Plantas modificadas genéticamente para absorber más CO₂: una solución biotecnológica contra el cambio climático

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.

Estas nuevas plantas no solo mejoran el proceso de fotosíntesis, sino también la forma en que almacenan carbono en raíces y suelos. La combinación de biotecnología, ingeniería genética y biología sintética está impulsando una revolución silenciosa en el mundo vegetal.

¿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.
• Las raíces almacenan poco carbono y se degradan rápido, liberando CO₂ nuevamente a la atmósfera.

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 histórico publicado en Science mostró que introducir una vía alternativa de fotorespiración en plantas permitió aumentar la productividad hasta un 40% y, con ello, la captación de CO₂. Estas plantas no solo crecieron más rápido, sino que también utilizaron mejor la energía solar.

2. Raíces más profundas para almacenar carbono en el suelo

El carbono almacenado en raíces puede permanecer bajo tierra durante décadas o siglos. Por ello, varios equipos están modificando plantas para desarrollar raíces más largas, gruesas y ricas en suberina, una sustancia muy estable que retiene carbono a largo plazo.

Proyectos como “Carbon Sequestration in Croplands” (liderado por instituciones de EE. UU. y Europa) están diseñando cultivos agrícolas que actúan como verdaderas “bombas de carbono”, enterrándolo de forma más duradera.

3. Plantas que expresan enzimas más eficientes que la 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.

Estas plantas podrían absorber CO₂ a mayor velocidad, sobre todo en zonas donde la luz o los nutrientes son limitantes.

4. Aumentar la biomasa aérea sin aumentar el consumo de agua

Otro enfoque consiste en modificar la arquitectura de tallos y hojas para producir más biomasa sin requerir más recursos. La biomasa captura carbono mientras crece, y si se maneja adecuadamente (por ejemplo, no quemándola), puede almacenar carbono durante largos periodos.

Casos reales y avances recientes

El proyecto “RIPE” (Realizing Increased Photosynthetic Efficiency)

Se trata de una de las iniciativas más ambiciosas del mundo, financiada por instituciones como la Fundación Gates, la Universidad de Illinois y el Departamento de Energía de los EE. UU. El objetivo es mejorar la fotosíntesis en cultivos esenciales como soja, arroz y maíz. Varias de sus investigaciones han demostrado aumentos significativos en la captación de luz y en la fijación de CO₂.

Algodón y tabaco modificados

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

Con el aumento global de temperaturas, muchas plantas pierden eficiencia. La ingeniería genética permite diseñar versiones que mantienen su capacidad fotosintética incluso en condiciones de estrés térmico, lo que podría triplicar su capacidad de absorción en regiones cálidas.

Beneficios ambientales y climáticos

• Aumento directo de la captura natural de carbono.
• Mejora del rendimiento agrícola, lo que reduce la necesidad de deforestación.
• Mayor estabilidad del carbono en suelos profundos.
• Reducción del uso de fertilizantes si las plantas son más eficientes metabólicamente.

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

A pesar de los desafíos, la ingeniería genética vegetal está avanzando rápido. Muchos expertos consideran que las plantas modificadas para capturar más CO₂ podrían convertirse en una herramienta fundamental para alcanzar los objetivos de descarbonización hacia 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

1. RIPE / University of Illinois – Bioingeniería de la fotosíntesis aumenta el rendimiento de la soja en campo
2. RIPE – “Photosynthetic hacks” que incrementan el rendimiento y mejoran el uso del agua en cultivos
3. Plant Communications (2023) – A synthetic light-inducible photorespiratory bypass enhances photosynthesis to improve rice growth and grain yield
4. The Plant Cell (2025) – Synthetic photorespiratory bypass improves rice productivity by enhancing photosynthesis and nitrogen uptake
5. Phys.org – Scientists boost crop production by up to 47 percent by speeding up photorespiration (proyecto RIPE)