del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), durante uno de los paneles de discusión.

Con el fin de ampliar los hallazgos científicos más relevantes y los esfuerzos de extensión, la atención debe centrarse en utilizar mejor los fertilizantes disponibles. Esto va de la mano con una mejor gestión de la materia orgánica y los suelos. También hay un factor humano: la eficiencia de los agricultores podría mejorarse con un mejor asesoramiento especialmente dirigido a oficinas de extensión o proveedores de servicios.

At the event, David Nabarro challenged the fertilizer industry to take the lead in reforming the broken food system. (Photo: Marta Millere/CIMMYT)
En el evento, David Nabarro desafió a la industria de fertilizantes a tomar la iniciativa de reformar el sistema alimentario fracturado. (Foto: Marta Millere/CIMMYT)

S de sustentabilidad

Para identificar el eslabón perdido de la sustentabilidad, justo un día antes del lanzamiento del foro, la Asociación Internacional de Fertilizantes (IFA en inglés) creó un nuevo Panel Científico sobre Nutrición Vegetal Responsable. Este grupo de expertos internacionales proporcionará conocimiento objetivo y evaluaciones para la industria de fertilizantes y otras partes interesadas para desarrollar un sistema de nutrición vegetal más responsable.

Bruno Gérard, director del programa de investigación de Intensificación Sustentable del CIMMYT y miembro del panel, habló sobre la propuesta de venta del CIMMYT. “El CIMMYT tiene una importante agenda de investigación y experiencia en el mejor manejo de nutrientes en sistemas de cultivo de maíz y trigo. En regiones como el sur de Asia, el desafío es producir más o lo mismo con menos y mejores fertilizantes a través de mejores prácticas de manejo. En cambio, en África subsahariana, el objetivo es proporcionar un mejor acceso y conocimiento para que los agricultores puedan producir más con los insumos adecuados de fertilizantes”.

Ser parte del panel le dará al CIMMYT la oportunidad de vincularse mejor con la industria de fertilizantes y contribuir a mejorar el uso de fertilizantes en términos de rentabilidad, estabilidad de rendimiento y riesgo, accesibilidad, pero también, desde una perspectiva ambiental, minimizar la huella de fertilizantes a través de mejores prácticas agronómicas y de gestión.

El Foro de Nutrición Vegetal Sustentable de Alto Nivel tuvo lugar del 18 al 20 de noviembre de 2019 en Versalles, Francia.

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Científicos del CIMMYT se unen en San Diego a colegas expertos para la conferencia de genómica vegetal y animal más grande del mundo

Científicos del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) presentaron la semana pasada en la Conferencia Internacional de Genómica Vegetal y Animal (PAG en inglés) en San Diego, EE. UU.

PAG es la conferencia de genómica agrícola más grande del mundo y reúne a más de 3 000 científicos e investigadores genéticos líderes de todo el mundo para presentar sus investigaciones y compartir los últimos desarrollos en proyectos de genómica vegetal y animal. La conferencia brinda una oportunidad importante para que los científicos del CIMMYT destaquen su trabajo traduciendo los últimos desarrollos de investigación molecular en soluciones de mejoramiento de maíz y trigo para obtener mejores variedades.

Para satisfacer la demanda mundial de alimentos en 2050, la producción agrícola debe aumentar en un 60% al tiempo que se minimiza el daño al medio ambiente. Este es el proceso de la intensificación sustentable, recomendado por organizaciones como las Naciones Unidas y la Comisión EAT Lancet como una estrategia clave para transformar nuestros sistemas alimentarios mundiales, los cuales se encuentran en dificultades.

La genómica es fundamental para la intensificación sustentable. Al estudiar la arquitectura genética de una planta o animal, los investigadores pueden comprender mejor qué impulsa la productividad, la calidad, la resistencia al clima y a las plagas y las enfermedades de los cultivos o el ganado. Con esta información, los científicos pueden acelerar los esfuerzos para desarrollar mejores variedades y adelantarse a las amenazas relacionadas con el clima y las enfermedades.

