En las décadas de 1920 y 1930, un botánico británico llamado Arthur Ernest Watkins recolectó más de 1.000 variedades de trigo panificable de 32 países de todo el mundo.

En un estudio reciente, los científicos proponen que su colección de semillas, que se ha mantenido con esmero durante más de un siglo, podría ser la clave para fortalecer la agricultura moderna del trigo y alimentar a la creciente población mundial. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Naturaleza en junio de 2024.

La revolución verde

A su regreso de Francia después de la Primera Guerra Mundial, donde trabajó como oficial agrícola adjunto, Watkin y sus colegas habían predicho que los avances científicos en el cultivo de plantas reducirían en gran medida la diversidad de cultivos. Por ello, se le encomendó la tarea de salvaguardar las razas autóctonas (variedades locales de trigo) de todo el mundo. Hasta la fecha, el surtido de trigo que reunió es la colección más completa de trigo histórico del mundo.

Hoy en día, lo que Watkins predijo hace un siglo se ha cumplido en gran medida. La “Revolución Verde” del siglo XX trajo consigo un aumento espectacular de la producción de cereales gracias al desarrollo de variedades de alto rendimiento, especialmente trigo y arroz. Pero el rendimiento no fue el único rasgo que cambió como resultado de las técnicas de cultivo modernas.

“En los últimos 100 años, el rendimiento del trigo ha aumentado, pero nuestras variedades modernas de trigo son bastante frágiles con una reducción y homogeneización dramática de la diversidad genética”, dice Ciudad de Shifengautor principal del estudio y director del Centro de Genómica Vegetal del Instituto de Genómica Agrícola de Shenzhen, Academia China de Ciencias Agrícolas.

“Hemos perdido proteínas, contenido nutricional y muchas características positivas. Y eso es un gran problema para garantizar la seguridad alimentaria ante el cambio climático global”, añade Cheng.

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La importancia de la diversidad del trigo en la agricultura moderna

Los trigos modernos se originaron principalmente en Europa central y occidental y descienden de solo dos grupos ancestrales, lo que es muy poco considerando que la colección Watkins por sí sola representa Siete grupos ancestrales. El problema con la falta de diversidad es que hace que los cultivos sean más vulnerables a casi todo.

“Si se produce alguna plaga o enfermedad impredecible o si se produce un fenómeno de cambio climático, muchos de nuestros trigos desaparecerán durante los años de cultivo”, explica Cheng. “Necesitábamos volver a la historia, a la diversidad perdida”.

Para ello, el equipo internacional de científicos chinos y británicos recurrió a la colección Watkins para redescubrir la diversidad histórica del trigo. “La diversidad crea complejidad para la robustez y la innovación”, añade Cheng.

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Construyendo un mapa de variación genómica

Mantener la colección de trigo fue un esfuerzo verdaderamente gigantesco: era necesario plantar, cultivar y recolectar las semillas al menos cada cinco años. De las 1000 variedades autóctonas que Watkins había recolectado en países europeos, asiáticos y del norte de África, 827 sobrevivieron para ver el estudio que comenzó hace 12 años.

Los científicos analizaron minuciosamente el trigo, cuyo genoma es famosamente cinco veces más grande que el genoma humano, y descubrieron que la colección de trigo de Watkins representa un 67 por ciento más de diversidad genética que las variedades modernas.

“El trigo Watkins se recolectó hace 100 años, pero cada variedad de trigo se cultivó y alimentó a la gente durante cientos o incluso miles de años”, explica Cheng. “Se adaptaron bien a los entornos locales, pudieron soportar las adversidades ambientales y mantuvieron una fuente rica y subutilizada de diversidad”.

El equipo caracterizó y proyectó 137 rasgos de las razas locales en una mapa de variación genómica – lo que Cheng llama un “diccionario genético” que puede ayudar a las comunidades de trigo a reproducir la diversidad genética útil antigua en variedades de trigo modernas. Algunos de los rasgos perdidos identificados por los científicos incluyen una mayor eficiencia en el uso del nitrógeno, resistencia a las babosas y resiliencia a las plagas y enfermedades.

“Si tenemos mucha diversidad, cuando aparece una nueva enfermedad, tal vez exista una variedad que, afortunadamente, sea resistente a esa enfermedad. Ese es el ecosistema que necesitamos”, afirma Cheng. “Necesitamos la diversidad para poder hacer frente a eventos impredecibles”.

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¿Podría la diversidad del trigo combatir el hambre en el mundo?

La diversidad genética puede hacer que el trigo sea más resistente y le da a la producción mundial de trigo una mayor probabilidad de recuperarse de enfermedades, plagas, bacterias y eventos de cambio climático.

Los científicos ya han cruzado 119 variedades de la colección Watkins con trigo moderno para crear una nueva colección de 12.000 variedades, que actualmente se almacenan en la Unidad de Recursos de Germoplasma del Centro John Innes y se introdujeron en China para realizar más experimentos. Sin embargo, Cheng dice que todavía hay una brecha que llenar entre estos resultados y los de los mejoradores modernos.

“Hemos probado los efectos genéticos y fenotípicos”, explica Cheng, “pero al agricultor no necesariamente le importa. Puede que pregunte: ‘¿Cómo puede ayudarme tu trabajo?’. Para tener un impacto real, necesitamos construir la conexión entre científicos y agricultores, entre la investigación fundamental y el mejoramiento aplicado, para poder entregar nuestros resultados al agricultor”.

En vista de esta misión, el equipo creó un sitio académico y Kit de herramientas para la crianza Para ayudar a los criadores a poner en práctica sus hallazgos, Cheng cree que todavía queda mucho camino por recorrer. Como su estudio implica una gran cantidad de datos que deben procesarse, tiene la esperanza de que la inteligencia artificial pueda respaldar los esfuerzos futuros.

En última instancia, la colección Watkins constituye un faro de esperanza para el desarrollo y la adopción de trigo más resistente para alimentar de forma más sostenible a la creciente población mundial.

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