Qué son los criobancos y cuál es el mayor de América Latina

Cuando un ciclón azotó la isla de Fiyi en 2016, una gran prioridad era la seguridad alimentaria de la población. El gobierno local pidió ayuda urgente a un centro a miles de kilómetros de distancia, en Lima, Perú.

El Centro Internacional de la Papa (CIP), con sede en la capital peruana, respondió enviando a Fiyi un mensaje de esperanza en la forma de pequeñas plantitas en tubos de ensayo, que permitieron al archipiélago del Pacífico reiniciar la producción de un cultivo esencial.

Esta historia muestra claramente por qué es crucial que copias de la biodiversidad del planeta sean guardadas en forma segura.

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Los bancos de semillas convencionales cumplen ese propósito. Los dos mayores, el Banco de Semillas del Milenio del Jardín Botánico de Londres, Kew Gardens, y la cámara subterránea en el Ártico noruego, en Svalbard, trabajan desde hace años precisamente para salvaguardar especies clave en caso de una catástrofe local o global.

Pero hay un gran problema. Muchas plantas esenciales para el sustento de la humanidad y la supervivencia de ecosistemas no no pueden ser conservadas en estos bancos de semillas tradicionales.

Cultivos tan importantes como la papa, el camote, el banano, el cacao, el café, los cítricos, y también cerca de la mitad de los árboles de la Amazonia, entre otras especies, requieren otra vía de seguridad a muy largo plazo: los llamados "criobancos".

En estos centros se usan técnicas de preservación a frío extremo o "criopreservación" para guardar a salvo copias de tesoros de la biodiversidad. Y hacerlo es más necesario que nunca debido a la extinción de especies, la pérdida de hábitats y el cambio climático.

En BBC Mundo hablamos con expertos en criopreservación que explican en qué consiste la técnica, cuán avanzada está en América Latina y por qué es crucial invertir en ella para el futuro.

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Yemas y semillas: qué plantas se guardan en criobancos

“Los criobancos son, como la palabra indica, bancos en los que guardamos recursos valiosos a la temperatura del nitrógeno líquido, que es de 196 grados bajo cero. Es una temperatura unas diez veces más baja que la del freezer o congelador en una nevera convencional”, explicó a BBC Mundo el biólogo de la conservación Daniel Ballesteros, experto en criopreservación y profesor de la Universidad de Valencia.

Ballesteros trabajó hasta hace poco en criopreservación en Kew Gardens, que tiene un criobanco en el mismo edificio del Banco de Semillas del Milenio.

El científico señaló que hay tres casos de plantas que requieren criopreservación por no ser aptas para bancos de semillas tradicionales.

1-El primer caso es el de cultivos que simplemente no se propagan por semillas, como la papa y el banano.

En estos casos la propagación es "clonal", ya que a partir de una pequeña parte de la planta se producen copias idénticas.

El ingeniero Rainer Vollmer, oficial en Criopreservación del Centro Internacional de la Papa en Lima, explicó a BBC Mundo en qué consiste la propagación clonal.

"El tubérculo de una papa tiene yemas, que en el lenguaje de los agricultores tradicionales se conocen como ojos: es donde comienza a brotar la planta".

"Si se corta una papa en varias partes, y cada parte tiene un ojo, esas partes tienen la capacidad de generar otras plantas que son clones, idénticos en su ADN", señaló Vollmer.

2-El segundo caso de plantas que requieren criobancos es el de plantas que sí producen semillas, pero éstas son "recalcitrantes", como se llama a las que no toleran ser desecadas con métodos usuales.

En los bancos de semillas convencionales, para que las semillas perduren el mayor tiempo posible, éstas son secadas "hasta que su contenido de agua interna está en torno del 3 al 7%", explicó Ballesteros. Y luego son preservadas a unos 20 grados bajo cero.

"Pero en el caso de las semillas recalcitrantes, lo que pasa es que al ser desecadas por debajo del 20% de contenido de agua mueren". Almacenarlas sin secar tampoco es una opción ya que mueren rápidamente.

3-El tercer caso de plantas que requieren criopreservación es el de cultivos como el café, los cítricos o la papaya, así como el de muchas orquídeas, cuyas semillas no son recalcitrantes y sí pueden secarse por debajo del 20% de contenido de agua. Pero al ser almacenadas a 20 grados bajo cero tienen problemas de longevidad y se deterioran muy rápido.

