Debido a su aparente pasividad, las plantas son seres vivos subestimados. Sin embargo, al contrario de lo que se piensa, el sistema interno de la flora es sumamente activo ya que las plantas se adaptan continuamente a los cambios de su entorno por medio de procesos bioquímicos. El entendimiento de estos procesos, podría ofrecer la posibilidad de cambiar el tamaño, la forma en que las plantas crecen y la forma en que funcionan.

El potencial de realizar transformaciones en los procesos bioquímicos de las plantas, puede ser ejemplificado con un estudio reciente del doctor Stephen Long de la University of Illinois Urbana-Champaign, el cual fue publicado en la revista Science. En dicho estudio, el equipo del doctor Long utilizó la modificación genética para mejorar la forma en que la planta de soya maneja las fluctuaciones de luz y así, incrementar el tamaño de las cosechas.

Como resultado de su experimento, el cual fue realizado en una granja perteneciente a la universidad, las cepas plantadas por el equipo de Long tuvieron un aumento de más de 20% en su tamaño, una de ellas aumentó 30%. De acuerdo con los investigadores, este aumento podría ser muy significativo en un mundo en donde la población continúa incrementando y, en donde el cambio climático presenta un riesgo cada vez más grande para la agricultura.

El experimento de Long se basa en que las plantas contienen células solares que actúan con la fluctuación entre el sol y la sombra. Como parte del proceso, cuando hay luz del sol estas células producen más energía; al contrario, cuando se encuentran en la sombra producen menos energía. Este proceso se conoce como fotosíntesis.

A pesar de la simplicidad de la descripción anterior, la fotosíntesis es un proceso muy sensible, ya que cuando una planta que ha estado en la sombra es expuesta repentinamente a la luz del sol, los mecanismos que los hacen posible pueden sobrecargarse y dañarlo. Esto es un riesgo muy común para la flora, considerando las transiciones entre sombra y luz solar que se dan a lo largo del día. Es por ello que, para sobrellevar estos cambios en la luz, las plantas tienen mecanismos para disipar la energía obtenida por la luz solar; no obstante, muchas veces se trata de un proceso lento que no puede evadir los daños al crecimiento de las plantas o provocar desperdicio de energía.

Lo anterior, es lo que el experimento del doctor Long y su equipo busca contrarrestar al centrar sus esfuerzos en lograr que los mecanismos que hacen posible la fotosíntesis funcionen de forma más rápida y efectiva en los momentos de fluctuación de luz. Para lograr su cometido, el equipo de investigadores utilizó los conocimientos obtenidos de una investigación que se realizó en 2016. En dichas pruebas, se pusieron copias adicionales de tres genes cruciales del proceso de fotosíntesis a plantas de tabaco; una vez las plantas comenzaron a crecer, los investigadores notaron que estas plantas no solo reaccionaron mejor a la sombra, sino que crecieron más fuertes y más grandes que las plantas de tabaco no modificadas.

Siguiendo la experiencia con la planta de tabaco, el equipo de Long comenzó sus experimentos en las semillas de soya en 2020, cuando introdujeron en 8 sujetos de prueba los mismos genes que fueron utilizados en 2016. Como resultado de sus esfuerzos, el equipo de la University of Illinois detectó que 5 de 8 plantas de soya crecieron más que las plantas normales, las 3 plantas restantes no mostraron cambio alguno.

A pesar de su éxito inicial, se debe mencionar que la manipulación genética de seres vivos y de sus genes tiende a presentar muchas variaciones; por ende, los resultados no siempre serán los mismos. Prueba de ello, fue la réplica en 2021 que Long hizo de su experimento de 2020, en donde su equipo notó que las plantas de soya que fueron modificadas genéticamente no presentaron ningún cambio, aunado al hecho de que una tormenta dañó los cultivos de prueba.

Asimismo, en 2022 se volvieron a repetir las pruebas de 2020; sin embargo, en éstas se optó por cambiar la posición de las plantas para averiguar si la luz era un factor decisivo en su crecimiento, por lo que colocaron las plantas de soya de forma recostada y una encima de otra. El resultado de 2022 fue que, aunque las plantas que fueron posicionadas encima recibieron más luz, esto no significó ningún cambio en su crecimiento, pues todos los sujetos de prueba crecieron de forma normal.

Al respecto, Thomas Sinclair de la North Carolina State University, expresó escepticismo acerca de mejorar los cultivos a través del mejoramiento de la fotosíntesis. Sinclair argumenta su posición con tres puntos: 1) el hecho de que el experimento se llevó a cabo en una pequeña área de tierra controlada; 2) al hecho de que todas las plantas que fueron modificadas genéticamente fueron sometidas a un examen exhaustivo antes de proceder a experimentar con ellas; y, 3) al hecho de que tanto él como otros agrónomos, necesitan ver los resultados en otros ambientes para estar convertidos de la utilidad de la investigación. En respuesta, el doctor Long manifestó que están planeando pruebas más grandes en otros lugares y ediciones de genomas en lugar de añadir genes a las plantas.

Se prevé que experimentos como el que se realizó en la soya, no se restrinjan a este cultivo. El arroz y el trigo se han planteado como posibilidades. Independientemente del tipo de cultivo, el objetivo de estos experimentos es que las semillas sean mejoradas a través de la tecnología; una vez esto sea posible, se busca que dichas semillas sean provistas a granjeros que podrán hacer uso de éstas. Para hacerlo posible, fundaciones como Gates Ag One, que pertenece a la Bill & Melinda Gates Foundations, han comenzado a suministrar fondos a la investigación del doctor Long.

Este experimento para mejorar el proceso de fotosíntesis y así aumentar el tamaño de los cultivos no ha sido el único en su tipo. La Universidad Tohoku en Japón llevó a cabo un experimento similar en 2020; sin embargo, este no fue exitoso. Razón de lo anterior, se debe a la aproximación que se da a este tipo de experimentos, ya que los científicos suelen enfocarse en la tierra en donde se realizan las plantaciones y en los nutrientes de ésta, cuando en realidad el proceso se debe centrar en los procesos bioquímicos de la planta.

Detractores de este tipo de experimentos, como el doctor Sinclair, dicen que estas pruebas son únicamente un distractor. En este sentido, no niegan la posibilidad de qué la mejora de la fotosíntesis podría ser beneficiosa; no obstante, mencionan que es sumamente difícil hacer que estas pruebas genéticas funcionen ya que no todas las plantas cumplirán las mismas condiciones que se dieron durante las pruebas de laboratorio. Además, claman que se debe tomar en cuenta que biológicamente, las plantas no tienen un incentivo para maximizar su capacidad fotosintética ya que se llevan a cabo otros procesos en su sistema.

Para los partidarios de estos experimentos señalan que mientras se viva en un mundo en donde cada vez se necesita más comida y si la modificación de las plantas y la maximización de la fotosíntesis muestran ser exitosas para la obtención de más cultivos, no ven motivos para no realizar modificaciones a semillas.