Il mais mutante potrebbe essere il futuro dell’agricoltura

In America, lo sciroppo di mais è il re e il vero zucchero si aggira da qualche parte intorno allo status di principe. Siamo dipendenti dal mais e il mais, a sua volta, è dipendente dall'azoto. Molto tempo fa, le persone hanno capito che ruotando le colture, il terreno rimarrà ricco di sostanze nutritive, il che aiuta in una certa misura a trattenere l’azoto. Poi abbiamo capito come produrre fertilizzante azotato e, attraverso il suo utilizzo, abbiamo sostanzialmente raddoppiato la resa media del raccolto negli ultimi cento anni circa.

Non tutte le piante necessitano di azoto extra. Legumi come fagioli e soia sono in grado di prodursi da soli. Ma il mais ha sicuramente bisogno di azoto. Negli anni '80, l'attuale capo dell'agricoltura della Mars, Inc. Howard-Yana Shapiro si recò in Messico, la capitale mondiale del mais, alla ricerca di nuovi tipi di mais. Ne trovò uno nel Messico meridionale, nel distretto Mixes di Oaxaca. Non solo questo mais era più alto di diversi piedi rispetto al mais americano, ma in qualche modo cresceva fino a raggiungere altezze vertiginose in un terreno terribile.

Shapiro pensava che il successo del mais potesse avere qualcosa a che fare con le radici aeree, simili a dita, che sporgevano dal gambo del mais. Decenni dopo, si scopre che aveva ragione. I ricercatori della UC Davis hanno dimostrato che quelle radici aeree consentono alla pianta di assorbire l'azoto dall'aria attraverso una relazione simbiotica con i batteri presenti in quel muco limpido e sciropposo. Il processo è chiamato fissazione dell'azoto.

Quindi, se disponiamo già di fertilizzante azotato, perché cercare piante che lo facciano da sole? Il processo di produzione dei fertilizzanti Haber-Bosch, che è una forma artificiale di fissazione dell’azoto, rende il terreno arido meno importante. Ma l’azoto in eccesso contenuto nei fertilizzanti a base di ammoniaca tende a disperdersi nei corsi d’acqua e nei laghi vicini, rendendo il suo utilizzo un pericolo ambientale. E il processo di creazione dell’ammoniaca per i fertilizzanti coinvolge combustibili fossili, utilizza molta energia e produce gas serra. Tutto sommato, è una cosa orribile da fare all’ambiente per il bene dell’agricoltura. Ma con così tante persone da sfamare, cos’altro c’è da fare?

Negli ultimi dieci anni, i ricercatori della UC Davis hanno utilizzato il sequenziamento del DNA per determinare che il muco della varietà Sierra Mixe della pianta fornisce microbi al mais, che gli forniscono sia zuccheri da mangiare che uno strato di protezione dall'ossigeno. Credono che in questo modo le piante ricevano il 30-80% del loro azoto. I ricercatori hanno anche dimostrato che i microbi appartengono effettivamente alle famiglie che fissano l'azoto e sono simili a quelli presenti nei legumi. La cosa più impressionante è che sono riusciti a trapiantare il mais Sierra Mixe sia a Davis, in California, sia a Madison, nel Wisconsin, e a farlo crescere con successo, dimostrando che il trucco per fissare l'azoto non è limitato al tappeto erboso del mais. Ora stanno lavorando per identificare i geni che producono le radici aeree.

Tuttavia, probabilmente non passeremo presto al mais Sierra Mixe. Ci vogliono otto mesi per maturare, un tempo troppo lento per gli appetiti americani abituati a un periodo di maturazione di tre mesi. Se riuscissimo a capire come fare in modo che altre piante fissino l'azoto, chissà fino a che punto potremmo arrivare? Sembra probabile che più persone accetterebbero un superpotere innestato da un cugino del mais invece di provare a utilizzare CRISPR per garantire l’autofissazione dell’azoto, poiché gli studi hanno dimostrato una sfiducia nei confronti degli alimenti geneticamente modificati.

La questione dei diritti di proprietà intellettuale potrebbe rappresentare un problema, ma i ricercatori hanno iniziato con il piede giusto con il governo messicano stipulando accordi legali che garantiscono che la comunità della Sierra Mixe tragga vantaggio dalla ricerca e dalla possibile commercializzazione. Non vediamo l'ora di vedere cosa saranno in grado di fare. Se non riescono a trasferire il potere dell'auto-fissazione ad altre piante, allora forse c'è speranza di migliorare il processo Haber-Bosch.