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SECRETOS DE LAS PLANTAS. Las plantas de yuca prosperarán a medida que aumenten los niveles de CO2

 



Científicos de la Universidad de Illinois  han descubierto que el cultivo de raíces de yuca, que alimenta a más de mil millones de personas, prosperará en las condiciones atmosféricas proyectadas para la segunda mitad de este siglo. 

A medida que los niveles de dióxido de carbono continúan aumentando rápidamente en la atmósfera, las plantas tienen más CO2 disponible para la fotosíntesis y el desarrollo. Los expertos han estado trabajando para comprender cómo los niveles más altos de CO2 afectarán el rendimiento de los cultivos y si los cultivos conservarán su valor nutricional. 

En siete de las ocho variedades de yuca plantadas, los investigadores encontraron que los niveles mejorados de CO2 aumentaron los rendimientos entre un 22 y un 39 por ciento.

En colaboración con científicos de la Universidad de Monash, el equipo cultivó mandioca en una instalación de investigación al aire libre llamada SoyFACEEsta instalación fue diseñada para aumentar artificialmente el dióxido de carbono para que los investigadores puedan estudiar cómo responderán los cultivos a concentraciones atmosféricas más altas de CO2 en las próximas décadas.


Una fotografía aérea revela varias parcelas experimentales de cultivos de yuca en las instalaciones de investigación SoyFACE de la Universidad de Illinois. Foto de Beau Barber / proyecto RIPE


Los investigadores descubrieron que los niveles elevados de CO2 aumentaron el rendimiento de los cultivos de siete de los ocho tipos de yuca entre un 22 y un 39 por ciento. Los agricultores de África prefieren cada cepa seleccionada para el estudio, donde la yuca constituye una cuarta parte o más de las dietas en varios países. 

A diferencia de investigaciones anteriores sobre los efectos del aumento de CO2 en otros cultivos, el equipo no encontró una disminución en la calidad de las proteínas o el contenido de nitrógeno en las hojas, que son consumidas por humanos y ganado además de los tubérculos almidonados.

"Queríamos saber cómo la yuca se enfrenta a los niveles elevados de dióxido de carbono", dijo el coautor del estudio, el profesor Donald Ort. “A veces, las plantas no pueden utilizar los carbohidratos adicionales, lo que hace que la planta regule negativamente la fotosíntesis. Descubrimos que la yuca podía mantener la eficiencia fotosintética y la calidad nutricional ".

Las plantas usan pequeños poros en sus hojas llamados estomas para absorber dióxido de carbono. Al mismo tiempo, pierden agua por estos poros. El estudio mostró que cuando los niveles de dióxido de carbono aumentan de 400 a 600 ppm, las hojas de yuca podrían conservar un 58 por ciento más de agua en promedio al optimizar la tasa de entrada de carbono en comparación con el agua que sale de la hoja.


La respuesta de la fotosíntesis de yuca al [CO 2] cuando se cultiva durante 30 días a temperatura ambiente (385 ppm) y se eleva (585 ppm) [CO 2] en el campo usando el método FACE. (Panel izquierdo) la respuesta de la fotosíntesis al [CO 2] interno (Ci). Las líneas rectas discontinuas y continuas intersecan el eje x en el crecimiento [CO 2] de las plantas utilizadas para medir estas curvas. (Panel derecho) fotosíntesis instantánea para plantas cultivadas con CO 2 ambiental y elevado medido en su crecimiento respectivo [CO 2].


La capacidad natural de la yuca para producir altos rendimientos con poca agua es parte de lo que hace que este cultivo sea un alimento básico en las regiones propensas a la sequía en el África subsahariana. No es sorprendente ver este rasgo magnificado en los cultivos C3, pero es alentador ya que la escasez de agua será una barrera importante para la seguridad alimentaria.

La gran mayoría de las plantas terrestres de las que dependemos para la alimentación humana y la energía utilizan la vía C3, que es la más antigua de las vías para la fijación de carbono y se encuentra en plantas de todas las taxonomías. Casi todos los primates no humanos existentes en todos los tamaños corporales, incluidos los prosimios, los monos del nuevo y el viejo mundo y todos los simios, incluso los que viven en regiones con plantas C4 y CAM, dependen de las plantas C3 para su sustento.

Estos resultados sugieren que se pueden esperar mayores rendimientos de yuca a medida que aumenta el [CO2] atmosférico en las próximas décadas

No pareció haber una diferencia significativa en qué tan bien se fotosintetizaron las ocho variedades de yuca, pero el equipo sí observó cambios en su crecimiento y desarrollo debido a la forma en que las plantas distribuían los carbohidratos en sus raíces, tallos y hojas. 

Estas diferencias se pueden capitalizar para desarrollar variedades de yuca que absorban más carbono en sus raíces y así aumentar los rendimientos. El objetivo final es mejorar la resiliencia natural y la productividad de este cultivo que está en una situación única para ayudar a los pequeños agricultores a resistir las presiones de un clima cambiante.

La investigadora postdoctoral de la Universidad de Illinois, Ursula Ruiz Vera, cosecha yuca que es parte de un estudio que examina las diferencias fotosintéticas entre las variedades de yuca cultivadas en condiciones climáticas futuristas en las instalaciones de investigación SoyFACE. El estudio encontró aumentos de rendimiento que van del 22 al 39 por ciento en siete de las ocho variedades. Fuente: Claire Benjamin / proyecto RIPE


La investigación es el resultado de una asociación entre dos proyectos de investigación internacionales que cuentan con el apoyo de la Fundación Bill y Melinda Gates. El estudio se ha publicado en el Journal of Experimental Botany .

Fuente: Journal of Experimental Botany . November 11. DOI: 10.1093 / jxb / eraa459 /

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