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Tsaa poo’pmook: el maíz oaxaqueño que no requiere fertilizantes.

Recordando que la política es el arte de lo posible y la autarquía el arte de sobrevivir; entenderemos que gozar de autonomía tecnológica, suficiencia energética y seguridad alimentaria no sólo requiere de buenos deseos y voluntades episcopales; sino también de leyes y políticas públicas dirigidas a renovar el imaginario colectivo y replantear nuestra visión del mundo.

Zea mays (maíz) es una gramínea anual originaria y domesticada por los pueblos mesoamericanos hace más de diez mil años. Actualmente, es el cereal con el mayor volumen de producción a nivel mundial, seguido por el trigo y el arroz (FAO 2020).

El cultivo del maíz en México se hace actualmente en un amplio rango de altitud y variación climática, desde el nivel del mar hasta los 3400 msnm. Se siembra en zonas tórridas con escasa precipitación, en regiones templadas, en las faldas de las altas montañas, en ambientes muy cálidos y húmedos, en escaso suelo, en pronunciadas laderas o en amplios valles fértiles, en diferentes épocas del año y bajo múltiples sistemas de manejo y desarrollo tecnológico (CONABIO 2011, Hernández X. 1985). A esta gran diversidad de ambientes, los agricultores, indígenas o mestizos, mediante su conocimiento y habilidad, han logrado adaptar y mantener una extensa diversidad de maíces nativos (Muñoz 2003, Márquez 2007).

El nitrógeno es el elemento más abundante de la atmósfera. Aunque el oxígeno —que representa el 21 % del aire que pasa por nuestros pulmones— es el gas que respiramos, el nitrógeno constituye el 78 % del aire y nuestra vida también depende de él (Villanueva 2021).

El nitrógeno forma parte de la estructura de nuestro ADN, de las proteínas de nuestros músculos y de las miles de enzimas —diminutas máquinas moleculares responsables de acelerar reacciones celulares— que nos mantienen vivos. Sin embargo, los seres humanos no somos capaces de asimilar el nitrógeno del aire; debemos ingerirlo en nuestros alimentos. Aun si sólo comemos carne, las vacas y los pollos tampoco pueden utilizar el nitrógeno del aire. Ellos y nosotros dependemos de las plantas para consumirlo (Lumen 2019, Villanueva 2021).

Las plantas obtienen el nitrógeno ayudándose de organismos microscópicos conocidos como diazótrofos, bacterias capaces de fijar en la tierra el nitrógeno del aire utilizando la enzima nitrogenasa (Lumen 2019). Algunas plantas, como las leguminosas, incluso han desarrollado estructuras especializadas, llamadas nódulos, para alojar bacterias fijadoras de nitrógeno. Esta relación se conoce como simbiosis rizobiana, pero no todas las plantas tienen bacterias en sus tejidos (Allito et al. 2021, Quilbé et al. 2021, Laffont et al. 2020). Aquellas que no logran alojar a los diazótrofos en sus raíces, dependen únicamente del nitrógeno fijado por los microorganismos que viven libremente en el suelo o bien de la aplicación de fertilizantes sintéticos. De hecho, es probable que, si se utiliza fertilizante, se haga para que las plantas crezcan y produzcan más hojas. Además de nitrógeno, la mayoría de los fertilizantes químicos contiene fósforo y potasio. En conjunto, estos compuestos han sido pieza clave en la agricultura moderna, permitiendo el aumento en la productividad de cultivos (Hergert et al. 2015).

Sin embargo, el uso de fertilizantes a base de nitrógeno promueve la generación de óxido nitroso (N₂O), un gas de efecto invernadero. Al aumentar la concentración de nitrógeno disponible en el suelo, los microorganismos de vida libre lo transforman en óxido nitroso que se descarga a la atmósfera. En México, la agricultura generó el 67.2 % de las emisiones de óxido nitroso en 2014, incluso por encima de las generadas por el transporte (González y Camacho 2017). Datos más recientes muestran que en Estados Unidos, en 2018, la agricultura fue la mayor fuente de emisiones de este gas, contribuyendo con el 77.8 % (Villanueva 2021).

