NeoFronteras

Álamos modificados genéticamente

Área: Medio ambiente,Tecnología — Miércoles, 7 de Enero de 2009

Plantas modificadas genéticamente para poder descomponer fácilmente su madera podrían ser la clave de una forma más barata y ecológica de producir etanol. Además se podrían aprovechar los desechos agrícolas para pienso para el ganado.

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Hubo un tiempo, no hace mucho, en el que se soñaba con la producción de biocombustible a partir de cultivos. Con ello incluso se pretendía reducir las emisiones de dióxido de carbono. Sin embargo, la experiencia y los cálculos no le han sido favorables hasta ahora. El etanol procedente del maíz ha resultado ser un desastre desde el punto de vista medioambiental y lo mismo se puede decir del biodiesel producido a partir de aceite de soja o de palma.
Pese a todo, todavía se cree que es posible obtener etanol de la madera, concretamente de la celulosa de la madera, de manera ecológica. En esta misma web ya vimos que hay soluciones enzimáticas para producir azúcares a partir de la celulosa de la madera y luego biocombustibles.
Hay que recordar que, pese a la prisa que nos corre solucionar el problema de las emisiones de dióxido de carbono, este tema de los biocombustibles es simplemente una materia de investigación por el momento.
Aunque las cuentas ecológicas dan un resultado más o menos positivo a favor de este sistema de alcohol celulósico hay un obstáculo con el que todavía hay que enfrentarse. La dureza estructural de la madera no sólo procede de la celulosa, sino además de la lignina. La resistencia de las plantas leñosas al viento y al ataque de los microbios procede en gran parte de ésta, que actúa como una barrera que protege los tejidos. Pero esto es un obstáculo a la hora de hacerse con la celulosa si el objetivo es producir bioetanol.
En la madera hay esta celulosa rica en energía de difícil acceso por culpa de la lignina, pero separar esta celulosa del resto de la madera hace que el proceso de producción de alcohol celulósico requiera el uso de calor y productos químicos. Es decir, que el sistema sea menos rentable y ecológico. Las enzimas procedentes de los hongos que atacan a la lignina no están disponibles por ahora, todavía se encuentran en fase de desarrollo y además no son muy eficientes.
Por eso se pensó en producir plantas modificadas genéticamente que carecieran de la capacidad de producir lignina. Obviamente el problema que se presenta es que las plantas así modificadas, presumiblemente álamos y otros árboles, no podrían permanecer en pie y serían mucho más sensibles al ataque de todo tipo de plagas.
John Carlson, Ming Tien y Haiying Liang, todos de Penn State University, han estado trabajando en este tema. Dicen que tratar de conseguir árboles sin lignina es como tratar de obtener un pollo por ingeniería genética que no tenga huesos. Simplemente no tiene sentido.
Estos investigadores buscan aproximaciones diferentes al problema. En lugar de disminuir el contenido en lignina de las plantas con las que trabajan, tratan de modificar las conexiones químicas de la lignina, de este modo no se compromete la rigidez estructural de la planta. Toman un gen de la plantas de alubias y lo introducen en células de álamos. Con esto pretenden conseguir álamos transgénicos en los cuales sus moléculas de lignina se unan unas a otras mediante una proteína específica.
El resultado es una planta con un polímero de lignina que tiene una proteína introducida entre medias. Cuando esto ocurre se obtiene una lignina muy similar a la habitual en cuanto a sus funciones estructurales y de protección, pero que puede ser degrada fácilmente en un proceso industrial con unas enzimas que ataquen la proteína en lugar de enzimas que ataquen a la propia lignina. Enzimas que ataquen proteínas ya se usan en diversos procesos, como en el detergente comercial para el lavado de ropa.
Las plantas modificadas genéticamente que estos investigadores han obtenido parecen ser tan resistentes como las normales y pueden ser transformadas en etanol de una manera más eficiente. Las primeras pruebas indican que en los pasos previos a la producción etanol se observa un aumento de la concentración de azúcares si se parte de estas plantas en lugar de usar las normales.
Un beneficio colateral de esta idea sería su uso en el forraje para el ganado. Determinados subproductos de cultivos agrícolas contienen demasiada lignina como para que el ganado los consuma y algunos rumiantes como las vacas enferman si lo hacen. Sus aparatos digestivos tratan de digerir la lignina y al no poderlo hacer fácilmente producen exceso de gas y los animales terminan con problemas digestivos.
Pero todos los animales tienen enzimas para romper aminoácidos y pequeñas proteínas que el intestino puede luego absorber como nutrientes. Según Carlson, si se hace este mismo tipo de ingeniería genética en la alfalfa o en el heno será más fácil para las vacas romper la lignina con sus propias enzimas.
Esta misma tecnología podría potencialmente ser transferida a otros cultivos de biomasa e incluso ayudar a la transformación de desechos agrícolas en pienso animal. No obstante las plantas modificadas necesitarán ser aprobadas por los organismos federales de EEUU antes de ser comercializadas.