Philomin Juliana stands next to the logo of the PAG conference. (Photo: CIMMYT)
Philomin Juliana junto al logo de la conferencia PAG. (Foto: CIMMYT)

En la conferencia, la científica de trigo Philomin Juliana compartió sus hallazgos sobre la identificación exitosa de nuevas regiones cromosómicas significativas para el rendimiento del trigo y la resistencia a las enfermedades utilizando el mapa completo del genoma del trigo. Juliana y sus colegas han creado una colección de información genética y marcadores disponibles gratuitamente para más de 40 000 líneas de trigo que acelerarán los esfuerzos para producir variedades de trigo superiores. También discutió el valor de las herramientas de fenotipado genómico y de alto rendimiento para las estrategias actuales de mejoramiento adoptadas por el CIMMYT para desarrollar trigo resistente al clima.

La científica principal Sarah Hearne habló sobre un uso más inteligente de la exploración de los bancos de germoplasma para el mejoramiento. Los bancos de germoplasma son reservas de variación de plantas nativas que representan la historia evolutiva de los cultivos que comemos. Son una fuente vital de información genética que puede acelerar el desarrollo de cultivos mejores y más resistentes. Sin embargo, no es fácil para los mejoradores y científicos identificar o acceder a la información genética que necesitan. Al usar toda la información genotípica del banco de germoplasma, datos climáticos a largo plazo de los orígenes de las semillas del banco y nuevos métodos de análisis, Hearne y sus colegas pudieron identificar material genético de élite para mejorar variedades de maíz resistentes al clima. Actualmente, están ampliando este enfoque para probar el valor de estos datos, optimizar los programas de mejoramiento y acelerar el desarrollo de cultivos mejorados.

El científico distinguido José Crossa discutió los últimos modelos y métodos para combinar información fenómica y genómica para acelerar el desarrollo de variedades de cultivos resistentes al clima. Destacó el uso de la red neuronal artificial —un modelo inspirado en el cerebro humano— para modelar la relación entre las señales de entrada y de salida en los cultivos. También discutió un índice de selección fenotípica y genómica que puede mejorar la respuesta a la selección y las ganancias genéticas esperadas para todos los rasgos genéticos de una planta de manera simultánea.

Sarah Hearne presents on the smart use of germplasm banks to accelerate the development of better wheat and maize varieties. (Photo: Francisco Gomez)
Sarah Hearne presenta el uso inteligente de los bancos de germoplasma para acelerar el desarrollo de mejores variedades de maíz y trigo. (Foto: Francisco Gómez)

El científico principal Kanwarpal Dhugga habló sobre los enfoques para mejorar la resistencia contra la necrosis letal del maíz en África. La necrosis letal del maíz es una enfermedad agresiva que apareció por primera vez en Kenia en 2011 devastando la producción de maíz. Desde entonces, se ha extendido a los países vecinos. Bajo una subvención de la Fundación Bill & Melinda Gates, Dhugga y sus colegas del CIMMYT y Corteva Agriscience han identificado una pequeña región genómica que explica más del 50% de la variación en la resistencia a la necrosis letal del maíz. Actualmente, están validando algunos genes candidatos en esta región. Una vez hecho, utilizarán la edición de genes directamente en líneas de élite del este de África para acelerar el desarrollo de híbridos de maíz mejorados y resistentes a las enfermedades.

El mejorador genómico Umesh Rosyara demostró el proceso de selección genómica y otras herramientas en un taller sobre la herramienta de aplicación de marcadores y gestión de datos genómicos Galaxy. El software, desarrollado por la plataforma de Excelencia en Mejoramiento (EiB en inglés), integra un conjunto de herramientas de análisis bioinformático, paquetes R —un entorno de software libre para computación estadística y gráficos— y herramientas de visualización para gestionar la selección genómica (GS) de rutina y análisis de estudios de asociación del genoma completo (GWAS). Esto permite que los mejoradores de cultivos y los científicos genómicos sin experiencia en programación realicen estos análisis y creen flujos de trabajo específicos para los cultivos.

«PAG es actualmente la principal conferencia internacional que habla sobre la genómica de cultivos y ganado, por lo que es una oportunidad invaluable para conectarse y compartir ideas con colegas de investigación y mejoramiento en todo el mundo», dijo Hearne. «También es un foro importante para resaltar cómo estamos vinculando el flujo ascendente y el campo, y ayudar a otros a hacer lo mismo».