El maíz como cultivo es un sistema dinámico y continuo. Su polinización es libre y hay movimiento o flujo de semilla por los agricultores año con año al mantener, intercambiar y experimentar con semilla propia o de otros vecinos de la misma localidad o de regiones distantes. A diferencia de las plantas silvestres, esto dificulta la distinción de unidades discretas para clasificar su diversidad. Una aproximación a su estudio y entendimiento ha sido seleccionar en este continuo las principales unidades (tipos o formas) que le caracterizan y a las que se han denominado razas (CONABIO 2020).

El término raza se ha utilizado en el maíz y en las plantas cultivadas para agrupar individuos o poblaciones que comparten características en común, de orden morfológico, ecológico, genético y de historia de cultivo, que permiten diferenciarlas como grupo (Anderson y Cutler 1942, Harlan y de Wet 1971, Hernández y Alanís 1970). Las razas se agrupan a su vez en grupos o complejos raciales, los cuales se asocian a una distribución geográfica y climática más o menos definida y a una historia evolutiva común (Goodman y McK. Bird 1977, McK. Bird y Goodman 1977, Ruíz et al. 2008, Sánchez 1989, Sánchez et al. 2000).

El concepto y la categoría de raza es de gran utilidad como sistema de referencia rápido para comprender la variación de maíz, para organizar el material en las colecciones de bancos de germoplasma y para su uso en el mejoramiento (McClintock 1981, Wellhausen 1988), así como para describir la diversidad a nivel de paisaje (Perales y Golicher 2011, 2014). Sin embargo, cada raza puede comprender numerosas variantes diferenciadas en formas de mazorca, color y textura de grano, adaptaciones y diversidad genética (CONABIO 2020).

Las razas se nombran a partir de distintas características fenotípicas (Cónico, por la forma de la mazorca), tipo de grano (Reventador, por la capacidad del grano para explotar y producir palomitas), por el lugar o región donde inicialmente fueron colectadas o son relevantes (Tuxpeño de Tuxpam, Veracruz; Chalqueño, típico del Valle de Chalco) o por el nombre con que son conocidas por los grupos indígenas o mestizos que las cultivan (Zapalote Chico en el Istmo de Oaxaca o Apachito en la Sierra Tarahumara) (McClintock 1981, Wellhausen et al. 1951).

En América Latina se han descrito cerca de 220 razas de maíz (Goodman y McK. Bird. 1977), de las cuales 64 (29%) se han identificado, y descrito en su mayoría para México (Anderson 1946, Wellhausen et. al. 1951, Hernández y Alanís 1970, Ortega 1986, Sánchez 1989, Sánchez et al. 2000).

De las 64 razas que se reportan para México, 59 se pueden considerar nativas y 5 que fueron descritas inicialmente en otras regiones (Cubano Amarillo, del Caribe, y cuatro razas de Guatemala —Nal Tel de Altura, Serrano, Negro de Chimaltenango y Quicheño—), pero que también se han colectado o reportado en el país (CONABIO 2020).

Las razas de maíz de México se han agrupado, con base en caracteres morfológicos, de adaptación y genéticos (isoenzimas) en siete grupos o complejos raciales (Goodman y Mck Bird 1977, Ruíz et al. 2008, Sánchez et al. 2000).

Dado que plantas como el arroz o el maíz —cereales que, junto con el trigo, sorgo y mijo aportan 60 % de la ingesta calórica de la población mundial— normalmente no albergan diazótrofos en sus raíces, dependen del uso de fertilizantes sintéticos para aumentar su productividad. Sin embargo, en 2002 un grupo de investigadores de México y Francia encontró un maíz llamado Tsaa poo’pmook (cv. Piedra blanca), creciendo en la Sierra Mixe de Oaxaca (FAO 2015).

Este maíz ha sido llamado el «Santo Grial de la agricultura» por su capacidad de tomar nitrógeno del aire (Estrada et al. 2002). Pero, el trabajo de estos investigadores no demostró que la planta utilice el nitrógeno fijado por las bacterias del género Burkholderia como fertilizante; algo que, en 2018, otro grupo de investigadores de dos universidades en Estados Unidos logró hacer (Van Deynze et al. 2018).

Cabe destacar que el maíz tradicional de la sierra Mixe, a diferencia de los maíces modernos, desarrolla largas raíces sobre el tallo fuera de la tierra, conocidas como raíces adventicias (Villanueva 2021).

