El colombiano que lucha por acabar con los parásitos de las plantas

En Boyacá, uno de los departamentos con mayor riqueza agrícola de Colombia, hay meses de especial abundancia y fertilidad: agosto, septiembre y octubre, por ejemplo, son los más ubérrimos para la papa, uno de los cultivos insignia de la región. Enero es el mejor momento para recoger habas y arvejas.

El tomate abunda en junio. Y otros, como la arracacha, son fáciles de conseguir en cualquier época del año.

Sin embargo, existe una amenaza que acecha constantemente a los campesinos y puede convertirse en una pesadilla capaz de acabar con todo su esfuerzo y destruir los frutos de su arduo trabajo.

Se trata de los nemátodos, una plaga que se cierne sobre las siembras y que, según cálculos del 2020, puede llegar a significar caídas hasta del 60 por ciento de la producción agrícola anual, lo cual se traduce en pérdidas económicas millonarias para quienes viven de la tierra.

Los nemátodos representan el grupo más abundante de animales en la Tierra: cuatro de cada cinco animales pertenecen a este grupo, y se calcula que hay 57 billones por cada habitante humano del planeta. Son organismos que en su mayoría cumplen funciones ecológicas importantes; por ejemplo, el control de otras plagas.

Pero algunas especies también atacan y destruyen las cosechas. Igualmente, infectan a otros animales como los cerdos, alojándose en sus intestinos y llegando a crecer hasta cincuenta centímetros dentro de ellos.

En los humanos son la causa de varias enfermedades, como la elefantiasis, la ascariasis y la filariasis, entre muchas otras.

“Los hay también microscópicos, como los que afectan a las plantas. Aunque son diminutos, tienen neuronas y demás órganos de los animales, y resultan difíciles de estudiar por su comportamiento errático: comen cuando quieren, se reproducen cuando quieren y, además, tienen ciclos de vida extensos”, explica José Luis Lozano, el nieto de una familia de campesinos boyacenses, quien, tras varios años de investigación, es ahora considerado una de las principales autoridades del mundo en el estudio de los nemátodos parásitos de las plantas.

Tras casi dos décadas de investigación en nemátodos y otros parásitos, Lozano acaba de ser nombrado líder de investigación en la Universidad de Wageningen, en Holanda, una posición que pocos latinoamericanos han llegado a ostentar. Esta universidad ha sido clasificada como la mejor del mundo en agricultura y ciencias ambientales, según el QS World University Rankings.

Lozano, ingeniero agrónomo de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC), en Tunja, doble máster en agricultura orgánica y en fitopatología, y Ph. D. en nematología de Wageningen, agrega que, pese a su impacto en la salud alimentaria, solo alrededor del uno por ciento de los nemátodos han sido estudiados.

“Nos queda el restante 99 por ciento por comprender, y nos toca controlarlos porque si no, no tenemos la papita”, afirma Lozano, quien sufrió en carne propia el embate de los nemátodos cuando atacaban los cultivos de su familia, en Boyacá.

Lozano nació en Tunja, la capital de Boyacá, en 1979. Su familia estaba conformada por sus padres, Alfonso Lozano y Luz Marina Torres, y sus tres hermanos: Luz Ángela, Ximena y Camilo. Sus abuelos eran Luis Torres Solano, María Antonia Quintero, Bernardo Lozano y Alicia Figueroa.

Cuando José Luis tenía cuatro años su padre murió, y su madre, quien era profesora de biología de la UPTC, se hizo cargo de los cuatro hijos, mientras les inculcaba el interés por la ciencia. “Una de las primeras imágenes que recuerdo es estar frente a un estereoscopio viendo cómo funciona el corazón de una rana”, recuerda Lozano durante una conversación telefónica desde Holanda.

Lozano cuenta que sus abuelos maternos tenían una finca en el municipio de Boyacá, a 17 kilómetros de Tunja, a la que él y sus hermanos iban a colaborar durante los fines de semana y las vacaciones. Allí sembraban y recogían peras, manzanas, duraznos y hortalizas.

