En la COP15, Sarah Hearne ofrece una visión general de los proyectos de la Iniciativa de Extracción de Alelos del CGIAR y su papel potencial en la conservación de la biodiversidad y la naturaleza. (Foto: Michael Halewood/Alianza de Bioversity International y el CIAT)
Dar prioridad a la protección de la biodiversidad es una parte esencial de la mitigación y adaptación a los efectos del cambio climático y el calentamiento global. En la 15ª reunión de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre la Diversidad Biológica, celebrada entre el 7 y el 19 de diciembre en Montreal (Canadá), se destacó el importante papel de la naturaleza para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), proponiendo la adopción de un audaz marco global de biodiversidad que aborde los principales impulsores de la pérdida de la naturaleza para garantizar la salud y el bienestar de la humanidad y del planeta.
El 7 de diciembre, científicos del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), junto con colegas de los centros de investigación del CGIAR y la secretaría del Tratado Internacional sobre los Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la Agricultura, presentaron en un evento paralelo a la COP15 cómo la información digital sobre secuencias (DSI) está cambiando la forma en que se utilizan los recursos genéticos en la investigación y el desarrollo agrícolas y las implicaciones para las nuevas normas de distribución de beneficios.
La sesión, organizada por la Iniciativa del CGIAR sobre bancos de germoplasma, exploró el papel de la DSI en la conservación de la diversidad genética de cultivos y ganado y en la exploración y utilización de esa diversidad en programas de mejora de plantas y animales.
Los asistentes al evento paralelo a la COP15 descubren cómo se utilizan los recursos genéticos en la investigación y el desarrollo para la agricultura. (Foto: Michael Halewood/Alianza de Bioversity International y el CIAT)
cómo se está utilizando la DSI en la colección de trigo del CIMMYT para analizar la estructura, las redundancias y las lagunas, detallando además cómo se está apoyando la generación y el uso de la DSI para realizar análisis similares en los bancos de germoplasma nacionales de América Latina a través de los esfuerzos de colaboración del CIMMYT y la Alianza de Bioversity y el CIAT.
La científica principal del CIMMYT, Sarah Hearne, se centró en la aplicación de la DSI para interrogar a amplias franjas de diversidad genética de cultivos para una potencial adaptación al cambio climático, proporcionando ejemplos de trabajo de proyectos financiados por el Gobierno de México.
El mensaje final fue que la diversidad genética y las colecciones de bancos de germoplasma, cuando se exploran a «escala global» con herramientas modernas y diversas asociaciones, ofrecen un poderoso recurso en los esfuerzos para mitigar los impactos del cambio climático. Este potencial sólo se hace realidad mediante la generación y el intercambio adecuados de la DSI generada a partir de colecciones de muchos países de origen.
El taller, al que asistieron 33 participantes de 14 países, se realizó en la sede del CIMMYT y destacó temas como el análisis de datos genotípicos derivados de la plataforma DArTseq y el análisis de vacíos de colecciones de germoplasma.
“Fue muy gratificante poder formar esta red Latinoamericana de bancos de germoplasma junto a nuestros colegas de la Alianza de Bioversity International y el CIAT,” afirmó Carolina Sansaloni, curadora del Banco de Germoplasma de Trigo y especialista en genotipado. “La capacitación e intercambio de conocimiento entre bancos de germoplasmas es fundamental para una mejor conservación, exploración y utilización de los recursos genéticos de cada país.”
Algunos de los participantes compartieron los siguientes comentarios y retroalimentación:
“Excelente iniciativa, es un apoyo fundamental para el fortalecimiento de los sistemas de conservación de recursos fitogenéticos y la creación de redes internacionales de colaboración. Mil gracias al CIMMYT y la Alianza de Bioversity International y el CIAT por la invitación”. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), México.
“Excelente taller, un espacio muy importante de intercambio de conocimiento y experiencias además permite formar redes de trabajo colaborativo entre instituciones y profesionales de diferentes países con investigaciones afines”. Escuela de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional Costa Rica
“Este taller me ha permitido entrar en contacto con compañeros de América Latina y abrir la posibilidad de trabajar juntos para avanzar en la caracterización y contribuir a la conservación de las colecciones que gestionamos”. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, Argentina
“Esta ha sido una semana de mucho provecho para mi como curador del banco de germoplasma de Brasil. Tuve contacto con muchos conceptos y herramientas nuevas que van a generar avances en mi trabajo”. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), Brasil.
Estantes llenos de muestras de semillas de maíz conforman la colección activa de maíz en el banco de germoplasma de la sede mundial del CIMMYT en Texcoco, México. Contiene alrededor de 28.000 muestras únicas de semillas de maíz —incluyendo más de 24.000 variedades locales— y especies relacionadas. (Foto: Xochiquetzal Fonseca/CIMMYT)
Un nuevo proyecto de 25.7 millones de dólares, dirigido por el Centro Internacional de Mejoramiento del Maíz y el Trigo (CIMMYT), un centro de investigación que forma parte del CGIAR, la mayor asociación de investigación agrícola del sector público del mundo está ampliando el uso de la biodiversidad conservada en los bancos de germoplasma del mundo para desarrollar nuevas variedades de cultivos climáticamente inteligentes para millones de pequeños agricultores de todo el mundo.
A medida que se acelera el cambio climático, la agricultura se verá cada vez más afectada por las altas temperaturas, la irregularidad de las lluvias, la sequía, las inundaciones y el aumento del nivel del mar. Los científicos creen que pueden mejorar la resistencia de la producción de alimentos incorporando esta diversidad a nuevas variedades de cultivos, superando así muchos de los obstáculos para luchar contra la malnutrición y el hambre en todo el mundo.
«Unos mejores cultivos pueden ayudar a los pequeños agricultores a producir más alimentos a pesar de los desafíos del cambio climático. Los cultivos básicos resistentes a la sequía, como el maíz y el trigo, que garantizan la alimentación en medio de la escasez de agua, y las variedades de crecimiento más rápido y de maduración temprana que producen buenas cosechas en temporadas de cultivo erráticas pueden marcar la diferencia para quienes dependen de la agricultura. Este es el potencial de mejoramiento genético adaptado al clima que está sin explotar en los bancos de germoplasma del CGIAR», dijo Claudia Sadoff, Directora Gerente de la División de Investigación e Impacto y Coordinadora del Equipo de Gestión Ejecutiva del CGIAR.