Kanwarpal Dhugga (left) takes a selfie with his colleagues in the background during the PAG conference. (Photo: Kanwarpal Dhugga/CIMMYT)
Kanwarpal Dhugga (izquierda) toma una selfie con sus colegas en la conferencia PAG. (Foto: Kanwarpal Dhugga/CIMMYT)
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Abriendo Camino: Lara Roeven profundiza en las dinámicas de género complejas

Lara Roeven completó su licenciatura en ciencias sociales en la Universidad de Ámsterdam en los Países Bajos, donde se centró principalmente en las ciencias políticas en un programa que combinaba esto con el estudio de la psicología, el derecho y la economía. «Me gustó mucho porque me dio una visión interdisciplinaria de cómo se manifiesta la injusticia social».

Después de haber trabajado en cuestiones de género e inclusión social, Roeven ya había escuchado sobre el CGIAR y su cartera de investigación, pero fue la variedad interdisciplinar del enfoque del CIMMYT lo que la llevó a postularse a la organización al finalizar un programa de estudios en México. «Tenía un gran interés en la agricultura y siempre quise ver cómo las cuestiones de género e inclusión social afectan a las mujeres y a los grupos marginados en el contexto del cambio rural, ambiental o climático, por lo que este trabajo parecía el indicado».

Desde que se unió a la unidad de investigación de Género e Inclusión Social del CIMMYT en enero de 2019, Roeven ha sido parte de un equipo de investigación que analiza las formas en que las normas y cuestiones de género influyen en la capacidad de los hombres, las mujeres y los jóvenes para aprender, acceder y adoptar innovaciones en la agricultura y el manejo de los recursos naturales.

Hasta ahora, Roeven ha apoyado principalmente el análisis de datos y ayuda en las revisiones de literatura. De manera simultánea y durante el año pasado, ha contribuido a varios estudios, desde la feminización de la agricultura en India hasta el cambio de las normas de género en Tanzania. «Es muy interesante porque se aprenden las particularidades de muchos países diferentes y la medida en que las normas de género pueden diferir e influir realmente en las oportunidades de las personas».

En busca de matices

Muchas investigaciones siguen un patrón similar al destacar la relación entre el trabajo de las mujeres y el empoderamiento, pero las realidades sobre el terreno a menudo son más matizadas. En India, por ejemplo, las estructuras sociales bien establecidas agregan otra capa de complejidad a la dinámica de género. «Lo que me pareció interesante cuando comenzamos a analizar las formas en que el género y la casta se interrelacionan es que nada es sencillo».

Las mujeres de las castas superiores pueden estar más aisladas que las mujeres de las más bajas, explica, para quienes puede ser más aceptable buscar trabajo remunerado fuera del hogar. Sin embargo, las mujeres de castas inferiores también experimentan con frecuencia altos niveles de pobreza y vulnerabilidad y se enfrentan a la exclusión social en otros ámbitos de la vida.

“Estas dinámicas son en realidad mucho más complicadas de lo que generalmente pensamos. Y es por eso que es tan interesante hacer este tipo de investigación comparativa donde puedes ver cómo estos problemas se manifiestan en diferentes áreas, y qué es lo que los investigadores o profesionales de desarrollo que trabajan en la zona deben tener en cuenta para abordar los problemas que enfrentan estas mujeres.»

Eventualmente, Roeven espera estudiar un doctorado y hacer carrera como académica, pero por ahora, le gusta trabajar en investigaciones que tienen mucho potencial de impacto. «Hay muchos estudios que muestran que las brechas de género deben ser cerradas para aumentar la seguridad alimentaria y eliminar el hambre», comenta. “Siento que muchas intervenciones, servicios de extensión o capacitaciones no siempre tienen el efecto deseado porque no alcanzan de manera efectiva a las mujeres agricultoras o a los jóvenes. Ciertas personas son continuamente excluidas.”

