¿Álamos biotecnológicos frente al cambio climático?

Por Annick BOSSU, 20 de mayo de 2025

Hace unos meses, una start-up estadounidense, Living Carbon, anunciaba que había desarrollado y plantado desde 2023 álamos modificados genéticamente.

Estos absorberían más rápidamente el dióxido de carbono, uno de los gases de efecto invernadero cuya acumulación actual en la atmósfera y los océanos es problemática para el clima terrestre. En el marco de este programa, Living Carbon recurre a la adquisición de créditos de carbono para financiar sus trabajos. El objetivo: reducir la fotorrespiración de las plantas, los álamos y los pinos. ¿Qué es la fotorrespiración? ¿Cuáles serían las repercusiones ecológicas de esta modificación de la fotosíntesis?

A partir de consideraciones evolutivas sobre la fosilización del carbono que capturó el dióxido de carbono atmosférico en el pasado, Living Carbon afirma, en un artículo escrito por su cofundadorⁱ, que gracias a su start-up, «en trescientos millones de años, se podría contar una historia similar a la actual: una era de captura de carbono tan masiva que las rocas narrarán nuestra historia». Se hace así referencia a una escala de tiempo sin parangón con la evolución antropogénica del carbono atmosférico desde hace 200 años.

Para alcanzar esta escala temporal, Living Carbon recurre a la biotecnología, modificando genéticamente los árboles para aumentar su fotosíntesis y así absorber más dióxido de carbono (CO₂) de la atmósfera. Una lectura más detallada nos revela que los árboles en cuestión son fruto de la bioingeniería asociada a la inteligencia artificialⁱⁱ. Serían «climáticamente inteligentes».

Living Carbon también se basa en ciertos conocimientos científicos para proponer soluciones de bioingeniería que reducen la descomposición y mineralización del carbono en el suelo (que producen dióxido de carbono) y, según ellos, restauran la vida de los suelos destruidos.

La fotorrespiración de las plantas considerada como un «desperdicio»

En un artículoⁱⁱⁱ escrito por investigadores que trabajan casi todos en Living Carbon, leemos que uno de los objetivos es «aprovechar el poder de la biología sintética para mejorar la capacidad natural de captura de carbono de las plantas, en particular las no anuales, y proporcionar un enfoque biológico para reducir aún más los niveles de CO₂ en el aire. Aquí hemos seleccionado una vía para eludir la fotorrespiración y hemos probado su eficacia en la mejora de la fotosíntesis en un álamo híbrido, INRA717-IB4 ».

Estos álamos híbridos INRA717-IB4 se obtuvieron en Francia, en el Inrae de Versalles^iv. Posteriormente, fueron donados por la Universidad Estatal de Oregón a la start-up estadounidense^v. Es en estas plantas donde se aplicará la ingeniería consistente en reducir su fotorrespiración.

Algunas consideraciones biológicas

La fotorrespiración reduce el rendimiento fotosintético de las plantas, de ahí el término «desperdicio» utilizado por los bioingenieros. Sin embargo, aunque la fotorrespiración parece perjudicial para la actividad fotosintética de las células en las que se produce, podría ser útil, incluso necesaria, para otras funciones celulares, y su limitación no se traduciría necesariamente en un mejor crecimiento de las plantas. Algunos estudios han sugerido, por ejemplo, que la fotorrespiración podría ser indispensable para la fijación del nitrógeno de los nitratos del suelo^vi y para la síntesis de ciertos aminoácidos. Por otra parte, la fotorrespiración protege a las plantas cuando la iluminación es intensa. En efecto, en este caso, las reacciones de la fotosíntesis se aceleran con el riesgo de producir formas activas de oxígeno, perjudiciales para el cloroplasto y la célula vegetal. Así, al consumir oxígeno mediante la respiración, las plantas quedan protegidas^vii. La modificación de los árboles también reduce su resistencia a las enfermedades, precio que hay que pagar por un crecimiento acelerado. En efecto, al crecer más rápido, los árboles utilizan más energía en detrimento de la síntesis de ciertos aminoácidos, entre ellos los implicados en la resistencia a los patógenos.