"El 50% de los árboles de la Amazonia"

A Daniel Ballesteros le preocupa principalmente el caso de las semillas recalcitrantes.

"En el ámbito de la agricultura hay un cierto desarrollo de la criopreservación", afirmó.

"Pero en el caso de especies silvestres hay muy pocas iniciativas, prácticamente no hay nada y es donde deberíamos poner más el foco".

"Pensemos que cerca de la mitad de los árboles de selvas húmedas tropicales, como la Amazonia, producen semillas recalcitrantes".

Otros casos de semillas recalcitrantes, señaló el científico, son el cacao y árboles como los robles, que tienen una gran importancia económica en España por producir no solo corcho sino las bellotas que alimentan a los cerdos para el jamón ibérico.

Hugh Pritchard, experto en criopreservación del Jardín Botánico de Londres, señaló a BBC Mundo que "se estima que cerca de un tercio de las especies de árboles a nivel global producen semillas recalcitrantes (de cerca de 60.000 especies conocidas de árboles)".

Y en general, "tal vez el 10% de todas las especies de plantas del mundo producen ese tipo de semillas. Estaríamos entonces hablando de unas 35.000 a 40.000 especies".

Una caja fuerte para el planeta en Lima

El Centro Internacional de la Papa en Lima es una referencia a nivel mundial. Posee el banco de germoplasma (material del que puede producirse una planta) de papa, camote y otras raíces y tubérculos andinos más diverso del mundo.

"En el caso de papa tenemos más o menos 4.500 variedades nativas que han evolucionado cientos y hasta miles de años en Perú. También guardamos unas 5.000 variedades nativas de camote o boniato".

El CIP conserva además colecciones de lo que se conoce como papas silvestres, que representan unas 145 especies.

"Son parientes silvestres de la papas cultivadas que generalmente producen tubérculos muy pequeños o incluso no producen tubérculos".

Generalmente no son aptos para el consumo humano, señaló Vollmer, pero son muy valiosas porque tienen genes de resistencia al frío, el estrés hídrico, la salinidad y enfermedades.

La mayor parte de las variedades en el CIP no son guardadas en el criobanco sino en el gran banco de germoplasma "in vitro", es decir, en miles de pequeños tubos de ensayo que contienen cada uno una plantita o plántula.

"Podríamos decir que esta conservación in vitro es la conservación a mediano plazo, pero tiene la desventaja de que hay que continuamente renovar este material porque envejece. Renovar significa que se corta el tallo en segmentos, conteniendo cada segemento 1-3 yemas. Cuando se introducen estos segmentos en un nuevo tubo con medio de cultivo estéril, crece de una de estas yemas otra planta joven".

"Y cada vez que se renueva el material hay riesgos, porque el ser humano se equivoca y la planta se estresa con el tiempo y puede haber mutaciones en esta continua renovación".

Es por ello que más de 4.000 variedades son conservadas además en el criobanco del CIP, lo que según Vollmer ofrece grandes ventajas.

Además de no requerir la renovación de las plántulas de papa cada dos o tres años, o en el caso del camote, cada seis a doce meses, el criobanco ofrece "realmente una conservación a largo plazo, de cientos de años o más. Teóricamente no hay limitaciones de tiempo de conservación".

"Y otra gran ventaja es que es una opción muy eficiente en espacio. Imaginen que en un metro cúbico podríamos conservar hasta 180.000 plantas potenciales".

Bebés en potencia: ¿cómo se hace en la práctica la criopreservación?

Vollmer explicó que en el caso de la papa "lo que se usa es una pequeña parte de la planta, la última yema en la punta, que se llama yema apical".

"De cada planta se corta una sola yema, que mide más o menos un milímetro, y luego se colocan diez de éstas yemas en un papelito de aluminio en una solución química llamada solución crioprotectante".

"Y eso se introduce bruscamente al nitrógeno líquido".

"Cuando se quiere el material se descongela otra vez y se coloca en un medio especial de recuperación. Entre 30 a 60 días después del descongelamiento ya se tiene una planta completa".

En el caso de las semillas recalcitrantes "lo que hacemos es que de la semilla extraemos solamente la porción que genera la planta nueva, es decir, el embrión o eje embrionario", señaló Ballesteros.

"Si tú abres una bellota de roble tienes dos valvas muy grandes y en el medio una puntita pequeñita. Todas esas puntitas pequeñitas de la bellota, o de un guisante o de una almendra, son embriones".

