Figura 1. Cultivo de uva en Aguascalientes, México.
La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) ha evaluado que la producción mundial de alimentos debe incrementarse hasta en un 70 % para el 2050 con el fin de cubrir el abasto de alimentos para una población estimada en diez mil millones. En los últimos años, la agricultura se ha intensificado significativamente para satisfacer las necesidades alimenticias (figura 1).
Mantener los suelos saludables es fundamental para la sostenibilidad agrícola, ya que se trata de un ecosistema muy complejo formado por una gran variedad de microorganismos asociados a las plantas, que juegan un papel en el ciclo de los nutrientes y las protegen de diferentes tipos de estrés, por ejemplo, las bacterias Pseudomonas fluorescens proliferan alrededor de las raíces de plántulas de tomate, solubilizan el fósforo para que pueda ser absorbido por el vegetal y además producen sustancias que estimulan la germinación de las semillas, el crecimiento e inducen la formación de raíces.
Impacto del cambio climático sobre el microbioma
El incremento del dióxido de carbono (CO2) es uno de los efectos del cambio climático, sin embargo, es difícil determinar su impacto a futuro en el microbioma del suelo. En experimentos con atmósferas controladas e incrementando el CO2 de manera constante durante diez años, se observó un aumento en la población de bacterias acidófilas, donde bacterias como P. fluorescens no sobreviven debido a su sensibilidad a pH ácidos y no desarrollan estructuras de resistencia
.
Otro efecto del cambio climático es el incremento en la temperatura. La Universidad de Harvard realizó un experimento por 26 años, incrementando la temperatura de manera gradual hasta 5 °C. Como resultado, observaron pérdidas en la diversidad microbiana y el carbono orgánico del suelo; las bacterias que se adaptaron fueron las oligotróficas.
La sequía también afecta al microbioma del suelo: a medida que aumenta, se van perdiendo las redes de microorganismos en la rizosfera y en cambio se van formando biocostras de cianobacterias y líquenes, las cuales están mejor adaptadas a dichas condiciones.
Impacto del cambio climático sobre el microbioma y la producción de alimentos para consumo humano
En Argentina, la producción de uva tipo Malbec se vio afectada por un incremento en el pH y a la disminución de material orgánico en suelo, de acuerdo con estudios realizados en 2017-2019. Los análisis en el proceso de fermentación demostraron un aumento en las bacterias productoras de ácido acético (Acetobacteraceae), que deteriora la calidad del vino. Al evaluar la diversidad bacteriana que habitaba la zona, se detectó una disminución significativa de microrganismos como Actinobacterias y Proteobacteria. De manera interesante, la población del género Streptomyces sp no fue afectada (figura 2). Esto es importante, ya que tienen la capacidad de formar estructuras de resistencia, estimulan crecimiento de raíces y producen antibióticos.
Figura 2. Colonia de Streptomyces coelicolor Centro John Innes, Inglaterra.
El cultivo de Coffea arabica está restringido en áreas con temperaturas de 24-26 °C, precipitación anual de 1000 mm y alturas de 800-1500 msnm. En Brasil, la temperatura ha aumentado en 0.25 °C por década y la precipitación anual ha disminuido. Estos cambios inducen floración prematura produciendo semillas de mala calidad, favorecen la proliferación de plagas y diseminación de enfermedades. Las afectaciones a nivel postcosecha se relacionan directamente con el crecimiento de hongos como Aspergillus flavus (figura 3), los cuales producen aflatoxinas que, al ser ingeridas, pueden biotransformarse en compuestos reactivos que pueden dañar proteínas y ácidos nucleicos, incrementando el riesgo de causar mutaciones. Es importante desarrollar investigación y tecnología para generar estrategias para mantener los suelos viables en el futuro.
Figura 3. Estructura de Aspergillus sp. Rangel-Muñoz et al., 2020.
Dra. Laura Elena Córdova Dávalos / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Dr. Tonatiuh Barrios García / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Universidad Autónoma de Aguascalientes