La fotorrespiración se reduce en plantas tropicales como el maíz, la remolacha azucarera, el mijo o el sorgo, que solo se desarrollan en suelos ricos en humus y, por lo tanto, en carbono. Este equilibrio se ha establecido a lo largo de la evolución en climas cálidos. En cierto modo, esto es lo que la bioingeniería quiere imitar en la fotorrespiración.

**Reducir la fotorrespiración mediante « bioingeniería» en los álamos**

Basándose en trabajos realizados con el tabaco^viii, el equipo de Living Carbon propone modificar genéticamente los álamos mediante transgénesis y utilizando un ARN interferente (ARNi) sintético^ix. Los genes afectados son los que modifican dos enzimas de la fotorrespiración. También es necesaria una secuencia de ADN que codifique el ARNi. El resultado esperado es la liberación de CO₂en el cloroplasto y la orientación preferente de la actividad de la RuBisCo hacia la vía de la fotosíntesis, y no hacia la fotorrespiración.

Esto es fácil de decir, pero requiere pasos excesivamente complejos y numerosos, cuya definición, en esta fase, solo es posible mediante cálculos informáticos y cuya eficacia en la realidad aún no se ha comprobado. En resumen, es necesario cultivar plantas jóvenes de álamo híbrido en invernadero en condiciones físicas (luz, temperatura, humedad) y químicas (medio de cultivo) totalmente controladas. A continuación, se extraen fragmentos de tejido (explantos) de estos brotes y se ponen en contacto con bacterias, una cepa de Agrobacterium tumefaciens (bacteria originaria del suelo), previamente modificada genéticamente y que será el vector de las modificaciones. La información relativa a los genes de interés, las secuencias anexas indispensables y la secuencia transgénica que codifica el ARNi, en total 41 «eventos» transgénicos, se extrae de bases de datos informáticas. Se han identificado en diversas especies (calabaza, arabis, algas verdes, bacterias…) y la construcción genética de estos «eventos» se diseña por ordenador mediante un software especializado. Las bacterias modificadas genéticamente se mantienen en un medio de cultivo artificial en el que se controlan todos los componentes y, una vez que entran en contacto con los explantos de álamo, se supone que los infectan para modificarlos genéticamente^x. Por último, estos callos de álamo se cultivan in vitro en medios de cultivo controlados, antes de transferirlos a salas de «crecimiento» con testigos no modificados.

Por el momento, en el laboratorio se ha observado un aumento de la biomasa de los árboles. Sin embargo, la correlación con el aumento de la captura de dióxido de carbono deja mucho que desear. Se puede leer^xi que «el aumento de la producción de biomasa en estos álamos artificiales puede no reflejar plenamente la mejora de la eficiencia en la fotosíntesis. […] Los sistemas biológicos son potentes en lo que respecta a la captura y el almacenamiento de carbono, pero al mismo tiempo son complejos. No hace falta decir que es un objetivo ambicioso desarrollar árboles que tengan un impacto significativo en el cambio climático».

Sin embargo, al mismo tiempo, Living Carbon ha plantado 5000 álamos procedentes de esta bioingeniería en el sur de Estados Unidos. Esto lleva a la start-up a afirmar que «será interesante ver cómo los resultados de los ensayos sobre el terreno se alinean con los de los estudios de la sala de crecimiento».

El papel de la inteligencia artificial en el trabajo de Living Carbon

La cofundadora de esta start-up, Maddie Hall, fue presidenta de Open Al, cuyo principal accionista es Microsoft. Open AI también participó en la financiación de Living Carbon. Open Al es una empresa cuya misión es «garantizar que la inteligencia artificial general —los sistemas de IA que suelen ser más inteligentes que los humanos— beneficie a toda la humanidad»^xii.