A lo largo de cinco años, el proyecto, que cuenta con el apoyo de la Fundación Bill & Melinda Gates, pretende identificar en los bancos de germoplasma las accesiones de plantas que contienen alelos, o variaciones genéticas, responsables de características como la tolerancia al calor, la sequía o la sal, y facilitar su uso en el mejoramiento de variedades de cultivos resistentes al clima. El proyecto, titulado «Extracción de alelos útiles para la adaptación al cambio climático en los bancos de germoplasma del CGIAR», permitirá a los fitomejoradores utilizar de forma más eficaz y eficiente el material de los bancos de germoplasma para desarrollar versiones climáticamente inteligentes de importantes cultivos alimentarios, como la yuca, el maíz, el sorgo, el caupí y el arroz.
Arroz salvaje. (Foto: IRRI)
El proyecto es un componente clave de una iniciativa más amplia centrada en aumentar el valor y el uso de los bancos de germoplasma del CGIAR para la resiliencia climática. Forma parte de una serie deInnovation Sprints coordinados por la iniciativa Misión de Innovación Agrícola para el Clima (AIM4C, en inglés), dirigida por los Emiratos Árabes Unidos y los Estados Unidos.
«El mejoramiento de nuevas variedades de cultivos resilientes de forma rápida, económica y con mayor precisión será fundamental para garantizar que los pequeños agricultores puedan adaptarse al cambio climático», dijo Enock Chikava, Director interino de Desarrollo Agrícola de la Fundación Bill & Melinda Gates. «Esta iniciativa contribuirá a un futuro más prometedor y sostenible para los cientos de millones de africanos que dependen de la agricultura para mantener a sus familias».
En los últimos 40 años, los centros del CGIAR han creado la mayor red de bancos de germoplasma del mundo y a la que se accede con mayor frecuencia. La red conserva y pone a disposición de científicos y gobiernos casi tres cuartos de millón de accesiones de cultivos. Los bancos de germoplasma del CGIAR conservan alrededor del 10% del germoplasma vegetal del mundo en fideicomiso para la humanidad, pero representan alrededor del 94% del germoplasma distribuido en virtud del Tratado Internacional sobre los Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la Agricultura, que garantiza a los mejoradores de cultivos de todo el mundo el acceso a los componentes básicos de las nuevas variedades.
“Esta investigación para desarrollar variedades de cultivos inteligentes desde el punto de vista climático, cuando se escala, es clave para garantizar que los más afectados por las crisis climáticas tengan acceso a alimentos básicos asequibles», dijo Jeffrey Rosichan, Director de la Colaboración de Cultivos del Futuro de la Fundación para la Investigación de la Alimentación y la Agricultura (FFAR, en inglés). «Además, esta iniciativa beneficia a la agricultura estadounidense y mundial al aumentar la diversidad genética y proporcionar herramientas para que los agricultores se adapten más rápidamente al cambio climático».
«Implementaremos, por primera vez, una estrategia escalable para identificar variaciones valiosas ocultas en nuestros bancos de germoplasma y, a través del mejoramiento, desplegarlas para los agricultores que necesitan urgentemente soluciones para enfrentar la amenaza del cambio climático», dijo Sarah Hearne, científica principal del CIMMYT y líder del proyecto.
Basándose en diez años de apoyo al CIMMYT por parte del gobierno mexicano, los contribuyentes del Fondo del CGIAR y el Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC, en inglés) del Reino Unido, el proyecto combina el uso de tecnologías y enfoques de vanguardia, computación de alto rendimiento, mapeo SIG y nuevos métodos de mejoramiento de plantas, para identificar y utilizar accesiones con alto valor para el mejoramiento adaptado al clima de las variedades que necesitan los agricultores y los consumidores.
OPORTUNIDADES DE ENTREVISTA:
Sarah Hearne – Científica principal, Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)
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Los hallazgos, publicados en Nature Food, extienden muchos beneficios potenciales a los programas nacionales de mejoramiento, incluyendo variedades de trigo mejor equipadas para prosperar en condiciones ambientales cambiantes. Esta investigación fue dirigida por Sukhwinder Singh, del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), en el marco del proyecto Seeds of Discovery.
Desde la llegada de las prácticas modernas de mejora de los cultivos, se ha producido un cuello de botella de la diversidad genética, porque muchos programas nacionales de mejora del trigo utilizan las mismas variedades en su programa de cruces como fuente «élite». Esta práctica disminuye la diversidad genética, poniendo más zonas de trigo en riesgo de sufrir patógenos y factores de estrés ambiental, que ahora se ven exacerbados por un clima cambiante. A medida que la población mundial crece, las perturbaciones del suministro mundial de trigo tienen consecuencias más generalizadas.
El equipo de investigación planteó la hipótesis de que muchas accesiones de trigo de los bancos de germoplasma —grupos de material vegetal relacionado de una misma especie recolectado en un momento dado en un lugar concreto— presentan rasgos útiles para que los programas nacionales de mejoramiento los empleen en sus esfuerzos por diversificar sus programas de mejoramiento.
«Los bancos de germoplasma albergan muchas accesiones diversas de variedades locales de trigo y especies silvestres con rasgos beneficiosos, pero hasta hace poco no se había explorado todo el alcance de la diversidad y miles de accesiones han permanecido en los estantes. Nuestra investigación se centra en los rasgos beneficiosos de estas variedades a través de la cartografía del genoma y luego podemos entregarlos a los programas de mejora de todo el mundo», dijo Singh.
Los enfoques adoptados actualmente para introducir genes beneficiosos externos en los cultivares de élite de los programas de mejoramiento requieren una cantidad considerable de tiempo y dinero. «El mejoramiento del trigo desde una perspectiva nacional es una carrera contra los patógenos y otras amenazas abióticas», dijo Deepmala Sehgal, coautor y genetista de trigo en el programa global de trigo del CIMMYT. «Cualquier disminución del tiempo para probar y liberar una variedad tiene un enorme impacto positivo en los programas de mejoramiento».
