Desde el comienzo de la Revolución Industrial, como consecuencia de la quema de combustibles fósiles, los seres humanos hemos estado inyectando miles de millones de toneladas de CO₂ a la atmósfera, con lo que consecuentemente su concentración se ha estado incrementando. Entre los años 1700 y el 2000, el CO₂ ha aumentado en la atmósfera en un 30%, y de continuar la misma tendencia, en el año 2100 se llegará a duplicar. Según los expertos, esto significa que se producirán cambios importantes en la superficie de la Tierra, como consecuencia de la elevación de la temperatura por efecto invernadero, junto a inusuales variaciones climáticas. Para muchos esto ya está sucediendo en la actualidad con grandes inundaciones y sequías en distintas partes del mundo (Creces, Julio 2001, pág. 6 ). La literatura sobre este tema ha sido abundante.

Pero otra consecuencia también ha comenzado a preocupar: "el impacto que el incremento de CO₂ tendría en el crecimiento de los vegetales y en la calidad de los alimentos". El mundo animal depende del metabolismo vegetal. Es en este proceso donde se producen las materias primas fundamentales que los organismos animales necesitan para crecer y desarrollarse. Las hojas de los vegetales, a través de la fotosíntesis, captan el CO₂ atmosférico y junto con el agua, lo transforman en hidratos de carbono, almacenándolos ya sea en forma de almidones o azúcares. Estos compuestos son el punto de partida para la síntesis de otras biomoléculas fundamentales tanto para los mismos vegetales, como también para animales. Sin él, no sería posible la síntesis de las bases del DNA, la producción de los aminoácidos que forman las proteínas, los diferentes tipos de azúcares, los ácidos grasos y los aceites y grasas.

A primera vista, el incremento del CO₂ atmosférico debiera ser beneficioso para la producción agrícola, ya que si aumenta su concentración en la atmósfera, debiera también incrementarse su captación por las hojas de los vegetales y en definitiva incrementar el crecimiento y la producción de azúcares y almidones. Sin embargo, se hace necesario mirar el proceso con más profundidad. Desde luego Irakli Loladze, biólogo de la Universidad de Princeton, cree que este incremento del CO₂, va a significar el inicio de una pandemia de desnutrición humana. (New Science, Noviembre 30 de 2002, pág. 28).

Su afirmación aparece como absurda, ya que con las experiencias acumuladas hasta ahora, se ha podido comprobar que el incremento del CO₂ atmosférico hace que las plantas crezcan más y más rápido. Pero lo que le preocupa a Loladze no es la cantidad de alimentos que se derive de ello, sino la calidad de los mismos. De acuerdo a sus análisis, las cosechas de plantas que han crecido en presencia de un incremento de CO₂, son nutritivamente inadecuadas, carentes de micronutrientes vitales como hierro, zinc, selenio y cromio, lo que altera su valor nutritivo. Si esto es cierto, significa que vamos a un mundo con abundancia de alimentos, pero que no serían nutritivos.


Cuales son las alternativas

En los últimos 15 años se han publicado cerca de 3000 trabajos científicos que analizan los efectos que el incremento del CO₂ atmosférico produciría en las plantas. Los diferentes experimentos entregan variada información, desde aumentos significativos en la velocidad de crecimiento, hasta la descomposición de la dinámica de las hojas. Con todo hay un consenso general que la elevación del CO₂ promueve el crecimiento de las plantas: "Si el CO₂ llegara a doblar su concentración en la atmósfera, se traduciría en un incremento de un 40% de la producción agrícola", afirman los expertos.

Sin embargo cuando se analiza la calidad de los alimentos que se producirían, los resultados no son tan alegres. Tomemos por ejemplo los niveles de proteínas en el maíz. Algunos de los experimentos parecen demostrar que la cantidad de nitrógeno se elevaría, pero otros muestran lo contrario, asegurando que éste disminuiría. Otros encuentran que no tendría ningún efecto. Para otros componentes, como concentración de lípidos en el trigo, o vitamina C en los tomates, también los resultados han sido muy confusos.

La razón para esta información confusa, es la complejidad de la bioquímica de las plantas. Cada célula de una planta puede diariamente ensamblar y desensamblar a miles de biomoléculas basadas en el carbón. De allí que el incremento del carbón puede conducir a perturbaciones del sistema que no son predecibles.

Loladze ha contribuido a aclarar el panorama, analizando el efecto del incremento del CO₂ sobre un simple elemento de la planta, como por ejemplo el "nitrógeno". Un equipo de investigadores en Italia e Inglaterra, conducido por Francesca Cotrufo de la Universidad de Nápoles y Phil Ineson de la Universidad de Cork, recopilaron 75 estudios que analizaban el incremento del CO₂ en el contenido de nitrógeno de las plantas. Concluyen que en las hojas y el estema, el contenido de nitrógeno cae consistentemente, en un promedio de 14% (Global Change Biology, vol. 6, pag.43). Meter Curtis de Ohio State University, revisó 159 estudios que habían sido publicados entre 1993 y el año 2000, encontrando también, que cuando se elevaba el CO₂, se producía un 14% de disminución del nitrógeno contenido en la semilla ("New Phytologist", vol 156, pág.9).

