Un estudio demuestra que el etanol es una forma práctica, segura y barata de proteger la producción de alimentos en todo el mundo cuando el agua es escasa. La sustancia asegura que las plantas prosperen hasta dos semanas sin agua
El etanol puede ayudar a las plantas a sobrevivir en tiempos de sequía, según un nuevo estudio realizado en el Centro RIKEN para la Ciencia de los Recursos Sostenibles de Japón y publicado este jueves en la revista científica Plant and Cell Physiology.
Dirigidos por Motoaki Seki, los investigadores ha demostrado que la adición de etanol al suelo permite a las plantas, incluidas las de arroz y trigo, prosperar tras dos semanas sin agua.
Como el etanol es seguro, barato y está ampliamente disponible, este hallazgo ofrece una forma práctica de aumentar la producción de alimentos en todo el mundo cuando el agua es escasa. Esto sin necesidad de producir plantas modificadas genéticamente, que son costosas, llevan mucho tiempo y a veces son controvertidas.
El futuro previsible incluye un aumento constante de la población y un incremento de la escasez de agua inducido por el cambio climático, dos condiciones que conducirán inevitablemente a la escasez de alimentos a menos que se tomen medidas. Una opción es encontrar la forma de evitar que las plantas mueran cuando no tienen acceso al agua.
Modificar genéticamente las plantas para que sus estomas -los poros de sus hojas- permanezcan cerrados, ha resultado algo eficaz porque impide que el agua salga de las plantas. Sin embargo, fabricar plantas modificadas genéticamente es caro y lleva mucho tiempo, y los países más necesitados podrían no tener el mismo acceso a estos cultivos modificados.
Mecanismo natural
Seki y su equipo han estado trabajando en otro enfoque. Sabiendo que las plantas producen etanol cuando se les priva de agua, razonaron que dárselo a las plantas las protegería de futuras sequías. Para probar esta hipótesis, cultivaron plantas durante unas dos semanas con abundante agua.
A continuación, pretrataron el suelo con etanol durante tres días, seguido de la privación de agua durante dos semanas. Alrededor del 75% de las plantas de trigo y arroz tratadas con etanol sobrevivieron después de volver a regarlas, mientras que menos del 5% de las plantas no tratadas sobrevivieron.
Tras demostrar que el etanol puede proteger a estos dos importantes cultivos de la sequía, se propusieron explicar por qué centrándose en la planta modelo Arabidopsis.
En primer lugar, observaron las hojas y descubrieron que poco después de que las plantas de Arabidopsis tratadas con etanol fueran privadas de agua, sus estomas se cerraban y la temperatura de las hojas aumentaba. A los 11 y 12 días de privación de agua, estas plantas habían retenido más agua en sus hojas que las plantas no tratadas.
A continuación, los investigadores analizaron la expresión de los genes antes y durante la privación de agua y marcaron por radio el etanol antes del pretratamiento. Esto les permitió ver qué procesos se activaban durante la sequía y qué ocurría con el etanol después de ser absorbido por las raíces de las plantas.
Incluso antes de la privación de agua, las plantas tratadas con etanol comenzaron a expresar genes que normalmente se expresan durante la privación de agua. Además, más o menos al mismo tiempo que el contenido de agua disminuía en las hojas no tratadas, las plantas tratadas con etanol producían azúcares a partir del etanol y hacían la fotosíntesis.
Solución a la escasez hídrica
Seki afirma que el tratamiento del suelo con etanol mitiga la sequía en varios frentes. En primer lugar, los genes relacionados con la sequía se expresan incluso antes de que falte el agua, dando a las plantas una ventaja en la preparación.
Luego, los estomas se cierran, lo que permite a las hojas retener más agua. Al mismo tiempo, parte del etanol se utiliza para fabricar una serie de azúcares, que proporcionan una energía muy necesaria que normalmente es difícil de obtener con los estomas cerrados.
«Descubrimos que tratar cultivos comunes como el trigo y el arroz con etanol exógeno puede aumentar la producción de los cultivos durante la sequía. Al igual que en Arabidopsis, es probable que esto se produzca a través de cambios en los perfiles metabolómicos y transcriptómicos que regulan la respuesta a la sequía. Esto nos ofrece una forma barata y fácil de aumentar el rendimiento de los cultivos incluso cuando el agua es limitada, sin necesidad de modificación genética», subrayó Seki.
