El Irnasa analiza cómo afecta el incremento del dióxido de carbono en el desarrollo del trigo y la alfalfa

Ana Victoria Pérez/DICYT Los investigadores María Pilar Pérez y Rafael Martínez-Carrasco, del Departamento de Producción Vegetal del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (Irnasa), han recibido una subvención, adscrita al Plan Nacional de Investigación y Desarrollo, con la que podrán continuar sus investigaciones sobre la influencia que ejerce el incremento de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera en el desarrollo del trigo y la alfalfa. Según ha confirmado a DICYT María Pilar Pérez "los trabajos de campo de la presente campaña comenzarán a finales de esta semana o principios de la próxima en los terrenos de la finca Muñovela, que el Consejo Superior de Investigaciones Científicas tiene a 13 kilómetros de Salamanca".

Tras la importante inversión realizada en el proyecto el año pasado, en el que se subvencionó la instalación de cuatro nuevos túneles de gradiente de temperatura, así como el mantenimiento de los dos ya existentes, este año la partida adjudicada al proyecto asciende a 41.000 euros. Apenas faltan unas semanas para que comiencen las labores de preparación de la tierra en la que se sembrará la cosecha de trigo y alfalfa que se estudiarán este año y, según comenta la investigadora María Pilar Pérez, "nuestra intención es realizar los experimentos imitando las condiciones reales de los cultivos, lo que implica mantener los periodos y prácticas agrícolas habituales, así como el tratamiento de los campos con pesticidas y herbicidas".

Los primeros pasos serán arar la tierra y sembrar las semillas. Una vez que éstas germinan, se seleccionan las parcelas de terreno sobre las que se instalarán los seis túneles de gradiente de temperatura. "Los túneles son en realidad invernaderos divididos en tres secciones. La temperatura de cada una de estas secciones está permanentemente controlada por una serie de sensores, que se encargan de transmitir la información recogida a un ordenador donde se registran los datos. De la misma manera se miden permanentemente las concentraciones de dióxido de carbono en cada uno de estos compartimentos", explica a DICYT María Pilar Pérez.

El objetivo de los investigadores es poder comparar las diferencias y alteraciones que pueden producirse en las plantas cuando éstas realizan la fotosíntesis a temperaturas cuatro grados por encima de las que se registran en el ambiente, y con concentraciones de dióxido de carbono que doblan las habituales, (pasando de los 360 micromoles de dióxido de carbono por mol de aire a los 700 micromoles por mol). María Pilar Pérez comenta que "se trata de emular la condiciones ambientales que están forzando el cambio climático. En los últimos años se han incrementado notablemente las emisiones de CO2. Estos gases absorben radiación infrarroja y por tanto, calientan la atmósfera; según los últimos estudios la temperatura del planeta ha subido medio grado en los últimos 100 años. El objetivo último de nuestro trabajo es determinar como este cambio en las condiciones afecta a las plantas y a su productividad".

Plantas más productivas y que consumen menos agua

Los primeros resultados, fruto del trabajo desarrollado por este equipo de investigación durante los dos últimos años, reflejan que la elevación de los niveles de CO2 en la atmósfera en la que se desarrolla el trigo aumenta su productividad, y reduce las necesidades de agua de la planta. Los motivos son relativamente sencillos, explica María Pilar Pérez, "ya que la planta toma el dióxido de carbono como un nutriente natural que transforma en biomasa durante el proceso de fotosíntesis. Por su parte, el menor consumo de agua se debe a que la alta concentración de este gas cierra unos poros de la planta llamados estomas, limitando la eliminación del líquido que el vegetal toma del suelo". Esta cualidad podría ser una ventaja en aquellas zonas donde el ambiente es muy seco".

Sin embargo, el incremento de la temperatura tiene consecuencias muy distintas: "Nuestros resultados indican que los aumentos de temperatura reducen la productividad de la planta, ya que aceleran su envejecimiento". Para conseguir que los vegetales incrementen su productividad y reduzcan el consumo de agua habría que combinar un incremento en la concentración del CO2 suficiente para contrarrestar los efectos perjudiciales de los incrementos de temperatura.

Modificaciones en los procesos enzimáticos

Aunque estas condiciones ideales se mantuviesen, la alta productividad de la planta no duraría demasiado tiempo. "Según los últimos resultados obtenidos por nuestro equipo cuando las condiciones de CO2 elevado se mantienen durante un tiempo, se desencadena lo que conocemos como proceso de aclimatación negativa de la fotosíntesis", apuntaa María Pilar Pérez. Se trata de una serie de cambios enzimáticos en la planta que afectan a una de las proteínas implicadas en el proceso fotosintético y que se denomina Rubisco. "Nuestra intención, llegados a este punto, es certificar que cuando la planta se desarrolla en ambientes con CO2 elevados se incrementa la producción de una sustancia inhibidora de la Rubisco, cuya concentración dependerá también de otros factores como la temperatura o el suministro de nitrógeno a la planta".