Deepmala Sehgal muestra las líneas LTP que se utilizan actualmente en las líneas de rasgos del CIMMYT en la estación experimental de Toluca, México, para la introgresión de nuevos alelos exóticos específicos en líneas de nuevo desarrollo. (Foto: CIMMYT)
Tomando en cuenta la biodiversidad genética
Los resultados se basan en la investigación realizada a través del proyecto Seeds of Discovery, que caracterizó genéticamente casi 80.000 muestras de trigo de los bancos de semillas del CIMMYT y del Centro Internacional de Investigación Agrícola en Zonas Áridas (ICARDA en inglés).
En primer lugar, el equipo llevó a cabo un amplio metaestudio de los recursos genéticos de las variedades de trigo silvestre conservadas en los bancos de germoplasma para crear un catálogo de rasgos mejorados.
«Nuestra cartografía genética», dijo Singh, «identifica los rasgos beneficiosos para que los programas de mejoramiento no tengan que buscar la proverbial aguja en el pajar». Gracias al esfuerzo de colaboración del equipo de investigación, pudimos examinar un número de genomas mucho mayor que el que podría tener un solo programa de mejoramiento.»
Después, el equipo desarrolló un método de cruce estratégico a tres bandas entre 366 accesiones del banco de germoplasma y las mejores variedades de élite históricas para reducir el tiempo entre la introducción original y el despliegue de una variedad mejorada.
Sukhwinder Singh (segundo por la izquierda) selecciona las líneas de premejoramiento de mayor rendimiento en la India. (Foto: CIMMYT)
Impacto mundial
Los programas nacionales de mejoramiento genético pueden utilizar la diversa gama de germoplasma para realizar nuevos cruces o pueden evaluar el germoplasma en ensayos de rendimiento en sus propios entornos.
El nuevo germoplasma se está probando en las principales zonas productoras de trigo, como India, Kenia, México y Pakistán. En México, muchas de las líneas mostraron una mayor resistencia a los estreses abióticos; muchas de las líneas probadas en Pakistán mostraron una mayor resistencia a las enfermedades; y en la India, muchas de las líneas probadas forman ahora parte del sistema nacional de liberación de cultivares. En total, los programas nacionales de mejoramiento genético han adoptado 95 líneas para sus programas de mejoramiento específicos y siete líneas están siendo sometidas a ensayos varietales.
«Este es el primer esfuerzo de este tipo en el que el trabajo de premejoramiento a gran escala no sólo han mejorado la comprensión de las huellas del genoma exótico en el trigo harinero, sino que también han proporcionado soluciones prácticas a los mejoradores», dijo Sehgal. «Este trabajo también ha aportado líneas de preselección a las líneas de rasgos dentro de los programas nacionales de mejoramiento».
En la actualidad, muchas de estas líneas se están utilizando en líneas de rasgos en el CIMMYT para introducir estas nuevas regiones genómicas en líneas de élite avanzadas. Los investigadores están colaborando con fisiólogos del programa global de trigo del CIMMYT para diseccionar cualquier mecanismo fisiológico subyacente asociado a los hallazgos del equipo de investigación.
«Nuestra investigación supone un gran avance en la aportación de la variación del banco de germoplasma a los programas nacionales de mejora», explicó Singh. «Lo más significativo es que este estudio arroja luz sobre la importancia de las colaboraciones internacionales para sacar productos exitosos y nuevos métodos y conocimientos para identificar contribuciones útiles en las líneas de élite».
Foto de portada: Un investigador sostiene una planta de Aegilops neglecta, un pariente del trigo silvestre. Aproximadamente cada 20 años, el CIMMYT regenera parientes silvestres del trigo en invernaderos, para disponer de suficientes semillas sanas y viables para su distribución cuando sea necesario. (Foto: Rocío Quiroz/CIMMYT)
Kantunil, Yuc.- El año pasado, el grupo de Productores de Maíz Criollo Kantunil, del municipio Kantunil, Yucatán, solicitó muestras de ocho accesiones —lotes de semillas que se recogieron en un lugar determinado y en un momento específico— de maíz al Banco de Germoplasma que resguarda el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) en Texcoco, Estado de México —donde se cuenta con 28,000 colecciones únicas de semillas de maíz y más de 150,000 de trigo—.
La razón por la que los agricultures de Kantunil solicitaron muestras de esas semillas fue porque se trataba de dos colectas originarias de Kantunil (recolectadas en ese municipio hace más de 80 años), dos del municipio de Dzitás, dos más de Tizimín y una de Hunucmá (y una más generada por el CIMMYT de interés para el grupo de productores). Así, la idea de ver nuevamente esas variedades creciendo en sus localidades de origen motivó a este grupo de productores.
Las 250 semillas de cada accesión enviadas por el Banco de Germoplasma del CIMMYT fueron cultivadas en el ciclo primavera-verano 2020 en el sistema milpa tradicional, con la finalidad de evaluar su adaptación y reproducirlas. Cabe mencionar que el manejo agronómico fue similar para todas las variedades y adicionalmente se hizo selección masal (metodología con la que se selecciona semilla de plantas individuales con características deseables la cual se mezcla y utiliza para producir la siguiente generación), procurando seleccionar las mejores características de cada variedad con base en su adaptación y producción, considerando además tanto la mazorca, el grano y la planta.
El resultado de la labor de reproducción se complementó con el Primer Intercambio Cultural y de Semillas Criollas entre los municipios de Dzitás y Kantunil, el cual se realizó el 16 de mayo pasado en Kantunil, Yucatán, bajo la organización conjunta del Colectivo Juvenil Chuk Je’el de Dzitás y el grupo de Productores de Maíz Criollo Kantunil. En esta actividad se congregaron productores de Dzitás, Kantunil y Sotuta; se expusieron distintas variedades de maíz, frijol, chile y calabaza; y se realizaron actividades culturales, entre ellas bailes tradicionales de la región.
