Maíz y caña de azúcar, cultivos no adaptados para aprovechar grandes cantidades de bióxido de carbono

Maíz y caña de azúcar, cultivos no adaptados para aprovechar grandes cantidades de bióxido de carbono

  • A diferencia de otros cultivos, como el tomate o el pimiento, el maíz, sorgo y caña de azúcar no aprovechan grandes cantidades de CO2
  • Sugieren una serie de modificaciones en los cultivos para aprovechar mayores cantidades de este gas

Las plantas de manera natural pueden convertir el dióxido o bióxido de carbono (CO2) en rendimiento mediante la fotosíntesis. Mayor cantidad de CO2 debería impulsar la producción de las plantas, pero una investigación de la Universidad de Illinois, en Estados Unidos, sugiere que algunos cultivos, incluido el maíz, no pueden aprovecharlo eficazmente.

     La mayoría de las plantas, incluidas la soya, el arroz, la canola, el tomate, el pimiento y todos los árboles, son C3 (vía para la fijación del carbono en la fotosíntesis) porque primero fijan el CO2 en un carbohidrato (molécula empleada para proporcionar energía inmediata) que contiene tres átomos de carbono.

     El maíz, el sorgo y la caña de azúcar pertenecen a un grupo especial de plantas conocido como C4 (vía de cuatro carbonos), llamado así porque primero fijan CO2 en un carbohidrato de cuatro carbonos durante la fotosíntesis. En promedio, los cultivos C4 son 60 % más productivos que los cultivos C3.

Imitan condiciones atmosféricas futuras

Cuando hay cultivos inmersos en niveles elevados de CO2, imitando las condiciones atmosféricas futuras, la investigación muestra que los cultivos C3 pueden volverse más productivos, mientras que, los cultivos C4 no muestran un comportamiento positivo.

     Para el análisis, reunieron un conjunto de datos de mediciones de fotosíntesis de 49 especies C4, incluidos los cultivos que podrían revelar limitaciones fotosintéticas.

      El patrón constante que surgió fue que, a niveles bajos de carbono, muy por debajo de lo que habrían experimentado las plantas antes de la revolución industrial, la fotosíntesis de C4 estaba limitada por la actividad de una enzima que fija bióxido de carbono (CO2). Sin embargo, a los niveles actuales de CO2, la fotosíntesis de C4 estaba limitada por la capacidad de proporcionar la molécula de tres carbonos que acepta el cuarto CO2.

      “Este hallazgo es análogo a una línea de ensamblaje de automóviles donde el suministro de motores está superando el suministro de chasis para aceptarlos. Necesitamos diseñar estas plantas para equilibrar mejor sus recursos”, explicó el coautor del estudio, Stephen Long.

¿Cómo solucionarían el déficit de aprovechamiento del dióxido de carbono?

En primer lugar, los autores sugieren que los cultivos C4 deben reducir la cantidad de la enzima utilizada para fijar el CO2 y reinvertir los recursos ahorrados para producir más moléculas capaces de aceptar dicho gas.

      En segundo lugar, necesitan restringir el suministro de CO2 a la hoja, reduciendo el número de poros (estomas) en su superficie. “Reducir el CO2 dentro de la hoja volvería a optimizar la bioquímica, sin reducir la tasa de fotosíntesis y, con menos estomas, se perdería menos agua, por lo que estamos aumentando la eficiencia del uso del agua en el cultivo”, abundó Long.

      Estos cambios propuestos para los cultivos C4 se están desarrollando a través del Centro de Innovación Avanzada de Bioenergía y Bioproductos, que cuenta con el apoyo del Departamento de Energía de Estados Unidos.

      El estudio fue publicado en Plant, Cell & Environment, una revista científica revisada por pares, enfocada en investigaciones teóricas o experimentales sobre las plantas y su entorno.

Fuentes: Plant, Cell & EnvironmentPhys.org

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