Llevar a cabo este tipo de investigación es un paso importante en el trabajo para empoderar a las mujeres en todo el mundo y a Roeven le gustaría ver a más investigadores e investigadoras incorporando esto en su trabajo, y realmente tomando el género como un concepto relacional. «Podemos seguir realizando investigaciones dentro de la unidad de investigación de Género e Inclusión Social, pero sería interesante si nuestros enfoques pudieran integrarse también en otras áreas disciplinarias».

Aunque puede no ser fácil, Roeven enfatiza que es necesario para tener un impacto y evitar que las innovaciones exacerben la desigualdad social y de género. «Además», agrega, «creo que es genial cuando la investigación tiene relevancia social».

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Abriendo Camino: Mandeep Randhawa combate las enfermedades del trigo con herramientas de resistencia genética

Con la aparición continua de nuevos patógenos que amenazan la producción y la seguridad de los alimentos, el mejorador de trigo y patólogo de la roya del trigo, Mandeep Randhawa y sus colegas del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y la Organización de Investigación Agrícola y Ganadera de Kenia (KALRO por sus siglas en inglés) están trabajando incansablemente para identificar nuevas fuentes de resistencia a la roya a través de herramientas de mapeo genético y rigurosas pruebas de campo.

Dado que el trigo representa alrededor del 20% de las calorías y proteínas que consumimos en el mundo, los brotes de enfermedades pueden suponer una gran amenaza para la seguridad alimentaria mundial y el sustento de los agricultores. Las enfermedades más comunes y prevalentes son las royas del trigo — enfermedades fúngicas que el viento puede dispersar a largas distancias, lo que puede causar rápidamente epidemias devastadoras y reducir de manera drástica los rendimientos del trigo.

Para abordar el problema, Randhawa y sus colegas trabajan en el desarrollo de variedades mejoradas de trigo mediante la combinación de rasgos resistentes a las enfermedades con los de alto rendimiento, para garantizar que los agricultores puedan obtener los mejores rendimientos de trigo posibles al tiempo que evitan enfermedades.

Detección de enfermedades

Nacido en el estado indio de Punjab, Randhawa se unió al CIMMYT como becario postdoctoral en genética de resistencia a la roya del trigo en 2015. Ahora, trabaja como científico del CIMMYT y administra la plataforma de detección de la roya del tallo en Njoro, Kenia, que apoya la detección de la enfermedad de aproximadamente 50 000 líneas de trigo por año provenientes de 20 países. En los últimos 10 años, se evaluaron alrededor de 650 000 líneas de trigo para determinar la resistencia a la roya del tallo en las instalaciones.

«El enfoque principal de la plataforma es la evaluación de las líneas de trigo contra la raza de roya del tallo Ug99 y sus razas derivadas que prevalecen en África del este y sur, el Medio Oriente e Irán», explica Randhawa. Ug99 es una raza altamente virulenta de roya, descubierta por primera vez hace dos décadas en Uganda. La raza causó grandes epidemias en Kenia en 2002 y 2004.

«Las tierras altas de África del este también son un punto crítico para la roya amarilla, por lo que, a su vez, evaluamos las líneas de trigo para esta enfermedad», agrega Randhawa.

Las instalaciones apoyan un esquema de mejoramiento alternado entre el CIMMYT en México y Kenia, lo que permite a los mejoradores plantar en dos lugares, seleccionar resistencia a la roya del tallo (Ug99) y acelerar el desarrollo de líneas de trigo resistentes a enfermedades.

“La roya del trigo en general evoluciona de manera muy rápida y continuamente surgen nuevas cepas. Las variedades de trigo resistentes a la roya previamente desarrolladas pueden sucumbir a nuevas cepas virulentas, haciendo que las variedades sean susceptibles. Si los agricultores cultivan variedades susceptibles, la roya atacará esas variedades, lo que resultará en enormes pérdidas de rendimiento si no se adoptan medidas de control”, explica Randhawa.

Ayudando y compartiendo

Para Randhawa, ayudar a los agricultores es el objetivo principal. “Nuestro enfoque está en los agricultores de escasos recursos de países en vías de desarrollo. No tienen suficientes recursos para comprar el fungicida. El uso de productos químicos para controlar las enfermedades es costoso y perjudicial para el medio ambiente. De ser el caso, les proporcionamos soluciones en forma de variedades de trigo que son de alto rendimiento pero que también tienen resistencia duradera a diferentes enfermedades”.