Durante el intercambio se realizó la entrega de las dos variedades de maíz originarias de Dzitás al colectivo juvenil de ese municipio y a su Consejo de Sabiduría —esencial para su organización sociocultural—. El representante del grupo de Productores Maíz Criollo Kantunil comentó al respecto: “Estamos muy contentos y emocionados por hacer entrega de estas variedades de maíz a su pueblo de origen, esperamos que a través del trabajo en sus milpas se pueda reproducir en mayor cantidad para dispersarlo a muchos más productores de Dzitás. Estuvimos trabajando durante un año y medio para que podamos compartirlo con ustedes”.
Las semillas son la piedra angular de la seguridad alimentaria. Por eso los bancos de germoplasma de maíz y trigo siempre han sido el principal enfoque del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT).
A principios de este año, cuando la comunidad del CIMMYT despidió a Denise Costich, Terence (Terry) Molnar ocupó su lugar y se hizo cargo de la gestión de la más grande y diversa colección de maíz del mundo.
Molnar se llama a sí mismo curador, pero a diferencia de sus contrapartes en bibliotecas y museos, su trabajo no consiste únicamente en registrar y mostrar las 28.000 colecciones únicas de semillas de maíz. Él y su equipo se aseguran de que la rica biodiversidad del maíz recolectada a lo largo del tiempo y de la geografía se mantenga viva, viable y accesible para los demás.
Nos sentamos a platicar con Molnar para saber más sobre su singular función y sobre lo que podemos hacer para celebrar la biodiversidad en el Día Internacional de la Diversidad Biológica.
Los bancos de germoplasma de todo el mundo son protectores de la diversidad genética, y en conjunto conservan aproximadamente 700.000 muestras de variedades de trigo procedentes de campos de todo el mundo. Thomas (Tom) Payne, jefe de la Colección de Germoplasma de Trigo del CIMMYT, o banco de germoplasma, gestiona la colección con sede en México de casi 150.000 accesiones procedentes de más de 100 países. Payne ha trabajado en el CIMMYT desde 1988 y ha dedicado su carrera a la mejora y conservación del trigo, trabajando en Etiopía, México, Siria, Turquía y Zimbabue. Además de gestionar el banco de germoplasma, es el presidente del Grupo de Gestores de Bancos de Germoplasma del CGIAR, ha sido secretario del Consejo Directivo del CIMMYT, gestiona la Red Internacional de Mejoramiento de Trigo del CIMMYT y fue galardonado con la Medalla Frank N. Meyer de Recursos Fitogenéticos en 2019.
Antes de su retiro en julio de 2021, la científica principal del CIMMYT Carolina Saint Pierre platicó con Tom Payne a través de Zoom para hacerle algunas preguntas del equipo de mejoramiento de trigo sobre su experiencia de toda una vida en la conservación de la biodiversidad del trigo.
¿Cuál es su especie Triticum favorita?
Triticum aestivum, el trigo harinero, es mi favorito. El trigo harinero alimenta a aproximadamente 2.700 millones de personas en todo el mundo. De hecho, se elaboran más productos alimenticios con trigo que con cualquier otro cereal. Sin embargo, un detalle interesante sobre el Triticum aestivum es que es un hexaploide, lo que significa que es una especie distinta formada por tres especies separadas. La diversidad genética inherente resultante de sus tres especies ancestrales y su capacidad para incorporar de forma natural la diversidad genética de otras especies ofrece a los mejoradores una amplia paleta de diversidad genética con la que trabajar para las necesidades actuales y futuras.
¿Cómo pueden los gestores de bancos de germoplasma de cultivos alimentarios vitales añadir diversidad a las colecciones existentes?
Muestras que componen la colección activa de trigo en el Centro de Recursos Fitogenéticos Wellhausen-Anderson en la sede del CIMMYT en Texcoco, México. (Foto: X. Fonseca/CIMMYT)
Hay muchos bancos de germoplasma vitales, con afiliaciones comunitarias, nacionales, regionales e internacionales. Es necesario armonizar estos esfuerzos en una red mundial de conservación. En el caso del trigo, por ejemplo, no conocemos adecuadamente la diversidad de los parientes silvestres del cultivo. Un estudio reciente de la Universidad del Estado de Kansas observó que dos tercios de las accesiones de Aegilops tauschii en posesión de varias colecciones clave eran duplicados. Esto es alarmante para la comunidad mundial del trigo. La colección ex-situ de una especie esencial es menos representativa y más vulnerable de lo que el mero número de accesiones implicaría. Debemos llevar a cabo una caracterización exhaustiva de todos los parientes silvestres de los cultivos para evaluar los riesgos para la diversidad, y un análisis de las deficiencias de los materiales recién recolectados para garantizar que su conservación a largo plazo añada una diversidad única a las colecciones existentes.
¿Cuál de las especies de Triticum que almacena el banco de germoplasma de trigo del CIMMYT debería, en su opinión, explorarse mucho más?
Las especies que pueden cruzarse fácilmente con el trigo cultivado, tanto con el trigo harinero como el trigo duro, se deberían intensificar sus esfuerzos de conservación y caracterización. Algunos ejemplos son Triticum monococcum subespecie monococcum (Einkorn) y Triticum turgidum subespecie dicoccon (Emmer).
¿Cuáles fueron los resultados más sorprendentes de los análisis de diversidad genética de casi 80.000 accesiones de trigo del banco de germoplasma del CIMMYT?
Las modernas herramientas de genética molecular confirmaron, en su mayor parte, la centenaria clasificación taxonómica linneana de las especies Triticum y Aegilops. En general, hay dos grandes escuelas de taxónomos, los «agrupadores» y los «separadores». Los primeros agrupan las especies basándose en unas pocas características comunes, y los segundos definen múltiples taxones basándose en muchos rasgos. El trabajo de Seeds of Discovery, en colaboración con Michiel van Slageren, de Kew Gardens, está confirmando la taxonomía saliente del género Triticum. Van Slageren estudió y publicó una monografía taxonómica sobre el género Aegilops, ancestral del trigo.
¿Cómo pueden ayudar los gestores de un banco de germoplasma en el premejoramiento?
