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El ciclo del carbono es como la Tierra inhalando y exhalando. El planeta respira (absorbe) alrededor de 746 gigatoneladas (una gigatonelada son dos billones de libras) de dióxido de carbono cada año a través de la fotosíntesis y otros mecanismos. Exhala 727 gigatoneladas cada año cuando las plantas se descomponen. Los humanos aportan 37 gigatoneladas al año, creando un exceso total de 18 gigatoneladas de COXNUMX que atrapa el calor.2 – es por eso que el mundo se está calentando tan rápidamente.
Las plantas ya hacen un gran trabajo al capturar carbono. La Iniciativa de Aprovechamiento de Plantas (HPI) les ayudará a aferrarse a ella. Incluso una mejora del 2% en el almacenamiento de carbono podría tener un gran impacto en el clima.
Para que eso suceda, los científicos de Salk están desarrollando plantas con raíces más profundas y masivas y mayores concentraciones de suberina que absorbe carbono: Salk Ideal Plants.
Los investigadores ahora están realizando estudios rigurosos en plantas modelo, como Arabidopsis thaliana y loto japonicus, para comprender las señales genéticas que gobiernan el contenido de suberina y la masa y profundidad de la raíz. Una vez que los científicos de Salk hayan esclarecido por completo la genética que impulsa estos rasgos, se pueden aumentar y, en última instancia, transferir a varios cultivos y plantas de humedales.
El equipo de Salk cree que este enfoque almacenará más carbono, aumentará el rendimiento de los cultivos y mejorará la conservación de los humedales, mitigando el cambio climático y proporcionando más alimentos, combustible y fibra para una población en crecimiento.
HPI está llevando a cabo dos proyectos interrelacionados para mejorar el almacenamiento de carbono: CO2 Eliminación a Escala Planetaria (CRoPS) y Restauración de Plantas Costeras (CPR).
CRoPS está desarrollando plantas agrícolas que almacenan más carbono en el suelo y lo mantienen allí, una forma simple, rentable y escalable de ayudar a mitigar el cambio climático. Con raíces más grandes y mayor contenido de suberina, Salk Ideal Plants almacenará grandes cantidades de carbono y resistirá la descomposición, manteniendo el carbono en el suelo durante décadas.
Además, las Plantas Ideales de Salk serán más adecuadas para ambientes hostiles y pueden restaurar el carbono en suelos agotados, haciendo que la tierra sea más productiva.
Debido a que CRoPS se enfoca en plantas agrícolas, como la soja, el maíz, el trigo y el arroz, puede aprovechar la cadena de suministro agrícola existente, convirtiendo más del 75 % de las tierras de cultivo del mundo en almacenamiento de carbono.
Los humedales almacenan entre tres y cuatro gigatoneladas de carbono cada año, pero están desapareciendo rápidamente. Los investigadores de CPR están identificando los impulsores genéticos que ayudan a las plantas de los humedales a preservar la tierra, purificar el agua y secuestrar carbono. Mediante la identificación de estas combinaciones de genes y la realización de programas acelerados de reproducción molecular, los científicos de Salk crearán plantas de humedales ideales que prosperarán incluso en entornos hostiles.
La recompensa podría ser enorme. Los humedales revitalizados almacenarán más carbono y evitarán el CO2 de ser liberado debido a la degradación ambiental. Los humedales restaurados podrían secuestrar hasta cinco gigatoneladas por año, o alrededor del 25 % del exceso de CO2 los humanos generan.
Además de retener más carbono, los humedales restaurados también pueden ayudar a preservar los arrecifes de coral y las pesquerías amenazadas, revirtiendo la historia reciente de degradación ambiental del mundo.
HPI está impulsado en gran medida por la genómica y la epigenómica sofisticadas (que estudian las etiquetas moleculares que controlan si los genes se activan o desactivan). Una vez que los investigadores comprendan completamente cómo estos mecanismos pueden producir raíces más masivas y concentraciones más altas de suberina, transferirán estos rasgos a una nueva generación de cultivos y plantas de humedales.
En 2019, el laboratorio de Wolfgang Busch identificó un gen que ayuda a controlar si las raíces son profundas o superficiales. Estos hallazgos informarán la investigación en curso y eventualmente Salk Ideal Plants.
Los investigadores de Salk interrogan genes específicos y estudian los rasgos (fenotipos) que producen en las instalaciones de simulación climática del Instituto Salk y en un invernadero sofisticado. Allí, los investigadores utilizan rayos X, aprendizaje automático y muchas otras herramientas para medir el crecimiento de las raíces y el contenido de suberina. Este proceso se repetirá muchas veces.
El cambio global solo ocurrirá si las Plantas Ideales de Salk se cultivan en cientos de millones de acres en todo el mundo. Incluso mientras los investigadores de Salk resuelven los problemas científicos, el equipo de HPI se está comunicando con la industria, los legisladores y otros para prepararse para esta próxima solución.
Su asociación permite a nuestros científicos acelerar el ritmo de descubrimientos de alto riesgo y alta recompensa que tienen el potencial de beneficiar la salud de toda la humanidad, ya sea cáncer, enfermedad de Alzheimer, cambio climático, enfermedades infecciosas o más.
