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Las legumbres, aliadas en la lucha contra el cambio climático

Por Mar Gulis

Las legumbres son un alimento muy popular en nuestro país por su alto valor nutricional (pese a que su consumo está decayendo en los últimos años). Quizás menos conocido es que con ellas se producen harinas como sustituto del cacao, como el algarrobo, o que sus raíces se utilizan como especias (por ejemplo, el regaliz). Muchas legumbres se emplean además como alimento para animales (alfalfa, veza y trébol) o para la producción de principios activos medicinales, aceites, tinturas y fibras, entre otros productos. Como consecuencia, las leguminosas se encuentran entre los cultivos más importantes a nivel mundial, solo detrás de los cereales. Pero además las legumbres pueden ser aliadas en la lucha contra el cambio climático. Tal y como cuentan los autores del libro de divulgación Las legumbres (CSIC-Catarata), la clave está en que ayudan a fijar el nitrógeno orgánico, uno de los nutrientes, después del agua, más necesarios para el crecimiento de las plantas.

Cartel de la FAO realizado con motivo del Año Internacional de las Legumbres 2016.

En agricultura es muy habitual el uso de abonos nitrogenados. Sin embargo, además de su elevado coste, estos abonos tienen consecuencias medioambientales, ya que una cantidad significativa de ellos son emitidos al aire como óxido de nitrógeno, uno de los gases causantes del efecto invernadero y que, mezclado con el vapor de agua, produce la lluvia ácida. Su sustitución no es baladí si recordamos que, según el Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de la ONU, la agricultura es responsable de cerca del 14% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero, un volumen similar al originado por el transporte.

El nitrógeno atmosférico es la forma más abundante de nitrógeno. Los únicos organismos capaces de transformarlo en nitrógeno orgánico son aquellos que poseen la enzima nitrogenasa. Estos organismos pueden realizar la transformación en solitario o en asociación con otros organismos, principalmente con plantas. En este sentido, la asociación simbiótica más importante se da entre unas bacterias del suelo denominadas rizobios y plantas de la familia leguminosae, de las que forman parte las legumbres. Su unión aporta cerca del 80% del total del nitrógeno atmosférico fijado de forma biológica.

La interacción leguminosa-bacteria y el establecimiento de la simbiosis son procesos de gran complejidad en los que intervienen numerosos factores estructurales, bioquímicos y genéticos. El establecimiento de la simbiosis comienza con el reconocimiento entre un rizobio determinado y su planta hospedadora, que consiste en un intercambio de señales químicas que activan recíprocamente programas genéticos específicos. El resultado exitoso de esta interacción es la formación de un órgano nuevo en la planta, el nódulo, donde se lleva a cabo la fijación biológica del nitrógeno atmosférico. La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) calcula que las leguminosas pueden llegar a fijar entre 72 y 350 kilos de nitrógeno por hectárea y año.

Este proceso, además de ayudar al crecimiento de la planta, mejora la calidad nutricional de los suelos. Ese suelo queda ‘abonado’ y sigue siendo útil para cultivos posteriores, lo que permitirá a su vez reducir el uso de fertilizantes nitrogenados.

Además de enriquecer los suelos, incluir legumbres en los cultivos reduce el riesgo de erosión y aumenta su potencial de absorción de carbono. Igualmente, las leguminosas soportan mejor los climas extremos y son más resistentes que otros cultivos. Por su amplia diversidad genética permiten obtener variedades mejoradas capaces de adaptarse mejor a condiciones climáticas adversas. ¿Se les puede pedir más?

Mucho más sobre estas plantas en el libro Las legumbres  (CSIC – Catarata), coordinado por Alfonso Clemente y Antonio M. de Ron, de la Estación Experimental del Zaidín del CSIC y la Misión Biológica de Galicia del CSIC, respectivamente.

El grano de dios o cómo los mayas domesticaron el maíz

Pedro-Revilla1Por Pedro Revilla (CSIC)*

El teosinte es una planta silvestre emparentada con el maíz que se encuentra en Centroamérica. Según una leyenda maya, el dios Yum Kaat creó el teosinte, palabra que en el idioma nahuatl significa “maíz de dios“. Otro mito cuenta que el dios Sol y la diosa Luna tuvieron un hijo llamado Cinteotl, dios del maíz. Cuando Cinteotl fue hecho pedazos por otro dios, de sus despojos surgieron el maíz y otras plantas cultivadas. Aunque estas narraciones no son objeto de investigación científica, lo cierto es que el teosinte ya existía cuando los seres humanos llegaron a América, así que obviamente el teosinte no fue creado por la acción humana. Lo que sí estudia la comunidad científica es la domesticación del maíz (Zea mays L.), una práctica que, según la teoría actualmente aceptada, pusieron en marcha hace unos diez mil años los pobladores de Centroamérica –posiblemente los mayas– a partir del teosinte.

teosinte

Teosinte, antecesor del maíz

La domesticación de otras especies es un proceso de selección genética continuo que se realiza por los seres humanos, de forma consciente o inconsciente, para cultivar plantas o criar animales. Volviendo a nuestro grano, las plantas de las variedades primitivas de maíz no son muy distintas de las plantas de teosinte, pero la mazorca de maíz es tan diferente de la pequeña espiga de teosinte que apenas se puede encontrar algún parentesco entre ambas. De hecho, la domesticación del maíz supuso la variación más grande entre una especie silvestre y una cultivada. Si comparamos los frutos silvestres y cultivados de muchas otras especies, observamos cambios cuantitativos y algunos cualitativos que permiten encontrar rasgos comunes. Sin embargo, entre la espiga de teosinte y la mazorca de maíz primitivo hay cambios tan drásticos –como el número de filas de grano, el número de granos por fila, la forma, tamaño y peso de los granos, la cobertura de los granos y su composición– que hacen pensar que son dos plantas no relacionadas.

variedades maiz

Variedades de maíz estudiadas en la Misión Biológica de Galicia del CSIC

Entonces, ¿cómo lo hicieron los mayas? Como en todas las domesticaciones, para el maíz eligieron solo una pequeña proporción de la variabilidad genética disponible en el teosinte, ya que seleccionaron los ejemplares que les resultaban más útiles. Por ejemplo, eligieron los granos más grandes o más blandos, o las mazorcas con más granos que no se cayesen. Aquel maíz primitivo seleccionado disponible en el teosinte ha seguido produciendo variación genética suficiente para permitir extender el cultivo desde los trópicos hasta los círculos polares, desde el nivel del mar hasta los altiplanos andinos y desde América hasta todas las tierras pobladas. Es posible que en aquella selección que tan hábilmente practicaron los mayas fuese implícita la elección de las plantas con mayor capacidad para producir variaciones genéticas. Tanto es así que la diferencia entre dos líneas de maíz actuales supera la distancia genética que hay entre seres humanos y chimpancés.

Con estos antecedentes no es de extrañar que los mayas atribuyesen el origen del maíz a la intervención divina en lugar de arrogarse todo el mérito de tan magna obra. Con todos los conocimientos y tecnologías disponibles en la actualidad, la comunidad científica aún no ha sido capaz de hacer algo parecido a la domesticación del ‘grano de dios’.

*Pedro Revilla es investigador de la Misión Biológica de Galicia del CSIC.