"En criopreservación trabajamos con esos embriones.Las semillas son pequeños bebés en potencia".

El hielo es el gran enemigo

El gran desafío al criopreservar semillas es cómo congelar los embriones sin que se forme hielo.

"Como no podemos desecarla, la semilla va a contener agua. Y si la congelamos, esa agua forma hielo y el hielo rompe los tejidos y mata la semilla", explicó Ballesteros.

La meta es lograr que los embriones se vuelvan sólidos pero sin formar hielo, transformándose en una sustancia similar a un vidrio.

Una forma de lograr eso es enfriar las células muy lentamente.

"De esa manera se forma hielo en el medio, fuera de la célula. Entonces la célula que tiene mucha agua nota esa formación de hielo como una señal de que el ambiente fuera se está deshidratando y expulsa el agua que tiene adentro. Hay un proceso de deshidratación interna y luego lo que se hace es congelar muy rápido".

"La otra forma de vitrificar es que en lugar de congelar lentamente al principio, se congela todo el tejido muy muy rápido de manera que el agua dentro de ese tejido no cristalice sino que se solidifique formando un vidrio".

Los criobancos en América Latina

La criopreservación fue usada primero para óvulos o semen de animales y pasó a usarse con plantas en los años 80, pero los criobancos botánicos aún no están extendidos.

En Bélgica, por ejemplo, se encuentra el principal criobanco del banano.

Y en América Latina, el mayor es el del Centro Internacional de la Papa.

"Lamentablemente, a esta escala, somo los únicos en la región", señaló Vollmer.

"Hay iniciativas menores de universidades o centros como el INTA en Argentina, o EMBRAPA en Brasil, pero todo a pequeña escala".

El Centro Internacional de la Papa es una de las 15 instituciones que integran el CGIAR, un consorcio internacional de centros de investigación para la seguridad alimentaria.

"En una nueva iniciativa, hemos sido elegidos ahora por nuestra experiencia para crear una red de centros de criopreservación en América Latina. La idea es promover la conservación de valiosa biodiversidad con esta técnica, pero recién estamos comenzando".

"Todo depende además de la voluntad de cada país, de que quieran invertir en eso, de que lo consideren una prioridad".

Si bien la criopreservación requiere una inversión inicial elevada en equipos y entrenamiento, el costo de funcionamiento posterior es relativamente bajo, según los expertos consultados por BBC Mundo.

Para Vollmer, "si ya se cuenta con un laboratorio in vitro, estimaría que con US$ 20.000 se puede implementar un programa de criopreservación a escala muy pequeña (incluyendo tanques, insumos, químicos, etc.)".

"Después de un tiempo de conservación de aproximadamente 9 a 10 años, la criopreservación se hace más económica que la conservación in vitro por no requerir una renovación tan continua y por ahorro de espacio".

Ballesteros señaló por otra parte que "en muchos países tropicales ya hay laboratorios que simplemente podrían ser enriquecidos, además de formar a la gente en criopreservación".

"Una carrera contra la extinción"

"La criopreservación es el método de conservación del futuro", aseguró Rainer Vollmer.

"Estamos en una carrera contra la extinción de muchas especies. Es muy triste que por la intervención del ser humano, la destrucción del ambiente y cambios en condiciones climáticas, muchas plantas ya no pueden existir en condiciones naturales".

"Algunas muestras que tenemos en el banco del CIP, por ejemplo, ya no existen en la naturaleza".

Para Daniel Ballesteros, si bien deben conservarse las plantas en su medio nativo protegidas, por ejemplo, en parques naturales, los bancos de semillas y los criobancos siguen siendo indispensables.

"Nosotros podemos hacer parques naturales en el Congo, en Colombia o en Brasil para conservar los bosques tropicales, porque sí debemos conservar las plantas 'in situ', en el terreno".

"Pero también queremos una copia de seguridad, porque todas estas especies están amenazadas y el lugar donde viven puede desaparecer, lo podemos ver en la Amazonia".

"Si una especie desaparece no la vamos a volver a tener nunca, a no ser que tengamos estos criobancos para poder reinstaurarlas", señaló Ballesteros a BBC Mundo.

“Cuando hablamos de bancos en general hablamos de dinero. Pero no tenemos todas las copias de seguridad necesarias para nuestro recurso más valioso, que es la naturaleza”.