Lunedì, 24 Luglio 2017 13:00

Terreni sempre più inadatti alla produzione alimentare

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L’umanità deve riuscire a produrre sempre maggiore nutrimento per soddisfare le necessità di una popolazione in continua crescita. Tuttavia, le terre arabili propizie all’agricoltura diventano sempre più rare, spesso a causa di una forte salinità, di mancanza d’acqua, del freddo o di contaminazione chimica. Si sostiene pertanto che sarebbe possibile diminuire la pressione sulle terre disponibili coltivando varietà resistenti a questi stress ambientali. 

 



La salinità elevata colpisce circa il 20% di tutte le terre agricole e il 40% dei terreni irrigui. La facoltà che hanno certe piante di adattarsi ad una forte salinità o a condizioni di siccità deriva dall’interazione di numerosi geni. E’ dunque difficile introdurre una tolleranza al sale o alla siccità mediante riproduzione tradizionale o mediante la biologia molecolare attuale. Nondimeno, sono stati realizzati progressi manipolando delle piante perché producano di più alcuni composti, fra cui la glicina betuina, che protegge le cellule contro l’azione del sale.

I suoli fortemente acidi determinano una liberazione di alluminio, elemento tossico per le radici della maggior parte delle colture e che causa dei problemi nel 30-40% delle terre arabili del mondo, particolarmente sotto i tropici. Ad esempio il rendimento del mais può diminuire dell’80% quando cresce sui suoli acidi. Le piante che tollerano naturalmente forti concentrazioni di alluminio secernono acido malico o citrico, questo aiuta le radici ad assorbire meno alluminio. L’introduzione di un gene batterico nella papaia ha reso questa piante più tollerante all’alluminio.

Tutte le piante hanno bisogno d’azoto organico per crescere. Attualmente si studiano due modi di aumentare il tenore di azoto nel suolo. Si tratta della modificazione genetica del batterio Rhizobium per indurlo a formare più noduli sulle radici, e dell’introduzione nelle piante delle caratteristiche di nitrificazione del batterio. Oltre ad offrire vitamine e minerali, le piante sintetizzano migliaia di metaboliti secondari, fra cui alcuni hanno un impatto sulla salute umana.
La vitamina E è il più importante antiossidante solubile nell’acqua che la nostra alimentazione conosca ed è associata a vari benefici vascolari. Le fonti naturali di vitamina E sono gli oli di semi, fra cui la colza e la soia, che contengono una miscela di più tipi di molecole denominate tocoferoli. Il tocoferolo alfa è il più benefico di questi composti, ma si trova in bassa quantità nella maggior parte dei prodotti. Introducendo un gene nei semi di una specie vicina alla colza, l’Arabidopsis thaliana, in contenuto è stato aumentato di un fattore superiore al 95%.

La carenza di ferro è una dei maggiori punti deboli dell’alimentazioni tradizionali, nel mondo, e colpisce da uno a due miliardi di persone. Il suo sintomo più comune si chiama anemia, ma è anche associata a difficoltà di apprendimento dei bambini e ad una grande suscettibilità alle infezioni. Oltre all’integrazione alimentare, si cerca di aumentare l’assorbimento di ferro in due modi: aumentando il tenore di proteine che trattengono il ferro (ferritina), in certe colture, e riducendo l’impatto dei composti che disturbano l’assorbimento di ferro.

L’incorporazione di sequenze virali nei genomi di piante come tecnica che conferisce una resistenza alle malattie causate da questi agenti, è ormai una tecnica ben acquisita, e questo metodo ha permesso di sviluppare varietà commerciali di patate, zucche e papaia.
Le piante possono combattere le malattie in vari modi. In certi casi, esse producono delle sostanze chimiche o delle proteine specifiche. Questi composti protettivi possono colpire dei patogeni specifici o essere di natura generale, avviene spesso che la loro produzione porta alla morte delle cellule vicine al punto d’ingresso del patogeno, ciò che isola l’agente infettivo e ne impedisce l’espansione.

Le piante vengono sempre più manipolate ai fini non alimentari, e cioè per la produzione di proteine industriali, di prodotti farmaceutici e di altri prodotti.
Anche gli animali sono oggetto di studi di modificazione genetica: animali transgenici offrono numerose applicazioni nella ricerca medica, ad esempio servendo da modelli per studiare le malattie, la crescita, l’invecchiamento e le funzioni di geni dell’essere umano.

Su questa strada, tuttavia, c’è da chiedersi se alterando i modelli naturali non si finisca per alimentare il processo degradativo del collasso della diversità biologica che si vuole combattere…