El mantenimiento de la diversidad genética autóctona para su uso en el futuro es una función importante que los gestores de los bancos de germoplasma desempeñan en los procesos de premejoramiento y mejoramiento aplicado. Además, la identificación de variaciones raras y extrañas desempeña un papel importante en la comprensión de la expresión de los rasgos. Los gestores de los bancos de germoplasma están adquiriendo un mayor conocimiento de la representatividad genética de sus colecciones, y pueden identificar dónde pueden existir lagunas en la diversidad genética conservada. Un mejor conocimiento de las colecciones permitirá su conservación y uso sostenible.
Tom Payne en la Bóveda Mundial de Semilla en Svalbard, Noruega, para la ceremonia oficial de apertura en 2008. Payne sostiene una de las cajas selladas utilizadas para almacenar las casi 50.000 colecciones de semillas de maíz y trigo únicas depositadas por el CIMMYT. (Foto: Thomas Lumpkin/CIMMYT)
¿Cuál considera que es el mayor reto a la hora de buscar la diversidad genética en el cultivo de trigo para el futuro?
El CIMMYT y otros centros del CGIAR están legítimamente orgullosos de su gestión de los bienes públicos mundiales y del libre acceso y distribución de germoplasma e información. Sin embargo, fuera del CGIAR, muchas comunidades de cultivos todavía no han logrado compartir el germoplasma y los conocimientos en ambos sentidos. Los acuerdos internacionales han tratado de unir el reconocimiento de los derechos de propiedad intelectual con el acceso garantizado y los mecanismos de reparto de beneficios. Sin embargo, el terreno sigue siendo desigual entre las organizaciones públicas y privadas debido a los distintos niveles de inversión y exclusividad, acceso a la tecnología y a la información, y comerciabilidad.
¿Cuál es una forma de garantizar la conservación a largo plazo de los cultivos básicos en todo el mundo?
En los últimos años, varias colecciones de germoplasma de renombre internacional han sido destruidas debido a conflictos civiles, catástrofes naturales e incendios, por ejemplo en Alepo, Ciudad del Cabo y Sao Paulo. En ocasiones, escuchamos que es una pena que el patrimonio destruido se haya perdido, que era insustituible y sin valor. Cuando un banco de germoplasma pierde una accesión, el linaje ancestral de cientos de generaciones se extingue definitivamente. Los gestores de los bancos de germoplasma reconocen esta amenaza, y por ello se están enviando poco a poco muestras duplicadas de todas las accesiones a la Bóveda Mundial de Semilla en Svalbard para su conservación a largo plazo.
Foto de portada: Tom Payne, Director de la Colección de Germoplasma de Trigo y de la Red Internacional de Mejoramiento de Trigo. (Foto: X. Fonseca/CIMMYT)
En ocasiones, a Denise E. Costich, reciente ex directora de la colección de maíz del Banco de Germoplasma del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), le gusta incluir una cita de Woody Allen en sus presentaciones.
«No tengo idea de lo que estoy haciendo», declara el texto sobre una foto de un Allen de aspecto aturdido. «Pero la incompetencia nunca me impidió lanzarme con entusiasmo».
Esta es quizás la manera irónica de Costich de reconocer la trayectoria inusual que la llevó al Banco de Germoplasma y su entusiasmo por nuevos e interesantes desafíos. Sin embargo, de ninguna manera es un reflejo exacto de la habilidad, el conocimiento y el estilo de gestión humano que aportó a la labor.
“El CIMMYT requiere personas con una amplia gama de experiencias”, dice Tom Payne, director de la colección de trigo del Banco de Germoplasma del CIMMYT. Aunque no se formó como científica de cultivos y a pesar de que nunca había trabajado en un banco de germoplasma, el rico conjunto de experiencias profesionales y de vida de Costich la convirtió en la persona ideal para el trabajo.
Desde Ítaca y de regreso
Costich nació y creció en Westbury, Nueva York, y pasó gran parte de su infancia en un vivero de árboles. Su abuelo era el gerente, su padre se convirtió en el director de ventas y, finalmente, su hermana también se dedicó al negocio de la horticultura. Si bien sus experiencias en el vivero contribuyeron a un temprano interés por las plantas y la ecología, el aspecto comercial del vivero la eludió. “Simplemente no puedo vender cosas. Soy terrible”, declara Costich. «Pero realmente me gusta estudiarlas».
Este gusto por el estudio la llevó a la Universidad de Cornell en Ítaca, Nueva York, donde en un principio se recibió como licenciada en biología de la vida silvestre. Su noción de lo que significaba «estudiar cosas» fue influenciada por sus primeros héroes, primatólogos y biólogos de campo Dian Fossey y Jane Goodall. Implicaba viajar. Trabajo de campo en lugares lejanos. Entonces, cuando surgió la oportunidad al final de su segundo año de estudios de viajar a Kenia con Friends World College, Costich no lo dudó.
Costich finalmente pasó cuatro años en Kenia, estudiando babuinos. Cuando finalmente regresó a Ítaca, sabía dos cosas: el trabajo de campo era absolutamente lo suyo y quería hacer un doctorado.
Una conversación casual con sus compañeros de casa en su último semestre la llevó a realizar un trabajo de campo en la Amazonia brasileña tras su graduación, bajo la supervisión del legendario biólogo tropical y conservacionista Thomas Lovejoy. No obstante, en lugar de un tema de tesis, se topó con un parásito, un caso de leishmaniasis y se dio cuenta de que la selva tropical no era el entorno de trabajo para ella.
Las influencias y los resultados inesperados continuaron marcando la carrera de Costich a lo largo de sus estudios de posgrado en la Universidad de Iowa. Encontró su planta no en el campo, sino mientras leía un ensayo polvoriento como estudiante de intercambio en la Universidad de Wisconsin. Su estudio del Ecballium elaterium (una especie silvestre de la familia de las cucurbitáceas o calabazas) no la llevó a los trópicos —donde trabajaban la mayoría de sus compañeros y a donde esperaba dirigirse como estudiante de posgrado— sino a España, donde, por cierto, aprendió por primera vez el español.
Varios años después, Costich consiguió un puesto permanente en el Departamento de Biología del College of New Jersey. Continuó publicando sobre el Ecballium elaterium. Su carrera parecía estar asentada en una trayectoria académica predecible y reconocible, una sin una intersección obvia con el CIMMYT.