El efecto de la elevación de CO₂ en otros nutrientes no ha sido tan estudiado como el nitrógeno. Pero en un estudio realizado en arroz, encuentra que el nitrógeno disminuye en un 14%, el fósforo en un 5%, el hierro en un 17% y el zinc en un 17%.

¿Cómo sucede que la elevación del CO₂ haga disminuir el contenido de micronutrientes de las plantas? De acuerdo con Curtis, el efecto en gran parte se debe a un factor de "dilución de biomasa". Cuando el CO₂ se hace más abundante, se incrementa la fotosíntesis de la planta por lo que entra a producir más hidratos de carbono del que se puede usar para su crecimiento o para servir de energía para el metabolismo. Ellas responden rellenando sus vacuolas en las hojas con este exceso de azúcar y almidón. Así las plantas terminan con niveles más altos de carbohidratos, lo que significa que otros componentes descienden en forma relativa. De esta forma, en los últimos tiempos, paralelamente con el incremento del CO₂, se ha visto que en los granos de arroz ha ido disminuyendo la concentración de micronutrientes.

Loladze, afirma que no sólo es problema de dilución de biomasa, sino que además las plantas pierden sus capacidades de absorber nutrientes desde el suelo. Normalmente ellas absorben en dos formas las sustancias a través de sus raíces. Los compuestos pueden ser succionados desde el suelo, junto con el agua, o éstos pueden difundir dentro de la raíz por una gradiente de concentración.

Loladze afirma que el aumento del CO₂ altera ambos mecanismos. Con menos agua que fluye a través de su sistema, también succionan menos micronutrientes. Para los que se inician en la biología vegetal, los niveles altos de CO₂, ponen un obstáculo en el ritmo en que las plantas absorben el agua, ya que respiran menos profundamente. En condiciones normales los gases difunden al interior de las plantas a través de pequeños poros de sus hojas. Pero cuando estos poros están abiertos, las plantas pierden agua por evaporación. Cuando el aire contiene más CO₂, las plantas se defienden estrechando un poco más los poros en sus hojas. En esta forma ellas absorben suficiente CO₂, mientras reducen sus riesgos de deshidratarse. Pero esto tiene un profundo efecto en el agua que fluye a través de sus tejidos. Las raíces succionan agua en función del pool de agua que se evapora por los poros de las hojas. Si se cierran los poros, aunque sea un poco, disminuye el flujo de agua.

Con menos agua que fluya a través de su sistema, las plantas succionan menos micronutrientes. Lo que es peor, reduciendo el flujo de agua, el suelo queda más húmedo, con lo que se diluye el contenido de nutrientes , y por lo tanto caen los niveles de difusión. Con todo esto se reduce drásticamente la disponibilidad de nutrientes.

El hecho es que resultados recientes confirman que la concentración de micronutrientes en plantas disminuye en la medida que se incrementa el CO₂ atmosférico. En el próximo número de "European Journal of Agronomy", el ecologista Andrea Frangmeier de la Universidad de Hohenheim en Alemania, encuentra que en el cultivo de papas bajo las condiciones de aumento del CO₂, la concentración de muchos microelementos, como hierro, zinc, manganeso y azufre, disminuye notablemente.

El hecho es que todos estos planteamientos de Loladze con relación a la pérdida de nutrientes, como consecuencia del incremento del CO₂ atmosférico, han despertado fuertes discusiones. Según Sherwood Idso, del Agricultural Research Service de Estados Unidos, que ahora dirige el Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Change en Arizona, cree que el incremento del CO₂ va a ser muy beneficioso para la humanidad, y descarta los trabajos de Loladze, llamándolo "el último fatalista de la larga lista de Cassandras". En todo caso, para saber si Loladze tiene o no razón, se necesita más investigación. El hecho es que la nutrición humana requiere de numerosos micronutrientes que son indispensables para que diversas enzimas puedan ser activas. Si ellos no están en los alimentos, no es fácil agregarlos como suplementos o píldoras que debieran ingerirse diariamente.

El tiempo corre y es necesario predecir los cambios que se pueden producir en el futuro debido al incremento del CO₂. Lo probable es que en los próximos años el hombre continúe quemando crecientes cantidades de combustibles fósiles, y que sea realidad el hecho de que para el año 2100 éste llegue a doblar la concentración que existía antes de la revolución industrial.

Si las predicciones de Loladze son ciertas, tal vez sea importante considerar las posibilidades de utilizar las tecnologías de ingeniería genética en vegetales. En este sentido, recientemente el Consultative Group on Internacional Agricultura Research (CGIAR), ha destinado 80 millones de dólares para proyectos de investigación que traten de lograr semillas ricas en zinc y hierro de seis granos diferentes: arroz, trigo, maíz, cebada, camote y frejol. Ya antes un grupo de Suiza (Swiss Federal Institute of Technology, en Zurich) había desarrollado una modalidad de arroz enriquecido con vitamina A (Creces, Noviembre 1999, pág. 21).