Bajo la Iniciativa Mundial Borlaug Contra la Roya (BGRI en inglés), Randhawa y su equipo colaboran con KALRO para facilitar la transferencia de líneas de trigo prometedoras con alto potencial de rendimiento y resistencia a la roya a un canal nacional para variedades de trigo que se lanzarán pronto.

Cuando no está evaluando las enfermedades de la roya del trigo, Randhawa también organiza capacitaciones anuales sobre diagnóstico de la roya del tallo y evaluación de germoplasma para jóvenes mejoradores de trigo y patólogos de países en vías de desarrollo. Más de 220 investigadores de trigo han sido capacitados en la última década.

Mandeep Randhawa (left) talks to the participants of the 11th annual training on stem rust notetaking and germplasm evaluation. (Photo: Jerome Bossuet/CIMMYT)
Mandeep Randhawa (a la izquierda) habla con los participantes de la undécima capacitación anual sobre toma de notas de roya del tallo y evaluación de germoplasma. (Foto: Jerome Bossuet/CIMMYT)

Un agricultor de corazón

Randhawa siempre tuvo interés en la ciencia agrícola. «Inicialmente, mis padres querían que fuera médico, pero estaba más interesado en enseñar ciencias», dice. «Desde mi infancia, solía escuchar sobre el trigo y las enfermedades que afectan los cultivos del mismo, especialmente de la roya amarilla — que se llama peeli kungi en mi idioma local». Este interés de su niñez lo llevó a estudiar genética del trigo en la Universidad Agrícola de Punjab en Ludhiana, India.

Sus mentores lo alentaron a buscar un doctorado en el Instituto de Fitomejoramiento Cobbitty (PBI) de la Universidad de Sídney en Australia, que Randhawa describe como «la meca de la investigación de la roya del trigo». Caracterizó dos nuevos genes de resistencia a la roya amarilla conocidos formalmente como Yr51 y Yr57 de una raza local de trigo. También contribuyó al mapeo de un nuevo gen de resistencia a la roya del tallo de la planta adulta Sr56.

Viniendo de India, su traslado a Australia fue un momento importante en su carrera y su identidad — ahora se considera indio-australiano.

Si no se hubiera convertido en científico, Randhawa comenta que sería agricultor. «La agricultura es mi pasión, me gusta cultivar y tener una cosecha rica utilizando mi conocimiento científico y las tecnologías modernas».

En el CIMMYT, Randhawa trabaja constantemente en la identificación y caracterización de nuevas fuentes de resistencia a la roya. “Tratar con diferentes tipos de desafíos en el campo de trigo es lo que me mantiene alerta. Nuevas razas de enfermedades están emergiendo continuamente. Como las plagas y los patógenos no tienen límites, debemos trabajar de la mano para desarrollar herramientas y tecnologías para combatir las plagas y los patógenos que evolucionan rápidamente”, dice Randhawa.

Él reconoce a su mentor Ravi Singh, científico y jefe global de mejoramiento de trigo en el CIMMYT, por motivarlo a continuar su labor. «Los esfuerzos incansables y los pensamientos enérgicos de mi gurú profesional, el Dr. Ravi Singh, me inspiran y me impulsan a lograr mis objetivos de investigación».

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Más vale prevenir que lamentar

Cada vez que se trasladan semillas entre países, continentes o regiones, existe un riesgo inherente de propagar nuevos patógenos a zonas previamente no infestadas — con consecuencias potencialmente devastadoras. La FAO estima que estos patógenos son responsables de la pérdida de hasta el 40% de los cultivos alimentarios mundiales, y de las pérdidas comerciales de productos agrícolas que superan los 220 mil millones de dólares cada año.

Con las viejas y nuevas plagas y enfermedades que causan devastación en todo el mundo, es cada vez más importante tener en cuenta la sanidad de las plantas. Esto es particularmente cierto en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), una organización que procesa y distribuye enormes cantidades de semillas cada año y que en 2019 envió más de 10 000 toneladas a más de 100 socios y colaboradores en África, América, Asia y Europa

Amos Alakonya se unió al CIMMYT en julio de 2019 y, como jefe de la Unidad de Sanidad de Semillas de la organización, está muy consciente de la necesidad de mitigar el riesgo en toda la cadena de valor de la producción de semillas.