Fuentes y referencias:
Noticia en Penn State.
Vídeo en Youtube.
Foto cabecera: Plantones de álamos modificados genéticamente (Greg Grieco, Penn State).

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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14 Comentarios

  1. Ramonmo:

    Lo malo de tratar de utilizar seres vivos para procesos industriales es que no están construidos de manera adecuada para ello, sino que están diseñados por milenios de selección natural únicamente para sobrevivir y reproducirse en sus respectivos entornos. Son organismos, sistemas complejos que tienen sus propios objetivos, entre los que no está convertirse en combustibles.

    Saludos y feliz año.

  2. NeoFronteras:

    Estimado Romonmo:
    Lo que dice es cierto, por eso se ven obligados a modificarlos, de la misma manera que los seres humanos de hace 10.000 años modificaron los cereales y otras plantas para alimentarse. Desde entonces es el ser humano el que ha evolucionado para adaptarse al consumo de esos alimentos.
    Otro tema es que los biocombustibles tengan sentido desde el punto de vista ecológico.

  3. Ramonmo:

    Pero los seres vivos son buenos como alimento “per se”. En ese aspecto tanto ellos como nosotros jugamos al mismo juego desde siempre, habiendo coevolucionado juntos basándonos en la relación predador-presa como presión selectiva ineludible. El hecho de que una planta puede ser comida define buena parte de sus características y de su evolución ancestral. Desde ese punto de vista la selección artificial posterior era relativamente fácil, ya que en esencia se respetaba su naturaleza mientras se modificaban características “secundarias” como productividad de frutos, adecuación a las prácticas agrícolas, etc. Pero convertir un ser vivo en una fábrica o en un combustible es algo muy distinto. Sus partes se han originado y funcionan en interrelación total con el único objetivo de la superviviencia. Se trata de organismos, no de mecanismos, y las modificaciones profundas tendrán siempre efectos colaterales en el conjunto. Sólo seres relativamente sencillos como las bacterias podrán ser fácilmente utilizables en ese sentido.

    Saludos

  4. JOrge:

    Conseguir etanol a partir de maíz o biodiesel de soja no es ventajoso en términos de producción de CO2 o gasto energético (requieren mas combustible fósil para su cultivo que el biocombustible que producen). La caña de azúcar parece ser neutra en ese sentido aunque no se toma en cuenta acá las tierras de cultivo y el agua que se podrían utilizar para producir alimentos. Tendríamos que obtener biocombustibles de desperdicios (biogas) o de plantas que crezcan en terrenos no aptos para el cultivo o de algas para que la cosa tuviese sentido en términos ecológicos y me temo que falta bastante para ello.
    Supongo que que terminaremos obteniendo energía y comida de cosas innombrables creciendo en biorreactores pero no por ahora.

  5. NeoFronteras:

    Estimado Ramonmo:
    La verdad es que a las plantas no les gusta que se las coman, de hecho han evolucionado para impedirlo introduciendo toda clase de venenos en sus semillas y tejidos, además de espinas y otras defensas. Así por ejemplo, una almendra silvestre es amarga y venenosa. Fuimos nosotros los que seleccionamos los almendros mutantes que daban almendras dulces y así los hemos perpetuado. El el mundo natural, tanto los almendros como otros cultivos humanos durarían muy pocas generaciones, son muy artificiales.

  6. NeoFronteras:

    Estimado JOrge:
    Como se dice en la noticia este tema es un tema de investigación y lanzarse a la producción de biocombustibles alegremente sin antes pensar las consecuencias puede ser desastroso.

  7. Jose:

    Imagínense campos de álamos alterados genéticamente cultivados para su madera mandando polen al aire en los meses primaverales y mezclando sus genes con los álamos autóctonos generando así pues álamos híbridos en nuestro medio natural y parques naturales que serán seguramente mas sensibles a las plagas y enfermedades que los autóctonos. Ya está pasando desde hace años con los chopos madereros de variedades híbridas seleccionadas que se cruzan con los autóctonos creando nuevos árboles de madera más blanda por su rápido crecimiento.