En resumen, la idea es utilizar redes «neuronales» artificiales (la versión de la IA que produce los coches autónomos y ChatGPT, por ejemplo), pero también otras formas de IA, para escanear componentes del mundo biológico existente, modelarlos y utilizarlos. En el caso que nos ocupa, se trata de limitar la fotorrespiración natural de los árboles para reducir el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera. Para Living Carbon, estos árboles, que serán bioobjetos, deberían plantarse a gran escala.

Living Carbon combina así los conocimientos sobre la evolución de los seres vivos y la fotosíntesis interpretados a través de la IA y los últimos avances en biotecnología. La observación de la naturaleza actual y de las huellas de su historia pasa por la IA. El árbol, y menos aún el ecosistema, no se consideran en su totalidad. Solo se tiene en cuenta una visión mecanicista y muy parcial de los seres vivos, que es lo que reproduce la IA.

Living Carbon ignora las repercusiones sobre los ecosistemas

Surgen algunas preguntas: ¿qué pasará cuando las especies silvestres se contaminen con el polen de los álamos transgénicos? ¿Qué pasará cuando sus semillas germinen en otros bosques? ¿Qué ocurre con las bacterias Agrobacterium utilizadas como vectores? ¿Pueden acabar en el suelo y transferir los genes modificados a otras especies? Estos álamos consumirán aún más agua, ¿no es esto un problema en una época en la que el agua es cada vez más escasa? ¿No afecta este tipo de cultivo a la calidad del suelo? Y, sobre todo, ¿tiene esta modificación de los árboles un impacto real en el contenido de dióxido de carbono de la atmósfera?

¿Será eficaz el aumento de la fotosíntesis en el ciclo del carbono?

El ciclo del carbono puede interpretarse a escala de la vida humana, es el ciclo biológico: fotosíntesis (que consume CO₂) por un lado y respiración-fermentación (que produce CO₂) por otro. Este ciclo estaba equilibrado antes de la industrialización y la concentración de dióxido de carbono en el aire era estable.

El ciclo del carbono también puede interpretarse a escala geológica, a lo largo de millones de años. El mayor depósito de carbono de la Tierra se encuentra en los carbonatos (principalmente rocas calcáreas) y en las rocas silíceas carbonatadas (carbono mineral). Además, la alteración de estas últimas durante su erosión consume dióxido de carbono. Por lo tanto, se trata de un sumidero de carbono, el más importante de la Tierra, pero muy lento (millones de años). De ahí la idea de los geoingenieros de triturar rocas en presencia de agua para acelerar la reducción del efecto invernadero.

Las rocas fósiles, como el carbón, el petróleo y el gas natural, son el resultado de la degradación incompleta de la materia orgánica debido a las condiciones climáticas y edafológicas hace millones de años. Su combustión actual libera bruscamente el carbono atrapado. Del mismo modo, la calcinación de la caliza en cemento y la explotación industrial y química de los suelos liberan una cantidad importante de dióxido de carbono. Lo mismo ocurre con la fabricación de fertilizantes sintéticos, que además liberan, tras su esparcimiento, óxido de nitrógeno, un gas de efecto invernadero extremadamente potente.

De hecho, los suelos, en su estado natural o en la agricultura ecológica, almacenan durante décadas el carbono en forma de moléculas de humus producidas por la descomposición y la fermentación de los organismos del suelo. El suelo: ¡nuestro «seguro de vida» en materia de carbono! Sin embargo, los monocultivos de crecimiento acelerado que son estos álamos de bioingeniería agotan el humus del suelo. El humus, que al final se mineraliza más rápidamente por respiración, con un rápido retorno del carbono a la atmósfera. Solo los árboles de crecimiento lento y larga vida, los bosques diversificados y la agroecología campesina (rotaciones lentas de cultivos asociados diversificados, asociaciones de cultivo y ganadería, agrosilvicultura…) mantienen el humus y, por lo tanto, el almacenamiento de carbono en los suelos.