Las variedades modernas de maíz, también conocidas como maíces híbridos, son formas comerciales no transgénicas, generadas a partir del cruce controlado de líneas de maíz relacionadas genéticamente (líneas endogámicas). De acuerdo con un estudio publicado en 2019, se calcula que entre el 42.5 % y 58 % de la superficie cultivable en México está dedicada para el cultivo de variedades modernas de maíz —utilizadas principalmente para la producción de tortillas (Villanueva 2021).

Las raíces adventicias del maíz tradicional de Oaxaca producen mucílago, una sustancia gelatinosa compuesta de azúcares, como arabinosa, fructosa y galactosa, en el que viven bacterias fijadoras de nitrógeno. Los investigadores también encontraron que las raíces no son suficientes para hospedar a los diazótrofos: estas bacterias necesitan un ambiente libre de oxígeno y rico en nutrientes para poder fijar nitrógeno. Es ahí donde el mucílago se vuelve fundamental para asegurar el éxito de esta relación simbiótica, pues provee un medio anóxico y nutritivo para que las bacterias trabajen sin contratiempo. De hecho, son tan exitosas, que entre el 29 % y el 82 % del nitrógeno de la planta proviene del aire que atrapan las bacterias (Villanueva 2021).

Los investigadores aún no saben cómo es que el maíz de Oaxaca adquiere a los diazótrofos inicialmente, pero han propuesto dos explicaciones. Por una parte, las semillas de maíz podrían adquirir a las bacterias del suelo circundante al caer de la mazorca. Sin embargo, durante sus estudios, los científicos encontraron evidencia de fijación de nitrógeno en las raíces adventicias del pariente silvestre del maíz (Zea mays ssp. mexicana, teosinte). Por lo tanto, sugieren que los genes del teosinte que codifican para la producción de bacterias fijadoras de nitrógeno podrían haber sido ingresados, o transferidos, al genoma del maíz de la Sierra Mixe (Villanueva 2021).

El desarrollo de variedades modernas de maíz capaces de fijar nitrógeno y fertilizarse a sí mismas no sucederá en el futuro cercano debido las implicaciones técnicas que esto conlleva. Sin embargo, como otros han planteado, será interesante ver cómo los habitantes de la Sierra Mixe se beneficiarían de las ganancias económicas que supondría utilizar su maíz de manera comercial (Pskowski 2019).

Los investigadores comentan en su publicación haber recibido una certificación de cumplimiento del protocolo de Nagoya. Además, reportan haber adquirido las semillas de Oaxaca a través de un Acuerdo de Acceso y Distribución de Beneficios (ABS en inglés). Este acuerdo es un sistema de ley internacional que busca repartir de manera justa, entre usuarios y países donantes, los beneficios generados del uso de recursos genéticos. (Sirakaya 2019). En el caso del maíz de la Sierra Mixe, el acuerdo fue firmado entre la comunidad oaxaqueña y BioN2, una subsidiaria de la compañía productora de alimentos Mars, que financió parte de la investigación (MARS 2020).

México cuenta con recursos genéticos más que valiosos para alimentar a su población, reducir la dependencia a los fertilizantes químicos e incentivar la economía local. La presente investigación abre paso para la generación de nuevos estudios en materia de ingeniería agronómica a nivel nacional e internacional.

Referencias bibliográficas.

http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC
https://www.biodiversidad.gob.mx/diversidad/alimentos/maices/razas-de-maiz
https://ciencia.nexos.com.mx/?p=26
https://courses.lumenlearning.com/boundless-microbiology/chapter/nitrogen-fixation/
https://www.nature.com/articles/s41598-021-83235-8.pdf
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21094-7.pdf
https://www.nature.com/articles/s41467-020-16968-1.pdf
https://cropwatch.unl.edu/fertilizer-history-p3
http://www.scielo.org.mx/pdf/remexca/v8n8/2007-0934-remexca-8-08-1733-en.pdf
https://www.biodiversidad.gob.mx/media/1/genes/files/Informe_completo_apendices.pdf
https://www.biodiversidad.gob.mx/media/1/genes/files/PeralesetGolicher2014.pdf
http://www.fao.org/assets/infographics/FAO-Infographic-CGRFA30-en.pdf
https://cdnsciencepub.com/doi/abs/10.1139/w02-023?journalCode=cjm
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2006352
https://e360.yale.edu/features/indigenous-maize-who-owns-the-rights-to-mexicos-wonder-plant
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2019.01175/full
https://www.mars.com/about-us/policies-and-practices/mars-us-entities-covered-under-privacy-shield-application

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