En el período previo a la Semana Internacional de Concientización Fitosanitaria de este año, el fitopatólogo se sienta a discutir sobre plagas, procedimientos de detección y explica por qué todos deberían hablar sobre la sanidad de las semillas.

Amos Alakonya, head of CIMMYT's Seed Health unit. (Photo: Eleusis Llanderal/CIMMYT)
Amos Alakonya, jefe de la unidad de sanidad de semillas del CIMMYT. (Foto: Eleusis Llanderal/CIMMYT)

¿Puede comenzar contándonos sobre el consorcio de la Unidad de Sanidad de Germoplasma del CGIAR y cuál es su función?

Dentro del CGIAR tenemos un grupo llamado Plataforma de Bancos de Germoplasma cuya función principal es apoyar los esfuerzos del CGIAR en la conservación y distribución de germoplasma. Diez centros del CGIAR tienen bancos de germoplasma que trabajan en estrecha colaboración con las unidades de sanidad de germoplasma para garantizar que solo se distribuyan materiales vegetales libres de plagas y enfermedades.

¿Cuál es el procedimiento para introducir semillas al CIMMYT?

En el CIMMYT, los investigadores deben seguir el procedimiento correcto al traer semillas. Una vez que alguien ha identificado la necesidad de traer semillas, se comunicó con un proveedor y acordó los genotipos y la cantidad requerida, la responsabilidad se transfiere a la Unidad de Salud de Semillas. Nosotros nos ponemos en contacto con el proveedor de semillas y brindamos asistencia en la adquisición de la documentación fitosanitaria necesaria que garantizará el cumplimiento de las normas del país receptor.

Por ejemplo, procesaremos y proporcionaremos un permiso de importación de plantas que nos permita traer la semilla y al mismo tiempo estipular las condiciones que debe cumplir antes de ingresar a México. Las autoridades del país proveedor utilizan este documento como una guía estándar, que comúnmente refiere a la Organización Nacional de Protección Fitosanitaria (ONPF). La ONPF realizará una verificación previa al envío y emitirá un certificado fitosanitario si la semilla cumple con los estándares establecidos en el permiso de importación.

Debido a que distribuimos nuestros materiales como bienes públicos, nos aseguramos de que todas las semillas enviadas o recibidas puedan usarse y distribuirse sin restricciones del proveedor o del destinatario. Esto se logra mediante la firma de un acuerdo estándar de transferencia de material que cumple con el Tratado Internacional sobre los Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la Agricultura (TRFAA). Esto se hace a través de la unidad legal del CIMMYT.

Petri dishes and a microscope in Amos Alakonya's lab. (Photo: Eleusis Llanderal/CIMMYT)
Placas de Petri y un microscopio en el laboratorio de Amos Alakonya. (Foto: Eleusis Llanderal/CIMMYT)

Una vez que hayamos recibido todos los documentos necesarios, los materiales se despachan por la aduana y se envían al laboratorio, donde comenzamos nuestro análisis. Lo primero que hacemos es evaluar el material de manera visual y confirmar que no hay decoloración ni material extraño como tierra o semillas de otras especies. En la siguiente etapa, montamos varios ensayos para detectar hongos, bacterias y virus. Solo entregamos semillas a los científicos o permitimos su distribución después de haber confirmado que están libres de patógenos nocivos. En general, este proceso lleva entre 25 y 40 días, por lo que los científicos deben planificar con anticipación para evitar cualquier inconveniente.

Parece ser un proceso complejo. ¿Existe algún desafío que enfrente sobre la marcha?

Existen varios desafíos, pero trabajamos en torno a ellos. Uno de los más grandes es cumplir con las expectativas de tiempo. Por ejemplo, todos los científicos quieren asegurarse de que todo va conforme a lo planeado, pero en ocasiones las semillas tardan más de lo esperado en llegar o la documentación se extravía, lo que significa que las semillas no se pueden liberar de la aduana a tiempo.