Es necesaria una visión global del ciclo del carbono a largo plazo (y en relación con otros ciclos, en particular los del agua y el nitrógeno) para pensar en el clima futuro de la Tierra. Living Carbon es consciente de ello, ya que también pretende ralentizar la descomposición de la madera en el suelo (sus trabajos están menos avanzados y utilizarían tecnologías basadas en metales como el cobre y el níquel, que se esparcen alrededor de las raíces): «Adoptamos un enfoque multidisciplinar para participar activamente en ámbitos de investigación como la reducción de la tasa de descomposición de la madera con el fin de lograr un almacenamiento prolongado del carbono y un almacenamiento aún más rápido». ¿Serán los medios empleados los adecuados? El futuro lo dirá… ¡dentro de unos millones de años!

Living Carbon y el crecimiento verde

Living Carbon hace muchas promesas climáticas con sus «soluciones basadas en la naturaleza», pero no se interesa por la reducción del uso de combustibles fósiles, ya que ofrece compensaciones de carbono a las empresas que emiten dióxido de carbono a la atmósfera. En otras palabras, ofrece un derecho a contaminar. Sus mejores clientes son importantes inversores privados: Temasek Holdings (Singapur), Toyota Ventures (San Francisco), Fellicis Ventures (Silicon Valley)^xiii, Microsoft^xiv… La empresa también cuenta con financiación pública, en particular a través del Departamento de Agricultura de Estados Unidos. Living Carbon es, en realidad, una empresa sin complejos que se inscribe en el capitalismo verde^xv.

Una vez más, las promesas del tecnosolucionismo conducen a utilizar la naturaleza y los campos como bancos de pruebas y a alimentar los mercados financieros. Para los informáticos especializados en bioingeniería, la fotosíntesis tiene un fallo: la fotorrespiración. Sin embargo, el simple hecho de su persistencia evolutiva demuestra que existe un equilibrio dentro del organismo clorofílico, equilibrio que inevitablemente se destruirá.

En términos más generales, ¿no es inconsistente alterar la fotosíntesis, el proceso que dio origen al desarrollo de la vida en la Tierra?

Referencias:

i Living Carbon, Patrick Mellor, « For Carbon Removal, Scaling is More Critical than Permanence », 28 de junio de 2023.

ii Elliot Hershberg, « Living Carbon: Photosynthesis-Enhanced Trees – Why and how to engineer trees; climate biotech business strategy », The Century of Biology, 22 de septiembre de 2024.

iii Yumin Tao et al., « Enhanced Photosynthetic Efficiency for Increased Carbon Assimilation and Woody Biomass Production in Engineered Hybrid Poplar », Forests 14, n.º 4: 827, 2023.

iv Malte Mader et al., « Whole-genome draft assembly of Populus tremula x P. alba clone INRA 717-1B4 », Silvae Genetica, vol. 65, n.º 2, Sciendo, 2016, pp. 74-79.

v Yumin Tao et al., « Enhanced Photosynthetic Efficiency for Increased Carbon Assimilation and Woody Biomass Production in Engineered Hybrid Poplar », Forests 14, n.º 4: 827, 2023.

vi Colaboradores de Wikipedia, « Fotorespiración », Wikipedia, la enciclopedia libre.

vii RN’Bio, « La fotorespiración ».

viii Paul F. South et al., «Synthetic glycolate metabolism pathways stimulate crop growth and productivity in the field», Science 363, 4 de enero de 2019.

Este trabajo está financiado por la Fundación Bill y Melinda Gates.

ix Yumin Tao et al., « Enhanced Photosynthetic Efficiency for Increased Carbon Assimilation and Woody Biomass Production in Engineered Hybrid Poplar », Forests 14, n.º 4: 827, 2023.