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Árboles en la fitorremediación de suelos y en la conservación de la biodiversidad

Investigadores del CSIC trabajan en el desarrollo de chopos y abedules modificados genéticamente para limpiar suelos contaminados por metales pesados, como plomo o cadmio, y derivados de explosivos. También trabajan en la mejora genética del castaño y en la crioconservación de árboles selectos de España, como los robles y castaños, para lo cual están creando un banco de germoplasma, una herramienta útil en la conservación de la bioversidad.

Investigadores del Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia y del CSIC trabajan en el desarrollo de chopos y abedules modificados genéticamente para limpiar suelos contaminados por metales pesados, como plomo o cadmio, y derivados de explosivos. El chopo y el abedul "son especies de crecimiento relativamente rápido, que están muy bien adaptadas a diferentes zonas de la geografía española y podrían aplicarse en la recuperación de terrenos contaminados a causa de actividades mineras o industriales", explica Antonio Ballester, investigador principal del proyecto.

Los investigadores están estos días a la espera de finalizar un primer experimento con chopos en invernadero. Son ejemplares de apenas unos 40 centímetros y están en pequeñas macetas, unas con substrato contaminado por plomo y otras con tierra procedente de zonas mineras de Murcia. Se trata, explica el profesor Ballester, de 10 líneas transgénicas: cada una de ellas tiene expresados en mayor o menor grado unos genes que activan los mecanismos de almacenamiento de metales en las células de la planta. En concreto, desencadenan la síntesis de las fitoquelatinas, moléculas de la planta que tienen la capacidad de secuestrar metales pesados. El resultado es que "se almacenan los metales en las vacuolas celulares sin que esto suponga ningún daño para la planta".

Estos genes, aislados hace unos años del genoma de la planta arabidopsis y de la del trigo y dados a conocer públicamente, no están sujetos ellos mismos ni sus desarrollos derivados, a patente. Los investigadores han introducido estos genes en los chopos y, aunque aun no se han analizado las muestras, las previsiones parecen buenas por los análisis visuales realizados.

Acumulación en el tronco

Los árboles han sido modificados de forma que acumulen los contaminantes preferentemente en el tronco, no en las hojas. Chopo y abedul son caducifolios, explica Ballester, y con la caída de las hojas se estaría reproduciendo de nuevo el problema si los metales se acumularan en ellas y las hojas no se eliminasen del suelo. Pero ¿y después? En este caso, tanto el chopo como los abedules son especies de "turno relativamente corto", que se pueden cortar para usar su madera. Como los metales quedan atrapados en las células de la madera, ésta puede utilizarse sin riesgo. "El único metal que podría dar problemas en este sentido es el mercurio, porque es volátil y la madera podría desprender vapores de mercurio", detalla Ballester.

De cualquier forma, antes de que puedan llegarse a aplicar árboles como los que están desarrollando en el Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia, estos deberán someterse a un largo proceso de evaluación que incluye la experimentación en invernaderos y en parcelas controladas con la autorización de la Comisión Nacional de Bioseguridad. Todos los proyectos de investigación de fitorremediación con árboles que se realizan a nivel internacional están en fase de evaluación.

La biorremediación con plantas o con bacterias modificadas al efecto siempre genera dudas y precauciones. Aspectos como qué pasa luego con las plantas que han acumulado los contaminantes o si puede representar un peligro para la biodiversidad. Aun así, y a pesar de las dudas generadas es una opción que se contempla con optimismo para casos graves de contaminación. "Todos los expertos coinciden en que una remediación física, como la que se aplicó en Aznalcollar, es mucho más costosa y supone perder, además, la parte del suelo más productiva", afirma Ballester.

Los árboles tienen ventajas añadidas frente a otras opciones de biorremediación. Pueden descontaminar más que las plantas anuales porque tienen mayor biomasa y sus raíces llegan a capas más profundas del suelo, aunque, matiza Ballester, "los metales se desplazan por las capas del subsuelo y antes de aplicar la biorremediación con árboles habría que estudiar las características del terreno". Otra ventaja es que, al contrario que las bacterias -que pueden desplazarse y son más difíciles de controlar- los árboles, en principio, no se mueven.

Recuperación del castaño y bancos de árboles selectos

Otra línea del equipo dirigido es la mejora genética del castaño. Esta es una línea que genera un especial interés en el continente américano. "Con la entrada en ese continente de castaños chinos, que portaban el chancro, los castaños americanos desparecieron en cuestión de 50 o 60 años". Ahora hay agencias públicas, universidades y fundaciones con un gran interés en recuperar esta especie.

Los investigadores han trabajado en un programa de mejora genética de castaños comerciales europeos, y han obtenido híbridos resistentes a la tinta (otra enfermedad que afecta a este árbol). Sin embargo, no se ha conseguido aun resistencia al chancro. "En Europa, el chancro se da de forma periódica", detalla Ballester. Estamos trabajando para ver qué genes pueden impedir o, al menos, dificultar la entrada del hongo que provoca la enfermedad del chancro. Se ha aislado del castaño dos genes que codifican proteinas del tipo taumatina y quitinasa, que tienen actividad antifúngica. "Si sobreexpresamos estos genes, quizás podamos evitar o paliar la enfermedad". Los resultados de la investigación podrían después trasladarse a la recuperación del castaño americano.

Los investigadores también trabajan en la crioconservación de árboles selectos de España, como los robles y castaños. Se está desarrollando un banco de germoplasma, un banco de "minicopias" de árboles de interés, guardados en tubos de ensayo y conservados en nitrógeno líquido. En una situación de incendio o de desastre natural, estos bancos son una fuente de material vegetal genéticamente igual al original, que pueden restituir las zonas afectadas. Los principales usuarios de este tipo de bancos serian las administraciones y gestores del territorio. También son útiles como herramienta de conservación de la biodiversidad. "En los EE.UU., añade Ballester, "hay grandes colecciones de germoplasma crioconservado, aunque no son en absoluto excluyentes de otras formas de conservación". En España es un área que todavía está desarrollándose.

Más información:

OTT-CSIC Galicia
Juan Castro
Telf. 981 55 27 88
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