Un biólogo molecular del Instituto Salk, Joseph Swift, destacó la importancia de la fotosíntesis C4 en las plantas, que prosperan en condiciones secas y cálidas. Swift, investigador postdoctoral, enfatizó que el cambio climático aumentará el número de entornos con tales condiciones, lo que hace que esta investigación sea crucial.
Swift fue coautor de un artículo publicado en la revista Nature, que examinó la evolución de las plantas C4 a lo largo de millones de años. Aunque todas las plantas realizan la fotosíntesis para producir oxígeno y alimento, lo hacen a través de diferentes mecanismos. El estudio sugiere que la edición genética podría permitir que más plantas adopten la eficiente fotosíntesis C4.
Actualmente, la mayoría de las plantas utilizan la antigua fotosíntesis C3, caracterizada por tres moléculas de carbono. Este grupo incluye cultivos importantes como el arroz, la soja y el trigo. Joe Ecker, profesor de genética en el Instituto Salk y autor principal del artículo, identificó el arroz como un candidato principal para la conversión a C4.
El proceso C4 mejora la eficiencia y la tolerancia a la sequía al abordar problemas presentes en las plantas C3, como la mezcla de dióxido de carbono con oxígeno durante la fotosíntesis, lo que conduce a un desperdicio de energía. Además, las plantas C3 tienden a perder agua a través de poros abiertos en sus hojas.
Ecker señaló que convertir el arroz, el segundo cultivo más importante a nivel mundial, de C3 a C4 podría potencialmente aumentar su eficiencia fotosintética y su rendimiento en un 50%. El maíz, una planta C4 líder, es actualmente el cultivo más significativo.
Los procesos evolutivos naturales han hecho que las plantas pasen de C3 a C4 aproximadamente 60 veces. Sin embargo, lograr esta conversión en entornos de laboratorio a través de la edición genética presenta desafíos y podría llevar hasta 20 años.
Aunque la perspectiva de mayores rendimientos agrícolas sigue siendo incierta, Ecker señaló que con una población global esperada de cerca de 10 mil millones para 2050, mejorar la producción de alimentos es imperativo. 'El objetivo es aumentar el rendimiento de granos de plantas de importancia mundial para garantizar la seguridad alimentaria,' afirmó.
Los investigadores del Instituto Salk colaboraron con científicos de la Universidad de Cambridge para descubrir los fundamentos genéticos de la fotosíntesis.