  8. NeoFronteras:

    Estimado Jose:
    Esto ya pasa con nuestro trigo, cebada, maíz y todos nuestros cultivos desde que hace 10.000 años los modificamos genéticamente por selección. Las propiedades que buscamos no suelen ser seleccionadas por la evolución. Nuestras plantas viven porque nosotros las cuidamos. En la naturaleza desaparecerían enseguida.
    Un transgénico será malo o bueno por sus características, y no necesariamente malo por ser simplemente transgénico.
    A veces parece que nos perdemos en los detalles. El ser humano ha eliminado ya el 50% del bosque primigenio. En pocas décadas habrá eliminado todo el bosque tropical. En 30 años habremos liquidado todo el coral, posiblemente a la vez que provocado el colapso de todas las reservas pesqueras. En alguna década más habremos cambiado irreversiblemente el clima (quizás incluso ya) y habremos triplicado la población mundial… Y se podría mencionar más: las especies invasivas, la desertificación, la erosión, la contaminación de metales pesados, los pesticidas.
    Son tantas las barbaridades que hacemos que entretenerse con un poco de polen flotante parece, con perdón, ridículo (quizás incluso inmoral). Esta “contaminación” genética parece tener para los ecologistas las mismas propiedades de “impureza” que para los religiosos tiene el pecado original.
    Al final estos mismos señores condenados al voto de castidad se permiten el lujo de promover la natalidad en el tercer mundo y tratarán se derramar agua en las cabecitas de los recién nacidos para lavar dicho pecado.
    Sería un buen tema de investigación antropológica estudiar las similitudes entre las religiones y los movimientos políticos.
    Si el pensamiento crítico, si la razón, nos abandona entonces estaremos perdidos, y hay mucho en juego.

  9. pablo:

    Neofronteras, solo quería hacerte notar que violaste las reglas al hablar de religión en tu ultimo mensaje.

    A mí todo esto del biocombustible y el calentamiento global me hace preguntarme lo siguiente.. Si gran parte de la biomasa primitiva se transformó en petróleo, y nosotros quemamos ese petróleo produciendo CO2. ¿Por qué éste CO2 es dañino para la atmósfera y no el que proviene de los biocombustibles? ¿No es en escencia el mismo mecanismo? No será que el culpable está en otra parte y no en la quema de combustibles fósiles? Es que a mí me suena a chivo expiatorio también..o o a ignorancia. Al fin y al cabo, estamos “devolviendo” a la atmósfera CO2 que alguna vez ya estuvo allí.

  10. NeoFronteras:

    Una cosa es hablar de religión o hacer apología de la misma y otra mencionar la religión como contrapunto al pensamiento racional. Tampoco se puede delimitar unas reglas que cubran por anticipado cualquier caso y se espera sentido común y buena voluntad por parte de los participantes.

    En cuanto al CO2, convendría recordar que el ciclo del CO2 es complejo, además de los sumideros biológicos se tiene el sumidero geológico y la fuente de este gas que constituyen los volcanes. La actividad volcánica ha arrojado cantidades apreciables de este gas a lo largo de los últimos miles de millones de años.
    La cantidad de C02 fue diferente en otras épocas, pero la condiciones eran otras y a los organismos les dio tiempo en la mayoría de los casos a adaptarse. Se cree que una actividad volcánica inusual provocó la extinción del Pérmico, que fue la mayor de las extinciones masivas, precisamente porque se dio un cambio brusco.
    No se puede liberar en unos años lo que se tardó en almacenar millones de años como hacemos ahora y esperar que el clima mundial no cambie.
    Además, aunque el CO2 no provocara efecto invernadero la acidificación de los océanos que está provocando dará lugar al colapso de los mismos.
    Por último, las mediciones indican que el planeta se caliente a la par que aumentan los niveles de este gas. Es algo que se mide y no una hipótesis mantenida por científicos locos.
    Paradójicamente el fin de la vida sobre el planeta se dará cuando dentro de 500 ó 1000 millones de años todo el dióxido de carbono se haya agotado y no pueda ser repuesto por los volcanes. A partir de ahí no habrá fotosíntesis y sólo quedará vida microbiana que finalmente también desaparecerá.

  11. tomás:

    Neo: ¿Cual es el mecanismo por el que se agotará el CO2? No caigo, y perdón por mi ignorancia.
    Un afectuoso saludo.

  12. NeoFronteras:

    Con mucho gusto le respondo:
    Mediante la formación de roca caliza en donde queda fijado para siempre (a no ser que lo liberemos para hacer cemento y similares).
    Los corales y moluscos marinos incorporan este gas y forman sus esqueletos y conchas que finalmente también terminan siendo roca caliza (al menos en parte).

  13. tomás:

    Neo: Yo creía que la subducción de los fondos oceánicos y la posterior erupción volcánica cerraban un ciclo que sería bastante equilibrado.
    Gracias y un saludo cordial.

  14. NeoFronteras:

    Siempre y cuando siga habiendo tectónica, claro. Pero ésta está alimentada en última instancia por los elementos radiactivos del interior de la Tierra, que proporcionan la necesaria energía térmica como para que haya convección. Estos elementos no son inagotables y tarde o temprano proporcionarán menos energía al sistema. Basta que la actividad tectónica sea inferior al ritmo de fijado permanente de dióxido de carbono para que la cantidad de este gas mengüe en el tiempo.
    El cálculo es obviamente muy aproximado con lo que puede que dure más. O quizás alguna especie de liquen evolucione hasta ser capaz de descomponer la caliza…

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