Plantas modificadas para capturar más CO₂: posibilidades y límites
Distintos proyectos investigan fotosíntesis, raíces y almacenamiento de carbono en plantas. Su aporte potencial debe compararse con el uso de suelo, la permanencia y otras medidas climáticas.
Una nueva esperanza verde contra el cambio climático
La lucha contra el cambio climático exige reducir drásticamente las emisiones de CO₂, pero también capturar parte del carbono ya presente en la atmósfera. Si bien existen métodos industriales como la captura directa de aire, son costosos y difíciles de escalar. Frente a esto, la ciencia está explorando una alternativa prometedora: plantas modificadas genéticamente capaces de absorber más CO₂ de manera natural y eficiente.
Dos líneas de investigación distintas buscan mejorar la fotosíntesis y aumentar el carbono que llega a raíces y suelos. Una planta que crece más no retira necesariamente más CO₂ de forma duradera: importa cuánto carbono vuelve al aire al respirar, descomponerse o consumir la cosecha.
¿Por qué mejorar a las plantas?
Las plantas ya son la mayor tecnología natural de captura de CO₂ del planeta. Cada año absorben miles de millones de toneladas de carbono, pero tienen limitaciones: la fotosíntesis es un proceso imperfecto y muchos cultivos pierden carbono cuando sus raíces y biomasa se descomponen.
Los avances científicos buscan resolver tres problemas clave:
- La fotosíntesis es ineficiente: solo convierte un pequeño porcentaje de la luz solar en energía química.
- La enzima RuBisCO comete errores, desperdiciando energía al confundir O₂ con CO₂.
- Parte del carbono de las raíces vuelve al aire al descomponerse; otra parte puede estabilizarse en el suelo según sus condiciones.
Cómo la ciencia está aumentando la captura de CO₂
1. Mejorando la fotosíntesis con biología sintética
Un enfoque clave consiste en mejorar las rutas metabólicas dentro de las hojas. Investigadores han logrado insertar vías fotorespiratorias sintéticas que reducen la pérdida de energía durante la fotosíntesis.
Un estudio de 2019 publicado en Science obtuvo alrededor de un 40 % más de biomasa en tabaco modificado con una vía alternativa de fotorespiración bajo las condiciones del ensayo de campo. El resultado muestra una mejora de crecimiento; no equivale a demostrar un 40 % más de retirada permanente de CO₂.
2. Raíces más profundas para almacenar carbono en el suelo
Aumentar la profundidad y masa de las raíces y su contenido en suberina es una estrategia para intentar conservar más carbono bajo tierra. La duración del almacenamiento depende también de microorganismos, minerales, humedad y manejo del suelo; debe medirse en condiciones de campo.
La Harnessing Plants Initiative del Instituto Salk investiga estas características. Su programa CRoPS trabaja en trasladarlas a cultivos y comprobar su desempeño, con ensayos de campo y estudios del carbono del suelo.
3. Investigar la eficiencia de RuBisCO
RuBisCO es la enzima encargada de fijar CO₂, pero es famosa por su lentitud. La ingeniería genética está permitiendo que algunas plantas integren versiones mejoradas de esta enzima, inspiradas en especies más antiguas o en bacterias que fijan carbono de manera más eficiente.
Una mejora enzimática solo resulta útil si funciona dentro de la planta y junto a las demás limitaciones de luz, agua y nutrientes. El rendimiento debe comprobarse para cada cultivo y ambiente.
4. Aumentar la biomasa aérea sin aumentar el consumo de agua
También se investiga cómo aumentar el crecimiento sin elevar proporcionalmente la demanda de agua. La biomasa almacena carbono mientras existe, pero evitar quemarla no basta para garantizar permanencia: su descomposición también puede devolver CO₂ al aire.
Casos reales y avances recientes
El proyecto “RIPE” (Realizing Increased Photosynthetic Efficiency)
RIPE es un proyecto internacional dirigido por la Universidad de Illinois para mejorar la eficiencia fotosintética de cultivos. Las fuentes citadas identifican el apoyo de la Fundación Gates, la Foundation for Food & Agriculture Research y el organismo británico de cooperación internacional. Sus ensayos estudian rendimiento agrícola, no una certificación de eliminación de carbono.
Tabaco como planta modelo y pruebas en cultivos alimentarios
El tabaco es utilizado como “planta modelo” por su rápido crecimiento. Al introducir rutas metabólicas optimizadas, se ha conseguido incrementar su absorción de CO₂ y su producción de biomasa, demostrando que la tecnología puede aplicarse a cultivos de interés comercial.
Plantas resistentes al calor que mantienen la fotosíntesis estable
La resistencia al calor es otra variable importante: una mejora observada a temperatura moderada puede no mantenerse durante una ola de calor. Las fuentes citadas no establecen que estas modificaciones tripliquen la absorción de CO₂ en regiones cálidas.
Beneficios potenciales que deben comprobarse
- Mejorar el rendimiento en los cultivos y ambientes donde se valide el rasgo.
- Aumentar la entrada y permanencia de carbono en ciertos suelos.
- Mejorar el uso del agua o los nutrientes en diseños específicos.
- Complementar la reducción de emisiones, con balances completos del ciclo de cultivo.
Desafíos éticos, técnicos y regulatorios
Aunque prometedor, este campo enfrenta varios retos:
- Temor público hacia organismos genéticamente modificados (OGM).
- Riesgo de impactos ecológicos si las plantas GM se cruzan con especies silvestres.
- Complejidad genética alta: mejorar la fotosíntesis implica modificar múltiples genes.
- Regulaciones estrictas en algunos países que dificultan las pruebas de campo.
Un futuro donde las plantas ayudan a estabilizar el clima
Estas estrategias pueden contribuir a la agricultura y a la gestión del carbono, pero su aporte climático depende de resultados de campo, permanencia, costos y aceptación. Las fuentes citadas no establecen una contribución cuantificada a los objetivos de 2050.
Si bien no reemplazan la reducción de emisiones, sí pueden complementar otras soluciones de captura de carbono, ayudando a equilibrar el sistema climático de manera natural.
Fuentes y referencias
RIPE, estudio de 2019 sobre aumento de biomasa en tabaco
Salk Institute, Harnessing Plants Initiative: investigación
- RIPE / University of Illinois – Bioingeniería de la fotosíntesis aumenta el rendimiento de la soja en campo
- RIPE – “Photosynthetic hacks” que incrementan el rendimiento y mejoran el uso del agua en cultivos
- Plant Communications (2023) – A synthetic light-inducible photorespiratory bypass enhances photosynthesis to improve rice growth and grain yield
- The Plant Cell (2025) – Synthetic photorespiratory bypass improves rice productivity by enhancing photosynthesis and nitrogen uptake
- Phys.org – Scientists boost crop production by up to 47 percent by speeding up photorespiration (proyecto RIPE)