“De ahí nació mi amor y el de mi familia por el campo y por el campesinado; un amor profundo por un pueblo que, pese a sus restricciones económicas, es infinitamente generoso, con personas con inmensa calidad humana y que muchas veces no reconocemos, pero que son quienes nos proveen el alimento de todos los días”, dice Lozano con un marcado acento que delata sus orígenes boyacenses, no obstante llevar casi la mitad de su vida fuera de Colombia.

Todo este o cercano con la agricultura hizo que Lozano tuviera claro su plan de vida desde muy temprano. “A los 12 años ya sabía que quería ser ingeniero agrónomo”, sostiene. Fue así como, al terminar el bachillerato, entró a estudiar en la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, en su ciudad natal.

Desde el primer semestre, Lozano entró como practicante, bajo la supervisión de la profesora Clemencia Ávila de Moreno, al laboratorio GMBC, dedicado al manejo biológico de cultivos y los parásitos de plantas.

Cuando terminó la carrera, y después de haber pertenecido y liderado varios semilleros de investigación, Lozano se puso a buscar becas para hacer una maestría en agricultura orgánica o biológica.

“Tenía claro que nunca podría pagar por mis estudios en el exterior”, comenta.

Lozano finalmente se ganó una beca del Gobierno holandés y se matriculó en la Universidad de Wageningen en la maestría en agricultura orgánica, y al finalizar hizo otra en fitopatología y entomología.

Posteriormente empezó su doctorado en biología molecular de nemátodos, investigando sobre la proteína alérgeno-venenosa, una sustancia que producen todos los parásitos de animales, plantas y humanos, y con la cual suprimen el sistema inmune de sus huéspedes.

Ese trabajo le sirvió para encontrar un gen en el tomate que le permite protegerse del ataque de los nemátodos. Gracias a esa investigación desarrolló una patente de mejoramiento genético que está siendo usada por las empresas agrícolas de Holanda para proteger los cultivos de tomates, uno de los productos agrícolas insignia del país, en donde un kilo de semillas puede ser vendido por el mismo precio que un kilo de oro.

En el 2014 terminó el doctorado, y en el 2015, Lozano obtuvo financiamiento del Consejo de Investigación Holandés (NWO) para seguir estudiando la percepción de dichas proteínas en las plantas.

Lozano trabajaba incansablemente para alcanzar su sueño de convertirse en profesor universitario en una de las instituciones académicas más importantes del mundo.

“En el 2020, mi mentor de investigación, el Dr. Geert Smant, del Laboratorio de Nematología de la Universidad de Wageningen, me invitó a concursar, y fui seleccionado como profesor asistente en interacciones moleculares planta-nemátodo, una responsabilidad muy grande porque esta universidad es la más importante a nivel mundial en la producción de alimentos y hace parte de los comités de seguridad alimentaria de instituciones como la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, y del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC)”, dice.

Lozano asegura que los nemátodos son un objeto de estudio tan temido como fascinante.

“Son seres muy interesantes porque destruyen lenta y silenciosamente las plantas sin ser detectados, y cuando los agricultores se dan cuenta, la cosecha se ha perdido”, explica el científico.

No es un problema menor ni exclusivo de Colombia. De acuerdo con Lozano, los modelos epidemiológicos sobre cómo se extienden las enfermedades fitopatológicas en el mundo señalan que, en los próximos 30-40 años, el aumento de la temperatura generado por el cambio climático llevará a un punto de no retorno en el que las enfermedades generadas por nemátodos serán las que más rápido se van a distribuir, atacando la mayoría de los cultivos en todas las latitudes.

“Estamos hablando de organismos muchas veces generalistas, es decir que tienen la capacidad de infectar a diferentes especies de plantas y que se están moviendo a velocidades nunca antes vistas y a todas partes, como dije, por el aumento de la temperatura", asevera.

Y continúa: "Son patógenos que una vez se establecen en el suelo son muy difíciles de controlar. Hace unos años se usaban neurotóxicos que inmovilizaban al parásito, pero ocasionaban un alto grado de toxicidad al hombre y al medio ambiente, razón por la cual los gobiernos prohibieron su uso”.

En este escenario, la patente desarrollada por Lozano ha sido fundamental para proteger los cultivos de tomate de un tipo particular de nemátodo y obtener plantas más resistentes a la enfermedad, tal como lo haría una vacuna en los humanos.