Incluso después de un retraso, las semillas aún deben pasar por el procedimiento estándar de prueba de sanidad. En ocasiones encontramos que la ONPF del proveedor no ha llevado a cabo las pruebas correctas, por lo que traemos semillas que no cumplen con los requisitos y, como resultado, pueden terminar siendo destruidas. No obstante, solo recomendamos la destrucción de semillas en casos en los que no podamos mitigar.

Por eso es importante que todos — en todas las etapas de la cadena de valor de producción de semillas — sean conscientes de los riesgos y los procesos de mitigación adecuados. Estos procesos incluyen el control de semillas antes de plantar, inspecciones de campo regulares y la observación de los regímenes de higiene de campo y rociado.

El tema del evento de este año se centra en las amenazas transfronterizas que enfrenta la sanidad de las plantas. ¿Hay alguna amenaza emergente que le preocupe?

Actualmente hay tres preocupaciones importantes. La primera es la necrosis letal del maíz. La enfermedad se informó inicialmente en los EE. UU. y Perú en 1977, pero desde 2011 la enfermedad ha invadido granjas en África oriental y central. Debido a esto, los mejoradores de maíz en la región no pueden enviar semillas directamente a sus socios en otras regiones del mundo sin pasar antes por una estación de campo de cuarentena en Zimbabue. Esto trae consigo costos adicionales y una carga de tiempo para el programa.

También estamos muy preocupados por el brusone del trigo, que ahora se encuentra en Bangladesh, donde tenemos ensayos y compartimos semillas en ambas direcciones. Por lo tanto, ya hemos implementado herramientas de detección contra el brusone del trigo para asegurarnos de no introducirlo en estaciones experimentales en México.

Y finalmente, tenemos la plaga del gusano cogollero. Esta plaga proviene de América del Sur, donde es menos feroz, pero desde que llegó a África en 2016 ha causado destrucción en el maíz y, para controlarlo, ha costado mucho dinero a los agricultores mediante la aplicación de productos químicos. Esta enfermedad emergente realmente socava los esfuerzos de seguridad alimentaria.

Obviamente, este es un tema importante para generar conciencia mundial. ¿Por qué cree que es tan importante discutir internamente la sanidad de las semillas dentro del CIMMYT?

Amos Alakonya, head of CIMMYT's Seed Health unit. (Photo: Eleusis Llanderal/CIMMYT)
Amos Alakonya, jefe de la unidad de sanidad de semillas del CIMMYT. (Foto: Eleusis Llanderal/CIMMYT)

Es muy importante que todos los que trabajan en el CIMMYT, y especialmente aquellos que trabajan con semillas, sean conscientes de los riesgos potenciales ya que aproximadamente el 30% del maíz y el 50% del trigo cultivado en todo el mundo pueden atribuirse al germoplasma del CIMMYT. Y es aún más importante para México porque la mayor parte de nuestro programa de mejoramiento de trigo se encuentra aquí y también es el centro de origen del maíz. Con socios en más de 100 países, tenemos que mantenernos extremadamente atentos. Si algo sale mal aquí, muchos países estarán en riesgo.

En última instancia, queremos que las personas sean conscientes del importante papel que desempeñan para garantizar el cumplimiento fitosanitario porque es mejor prevenir que curar. Nos gustaría imaginar una situación en la que todos en el CIMMYT conozcan los procesos de mitigación que se han implementado para garantizar el intercambio seguro de semillas.

¿Continuará trabajando para crear conciencia más allá del evento de este año?

Sí. En diciembre de 2018, las Naciones Unidas declararon 2020 como el Año Internacional de la Sanidad Vegetal. Se alentará a todos a aprovechar esta oportunidad para informar a las personas sobre la importancia de la sanidad de las semillas, especialmente en lo que respecta a la seguridad alimentaria, la conservación del medio ambiente y el empoderamiento económico.

Es emocionante porque este evento solo ocurre cada 30 o 50 años, así que esta es una oportunidad realmente única para mostrar el trabajo que hacemos todos los días como unidad y en colaboración con nuestros socios al rededor del mundo.

Foto de portada:
Una mezcla de semillas de maíz vista de cerca. (Foto: Xochiquetzal Fonseca/CIMMYT)