Posteriormente, Costich vio un anuncio en el boletín de la Sociedad Ecológica de América para un puesto de editor gerente para todas las revistas de la Sociedad. Su esposo, doctor en biología, había trabajado como editor de una revista académica durante varios años. Cuando Costich vio el anuncio, se dirigió inmediatamente a la oficina de su marido. «Golpeé el escritorio con el boletín y le dije: ‘¡Aquí está tu trabajo!'».
Costich tenía razón. Poco después, estaba de regreso a Ítaca —donde estaban ubicadas las oficinas de la Sociedad— con una familia que ahora incluía a tres hijos. Si bien fue la decisión correcta para su familia, se produjo a costa de su incipiente carrera académica. En Ítaca, pronto se encontró atrapada en el papel de postdoc ambulante.
Denise Costich en España en 1986, realizando un trabajo de campo sobre Ecballium elaterium con su hija Mara.
Un giro asombroso de los acontecimientos
Costich admite que, especialmente al principio, el regreso a Ítaca fue duro, incluso deprimente. Sus recuerdos de estos años pueden sonar un poco como un juego de sillas musicales jugado con laboratorios de investigación. A medida que un proyecto de posdoctorado o de investigación terminaba, se encontraba escaneando el campus en busca de su próximo puesto. Se volvió experta en eso. “En diez años, nunca perdí un cheque de pago”, dice Costich.
Con el cambio de milenio, Costich volvió a mirar al horizonte. A medida que pasaban los días en su último puesto, un genetista de maíz se mudó al laboratorio de al lado. Lo que empezó como una broma de pasillo sobre la posibilidad de que Costich abandonara el barco y se uniera al laboratorio de maíz, pronto se convirtió en una entrevista y posteriormente en una oferta de trabajo.
El trabajo le permitió conocer a casi todos los que trabajan en genética del maíz en Cornell. Costich pronto se encontró administrando el trabajo del laboratorio Buckler sobre genética de poblaciones de maíz. Mientras tanto, incursionó en proyectos paralelos sobre Tripsacum, un género de pasto perenne que está estrechamente relacionado con el maíz, y administró un proyecto importante sobre el pasto varilla. Al final de su posdoctorado, el laboratorio se puso a trabajar tratando de crear un puesto permanente para ella. Una vez más, la trayectoria de Costich estaba comenzando a tomar una forma estable y predecible.
Entonces apareció la científica del CIMMYT Sarah Hearne. “Escuché a través de la vid —o tal vez a través del campo de maíz— que el puesto de gerente de la colección de maíz del Banco de Germoplasma del CIMMYT estaba disponible… y que estaban teniendo dificultades para encontrar una persona para el puesto”, recuerda Costich, quien ya conocía a Hearne y había trabajado con Suketoshi Taba, el director pionero del banco de germoplasma desde hace mucho tiempo. Naturalmente, el tema surgió cuando ella y Hearne se pusieron al día en Ítaca.
Hearne admitió que la búsqueda aún no había tenido éxito. «Pero conozco a la persona perfecta para el trabajo», agregó.
«Ah sí, ¿quién?» preguntó Costich sin entender el mensaje.
Denise Costich, gerente de la colección de maíz del Banco de Germoplasma de Maíz y Trigo del CIMMYT, muestra una de las más de 28,000 accesiones de maíz del banco de germoplasma. (Foto: Luis Salazar/Crop Trust)
Una extraña en una tierra extrañamente familiar
A Costich no le sorprendió nada la sugerencia. Nunca había trabajado en un banco de germoplasma. Finalmente estaba encontrando algo de estabilidad en Cornell.
Al mismo tiempo, sus primeros sueños de explorar nuevos lugares a través de su trabajo, especialmente los trópicos, la atrajeron. Su hijo menor tenía casi la edad universitaria. En contra del consejo de algunos que la habían visto trabajar tan duro para establecerse en Cornell, dio el siguiente paso.
Cuando Costich llegó al campus del CIMMYT en Texcoco, México, había atravesado buena parte del mundo, aprendiendo español aquí, habilidades administrativas allá, un profundo conocimiento del maíz y su evolución biológica y cultural por allá. Durante este viaje de vida, desarrolló un profundo humanismo que le es propio.
Todo parecía una casualidad, tal vez, hasta que llegó a México y, de repente, de manera contradictoria, se encontró en el campo para el que estaba perfectamente adaptada. «Ser la gerente de un banco de germoplasma resultó ser el trabajo perfecto para mí, ¡y ni siquiera lo sabía!» menciona Costich. «Terminé usando todo lo que aprendí en toda mi carrera».
Eso no quiere decir que fuera fácil, especialmente al principio. Taba, su predecesor, había ocupado el puesto durante décadas, era un científico especializado en cultivos y había hecho que el banco pasara de ser una colección centrada en la región, con 12,000 accesiones, a convertirse en el banco de germoplasma de maíz más importante del mundo, con 28,000 accesiones, una instalación de almacenamiento de última generación y una serie de prácticas pioneras.
Taba no solo había dejado enormes zapatos que llenar, sino que durante su mandato —como es habitual en la fase de expansión de muchos proyectos— había sido difícil para el banco llevar una contabilidad completa y comprender todo el nuevo material que se había incorporado. Según el coordinador del banco de germoplasma, Cristian Zavala, cuando Costich se unió al CIMMYT “sabíamos muy poco sobre el material de nuestras bóvedas”.
«Taba era principalmente un mejorador», dice Costich. «De hecho, creo que esta oscilación entre un enfoque en el mejoramiento y un enfoque en la conservación y curación es buena para el banco».
Visita a una reserva comunitaria de semillas recién construida en Chanchimil, Todos Santos Cuchumatanes, Huehuetenango, Guatemala, en 2016. De izquierda a derecha: Mario Fuentes (colaborador), un miembro del personal de la reserva comunitaria de semillas, Denise Costich, Carolina Camacho (CIMMYT), Miriam Yaneth Ramos (Buena Milpa) y Esvin López (colaborador local).