Y no solo eso. Según Lozano, esta invención ha derivado en una mayor comprensión del sistema inmune de las plantas, pues antes no se sabía muy bien cómo podían defenderse de tantos depredadores si no tienen la posibilidad de moverse y escapar, como los animales.

“Logramos comprobar que la mayoría de los vegetales se defienden usando proteínas receptoras, que vigilan los pequeños cambios en las moléculas que muchos patógenos usan para causar enfermedades. Algo similar a una cámara de vigilancia colocada en tu casa para detectar el ingreso de los extraños".

"Esto se sabía en teoría, pero no había los datos para corroborarlo; mi investigación proporcionó evidencia suficiente de que en las plantas existe este mecanismo de monitoreo como parte fundamental de su sistema inmune”, dice Lozano, y cuenta que fue durante esta investigación cuando vivió uno de los momentos más emocionantes de su carrera como científico, un momento ‘eureka’, como él mismo lo llama.

“Ocurrió el día en que, después de aislar unas células infectadas por un nemátodo y hacer un análisis de todas las moléculas de ácido ribonucleico (ARN) presentes en ellas, vi en el computador una gráfica con la repetición de unos patrones que indican el momento de la ruptura controlada de las paredes celulares, como cuando uno tira una piedra en un lago y las olas se repiten unas tras otras. Identificamos que este proceso fundamental para el parasitismo comienza entre las horas 16 y 24 desde la infección”, explica.

A finales del 2020, Lozano recibió un nuevo subsidio del Gobierno holandés para iniciar su propio grupo de investigación y desarrollar la tomografía de ARN en plantas, una técnica diagnóstica como la que es utilizada para obtener imágenes del cerebro humano cuando hay una enfermedad. La diferencia es que la tomografía del ARN escudriñará en el espacio entre las moléculas para determinar, a nivel subcelular, lo que ocurre cuando un parásito infecta una planta.

“Esto nos permitirá encontrar los puntos claves de las infecciones con precisión de micrómetros, y conocer la cronología del proceso de parasitación”, asegura, y añade que esto será como “estudiar el big bang de la infección”, el momento en el que el nemátodo empieza a ordenarle a la planta que reproduzca ciertas células para poder alimentarse de ellas.

Lozano también espera poder seguir desarrollando nuevas patentes para la protección de los cultivos a partir de técnicas de mejoramiento y edición genética como CRISPR-Cas9. “Sería interesante poder usar estas técnicas innovadoras en mejoramiento vegetal para generar variedades de plantas resistentes a los problemas fitosanitarios; el problema en Europa es que todavía existen muchas restricciones legales para el uso de transgénicos y los organismos genéticamente editados”, reconoce.

Mientras tanto, y después de muchos años de investigación, Lozano ite que aún se desvela tratando de encontrar maneras de prevenir las enfermedades causadas por nemátodos.

“Dentro de tres décadas pasaremos de ser 7.000 millones a 9.000 millones de seres humanos, por lo que la producción alimentaria, bajo las condiciones actuales, debería aumentar en un 50 % para suplir el incremento en la demanda. Para mí, lo más importante es que la ciencia logre encontrar uno o un grupo de genes que impidan a los nemátodos la colonización de las primeras células en los vegetales y lograr así un control rápido y eficiente de la plaga y, por consiguiente, de la enfermedad”, afirma.

Lozano ve como “imperioso” que los gobiernos inviertan en políticas públicas de investigación y desarrollo que, de manera sostenida y articulada con los Objetivos de Desarrollo Sostenible, aborden las amenazas actuales y futuras de la producción agropecuaria.

“Solo de esta forma se logrará evitar una hambruna global. Mi obsesión es y seguirá siendo comprender a fondo cómo estos benditos nemátodos logran hacer tanto daño a las células vegetales, destruyendo toneladas de alimentos y arruinando a nuestros productores; quiero ofrecer soluciones y aportar mi granito de arena en la producción agrícola mundial”, concluye Lozano.

Si quiere ponerse en o con José Luis Lozano, puede hacerlo a través de [email protected] y del Twitter @jose_lozano.

NICOLÁS BUSTAMANTE HERNÁNDEZ

Redactor de Ciencia

En Twitter: @ScienceNico