Los investigadores de la Universidad Estatal de Michigan (MSU) han resuelto un enigma que podría ayudar a la hierba muda a desarrollar todo su potencial como cultivo de biocombustible sostenible y de bajo coste, y a frenar la dependencia de los combustibles fósiles. Entre los atractivos del pasto varilla están que es perenne, requiere poco mantenimiento y es autóctono de muchos estados del este de Estados Unidos, incluido Michigan, pero también tiene un comportamiento peculiar en su contra que ha bloqueado a los investigadores, al menos hasta ahora. El equipo de Berkley Walker, del Departamento de Biología Vegetal de la MSU, ha descubierto por qué el pasto varilla deja de realizar la fotosíntesis a mediados del verano -su estación de crecimiento-, lo que limita la cantidad de biocombustible que produce. Este conocimiento, publicado en la revista Frontiers in Plant Science, es una pieza clave para superar esta peculiaridad y sacar el máximo partido del pasto varilla, según informa la propia universidad.
Descubrieron la explicación de esta limitación en los rizomas del pasto varilla. Se trata de pequeñas estructuras nudosas que viven bajo tierra entre las raíces de la planta. Los rizomas almacenan alimento en forma de almidón para ayudar a las plantas a sobrevivir al invierno, y ese almidón se fabrica a partir de los azúcares producidos por la fotosíntesis. Una vez que los rizomas de pasto varilla están llenos de almidón, indican a la planta que deje de fabricar azúcares y de añadir biomasa mediante la fotosíntesis. Aunque esta estrategia evolutiva ha funcionado en beneficio de la planta en la naturaleza, es una desventaja para los humanos que quieren fermentar la biomasa del pasto varilla para convertirla en biocombustible. Sin embargo, al comprender la raíz de este comportamiento, los investigadores pueden empezar a buscar formas de evitarlo.
¿Por qué lo hacen?
El pasto varilla aún no se ha unido a plantas como el maíz y la caña de azúcar como fuente comercializada de biocombustible. Pero eso tiene sentido porque esos cultivos ya establecidos tienen una gran ventaja, dice el equipo de la MSU. Los agricultores llevan miles de años seleccionando y reproduciendo versiones de esos cultivos con cualidades atractivas para nosotros, como un mayor contenido de azúcar. En comparación, el interés de la humanidad por el pasto varilla como fuente de biocombustible es mucho más reciente. Por tanto, es natural que la hierba muda muestre algunos comportamientos subóptimos que a los investigadores les gustaría limar, como detener la fotosíntesis sin explicación.
Además, descubrieron también qué ocurría cuando existía una falta de agua a través de refugios de exclusión de precipitaciones donde las plantas situadas bajo los refugios permanecen secas, mientras que sus vecinas del exterior pueden empaparse libremente de chubascos, chaparrones y tormentas. "Después de seis meses de limitación de agua, las plantas bajo el refugio estaban tan contentas como las del exterior", señala el equipo. Así que tuvieron que profundizar un poco más para ver qué ocurría en los rizomas, descubriendo que los niveles de almidón de todas las plantas crecían con el tiempo hasta alcanzar un nivel máximo y luego se mantenían planos. Una vez que esto sucedía, la fotosíntesis en las hojas de las plantas se desconectaba.
Retos futuros
Uno de los próximos pasos del equipo es comprender mejor la maquinaria molecular que coordina esta parada de la fotosíntesis. Ese conocimiento podría revelar aún más pistas sobre cómo anular el comportamiento de la planta y podría resultar útil para los cultivos de biocombustibles más allá del pasto varilla.
Este trabajo ha sido financiado por la Oficina de Investigación Biológica y Medioambiental del Departamento de Energía de EE.UU., con el número de concesión DE-SC0018409, así como por el Centro de Investigación sobre Bioenergía de los Grandes Lagos, el Programa de Investigación Ecológica a Largo Plazo de la Estación Biológica Kellogg de la Fundación Nacional para la Ciencia y AgBioResearch de la Universidad Estatal de Michigan.