Visita a una de las reservas comunitarias de semillas más antiguas de la región, Quilinco, Huehuetenango, Guatemala, en 2016. De izquierda a derecha: Pedro Bello (UC Davis), Esvin López (colaborador local), Denise Costich, José Luis Galicia (Buena Milpa), Ariel Rivers (CIMMYT) y Miriam Yaneth Ramos (Buena Milpa).
Costich con los ganadores de la Segunda Feria de la Cosecha y del Concurso de la Mazorca Más Grande de Maíz Jala en Coapa, Nayarit.
Costich (izquierda) mide mazorcas de maíz para la Segunda Feria de la Cosecha y el Concurso de la Mazorca Más Grande de Maíz Jala en Coapa, Nayarit en 2019.
Costich (centro) comparte algunos comentarios desde el escenario de la Segunda Feria de la Cosecha y el Concurso de la Mazorca Más Grande de Maíz Jala en Coapa, Nayarit. A su izquierda, Ángel Pérez, agricultor participante, y a su derecha, Rafael Mier, director de la Fundación Tortilla de Maíz Mexicana.
Un banco para los agricultores
Sin embargo, según Zavala, debido al conocimiento limitado de gran parte del material con el que estaban trabajando, muchos miembros de base del banco no comprendían completamente la importancia de su trabajo. La moral estaba mezclada. Además, a pesar de la suposición de que su nuevo trabajo la haría trabajar en estrecha colaboración con los pequeños agricultores locales, Costich descubrió que la institución era poco conocida por los agricultores comunes en su país anfitrión. Cuando se conoció, la científica asociada en innovación e inclusión social, Carolina Camacho, señala, se asumió que el CIMMYT solo trabajaba con variedades híbridas de maíz y no con las variedades nativas de las que dependen muchos pequeños agricultores en México.
Estos se convirtieron en los ejes principales del trabajo de Costich en el banco: la conservación del material atrasado, el desarrollo del personal y el alcance comunitario.
Por lo tanto, cuando Costich se dio cuenta de que los registros se mantenían en una combinación de papel y formatos digitales rudimentarios, envió a Zavala, un joven y prometedor asistente de investigación en ese momento, a una pasantía en la Colección del Banco de Germoplasma de Maíz del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos en Ames, Iowa, a talleres en los bancos de germoplasma del CGIAR en Colombia (al CIAT) y en Etiopía (al ILRI), y a reuniones sobre temas especializados en Alemania y Portugal.
Zavala no había salido del país antes, hablaba poco inglés y recuerda haber sido “rebelde” en el trabajo. “Necesitaba más responsabilidad”, dice. «La Dra. Denise notó eso y me ayudó a crecer». A su regreso, Zavala ayudó a implantar procesos actualizados de trazabilidad y gestión de datos, incluida la migración de los datos del banco de germoplasma a la plataforma GRIN-Global del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.
No obstante, como señala Payne, la tenencia de Costich nunca se trató de un simple conteo de frijoles o, en este caso, de granos de maíz. “Ella ve el aspecto más humano de la importancia de las colecciones”, menciona. Las principales tareas que estableció para el banco llegaron a subsumirse en el objetivo general de una comprensión más completa del contenido de las bóvedas del banco, una que abarcara tanto su importancia biológica como sociocultural.
Cuando Costich se encontró con una colección de variedades locales de maíz del estado de Morelos reunidas por Ángel Kato a mediados de la década de 1960 que conservaban los nombres de los agricultores que habían donado cada muestra, trabajó con Camacho y la estudiante de posgrado Denisse McLean-Rodríguez para diseñar un estudio que involucrara a las familias donantes y sus comunidades. McLean-Rodríguez, Camacho y Costich se propusieron comparar los efectos de la conservación de razas locales ex-situ versus in-situ en términos tanto genéticos como socioeconómicos.
De manera similar, cuando un colega del INIFAP invitó a Costich a ser jueza en un concurso anual por la mazorca más grande de maíz criollo Jala en el estado de Nayarit, México, pronto comenzaron a discutir cómo podrían contribuir en la comunidad más allá de su participación como jueces. A partir de 2016, Costich fue codirectora de un estudio de la diversidad genética de la variedad local, así como de una iniciativa para volver a matricular las semillas de maíz Jala conservadas en el CIMMYT durante más de 60 años.
Costich y los miembros del equipo de la colección de maíz recibieron a Pedro Bello de la Universidad de California en Davis (al centro, de lentes) en el Banco de Germoplasma del CIMMYT en Texcoco, México, para un taller sobre longevidad de semillas y técnicas de conservación.
Un banco de germoplasma no es una isla
Los bancos de germoplasma son baluartes contra la erosión genética. Pero, como explica Camacho, esta misión puede entenderse tanto en sentidos muy estrechos como muy amplios. El sentido estricto se centra en los procesos genéticos per se: la pérdida de alelos. El sentido amplio incluye la pérdida de prácticas culturales y conocimientos construidos y sostenidos en torno al cultivo de una variedad local determinada. A través de las iniciativas que el banco ha emprendido durante su mandato, Costich ha tratado de demostrar, tanto en el ámbito científico como en la práctica, cómo las colecciones de germoplasma como las del CIMMYT pueden complementar, reforzar y enriquecer el trabajo de los pequeños agricultores —los conservadores de facto de germoplasma— contribuyendo al mismo tiempo a la difícil tarea de combatir la erosión genética en un sentido más amplio.
Uno tiene la sensación de que, en opinión de Costich, no se trata de un proceso unidireccional en el que las grandes instituciones «ayudan» a los pequeños agricultores. Más bien se trata de la colaboración entre todos los participantes en una red interdependiente de conservación. Como argumentó en su reciente seminario final, Costich ve a los bancos de germoplasma como un eslabón en una cadena de respaldo de seguridad alimentaria que comienza a nivel de la granja.
De hecho, la iniciativa más reciente de Costich demostró cómo las innovaciones destinadas a un eslabón de la cadena pueden viajar hacia arriba y encontrar aplicaciones en instituciones más grandes.
Costich dirigió recientemente una iniciativa con bancos comunitarios de semillas en la cordillera de Cuchumatanes en Guatemala para estudiar el uso de la tecnología DryChain en el almacenamiento de maíz poscosecha. Este experimento demostró los enormes beneficios que la incorporación de este tipo de tecnologías podría traer a las reservas de semillas familiares y comunitarias con poca tecnología o sin ella.
Sin embargo, en última instancia, el estudio condujo a un segundo experimento en la estación de clima tropical del CIMMYT en Agua Fría, México. Con el asesoramiento de colaboradores de la Universidad de California en Davis y un socio de la industria (Dry Chain America), el equipo de acondicionamiento de semillas ha modernizado una cabina antigua de secado de la estación para secar el maíz sin utilizar calor, sino forzando la circulación de aire a través de sacos de secado. Bajo la dirección de Filippo Guzzon, estudiante de postdoctorado y biólogo de semillas que trabaja con Costich, se probó la viabilidad a largo plazo de las semillas secadas con la técnica acelerada frente a las técnicas tradicionales, las cuales son más lentas. El estudio no mostró pérdida de viabilidad a largo plazo utilizando la técnica de secado acelerado.
Denise Costich, el director general del CIMMYT, Martin Kropff, y el equipo de la Colección de Maíz entregan certificados de participación a dos becarios visitantes, Jiang Li (a la izquierda de Kropff), estudiante de doctorado del CAAS, en Pekín (China), y Afeez Saka Opeyemi (a la derecha de Costich), miembro del personal del Banco de Germoplasma del IITA en Nigeria.
Costich y el equipo de la Colección de Maíz en la fiesta de Navidad 2018 del CIMMYT.
Costich y el equipo de la Colección de Maíz en la fiesta de Navidad del CIMMYT de 2018. Filippo Guzzon, sentado a la derecha de Costich, acababa de recibir una oferta de postdoctorado en el equipo.
Un retiro muy ocupado
En el seminario final de Costich, Kevin Pixley, director del programa de Recursos Genéticos, presentó a Costich una placa en agradecimiento por su servicio en el CIMMYT. Terence Molnar, mejorador de maíz del equipo de Recursos Genéticos, ha reemplazado a Costich y es ahora el director del Banco de Germoplasma de Maíz.
Sin embargo, para algunos colegas cercanos, la partida de Costich no es el final del camino. «Este no es un adiós para siempre», dice Guzzon. “Seguiré en contacto con mi cuatita”, dice Camacho, quien también dejó el CIMMYT recientemente.
Por su parte, Costich recalca que esto no es un adiós. No a sus amigos y colegas, y ciertamente no a su trabajo. En un almuerzo de despedida a base de maíz y con distancia social que Costich celebró pocos días antes de su partida, seguía ocupada tejiendo conexiones sociales y fomentando la colaboración entre fanáticos del maíz de todo tipo — desde chefs y diseñadores hasta científicos y defensores políticos.
Costich ya está considerando tomar un puesto a tiempo parcial en su antiguo laboratorio en Cornell y regresar a la investigación del Tripsacum. A su vez, será científica visitante en el Centro Nacional de Recursos Genéticos (CNRG), donde oficialmente encabezará parte de un estudio internacional sobre el pasto varilla. Costich espera aprovechar su mandato en el CIMMYT al involucrarse en un esfuerzo para ayudar a mejorar el sistema nacional mexicano de recursos fitogenéticos. Además, recientemente aceptó la invitación de Seed Savers Exchange para formar parte de su consejo y desea ofrecer su tiempo y experiencia a varias iniciativas de conservación de semillas dentro de esa organización y con sus muchos colaboradores.
Cuando se le preguntó qué es lo que espera abordar en su retiro que no esté relacionado con el trabajo, Costich traiciona su profunda lealtad al mundo de las plantas. «No lo sé», dice, «estoy pensando en comenzar un gran huerto».
Foto de portada: Denise Costich durante la inauguración del museo del banco de germoplasma del CIMMYT en 2019 (Foto: Alfonso Cortés/CIMMYT)
El maíz es más que un cultivo en México. En muchos casos, conecta a las familias con su pasado. Las variedades criollas, las cuales han sido cultivadas y sometidas a selección de los agricultores durante generaciones, conservan una identidad distinta y carecen de un mejoramiento formal. Estas proporcionan la base de la diversidad del maíz de México.
En los años 1966 y 1967, el investigador Ángel Kato del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) recolectó y almacenó 93 muestras de variedades de maíz criollo de 66 familias del estado de Morelos. Estas semillas fueron salvaguardadas en el Banco de Germoplasma del CIMMYT, el cual cuenta con una colección de 28 000 muestras de maíz y sus parientes silvestres provenientes de 88 países.
50 años después, la estudiante de doctorado, Denisse McLean-Rodríguez, de la Escuela de Estudios Avanzados de Sant’Ann en Italia, e investigadores del CIMMYT comenzaron un nuevo estudio que rastrea la conservación y abandono de variedades criollas a lo largo de los años.
El estudio muestra que el abandono de variedades de maíz criollo es común cuando las prácticas de agricultura pasan de generación en generación. Los agricultores mayores se apegan a sus variedades y continúan cultivándolas, incluso ante razones apremiantes para cambiarlas o reemplazarlas. Cuando las generaciones más jóvenes se hacen cargo de la gestión de las tierras, estas a menudo son abandonadas. No obstante, los agricultores jóvenes aún valoran su importancia cultural.
Las variedades de maíz criollo se pueden conservar “in situ” en los campos de los agricultores y “ex situ” en espacios protegidos, como un banco de germoplasma o un banco de comunitario semillas. La pérdida de las variedades criollas en los campos de los agricultores durante 50 años enfatiza la importancia de la conservación ex situ. Los rasgos que se encuentran en las variedades criollas pueden incorporarse a nuevas variedades para enfrentar algunos de los desafíos más apremiantes de la agricultura como el cambio climático, las plagas y enfermedades, y la desnutrición.
Esta investigación fue apoyada por el CIMMYT, el Programa de Investigación de Maíz del CGIAR (MAIZE), la Escuela de Estudios Avanzados Sant’Anna, la Universidad de Wageningen y el Global Crop Diversity Trust.