En los campos agrícolas del futuro, el problema ya no será solo cuánto se puede producir, sino dónde y bajo qué condiciones. Sequías repentinas, olas de calor más intensas, lluvias erráticas y suelos cada vez más exigidos están redefiniendo las reglas del juego productivo. En ese escenario, algunos cultivos parecen resistir mejor que otros. El sorgo es uno de ellos. Y ahora, un ambicioso proyecto científico financiado por el Departamento de Energía de Estados Unidos busca entender, con una precisión inédita, por qué.
El Donald Danforth Plant Science Center, uno de los institutos de investigación vegetal más reconocidos del mundo, lidera un proyecto de tres años y 2,5 millones de dólares destinado a desentrañar los mecanismos genéticos, fisiológicos y bioquímicos que explican la extraordinaria resiliencia del sorgo frente al estrés ambiental. El objetivo no es solo conocer mejor a este cultivo, sino convertir ese conocimiento en una ventaja concreta para la bioenergía, en un mundo que deberá producir más energía renovable con menos recursos y mayor variabilidad climática.
El sorgo, un cultivo estratégico más allá de los alimentos
El sorgo es un cereal antiguo, cultivado desde hace miles de años, especialmente adaptado a regiones cálidas y secas. A diferencia de otros cultivos, puede crecer con menos agua, tolerar altas temperaturas y mantener rendimientos aceptables en suelos marginales. Estas características lo han convertido en una especie clave tanto para alimentación humana y animal como para usos industriales y energéticos.
En el contexto de la bioeconomía, el sorgo despierta un interés particular por su capacidad única para desarrollarse en tierras de menor aptitud agrícola. Sin embargo, hasta ahora, gran parte de esa resiliencia se conocía más por la experiencia agronómica que por una comprensión profunda de sus bases biológicas. El proyecto liderado por la investigadora Andrea Eveland apunta precisamente a llenar ese vacío.
De los genes al campo: entender la resiliencia en condiciones reales
Andrea Eveland, investigadora principal del proyecto y miembro del Donald Danforth Plant Science Center, lo plantea con claridad: el sorgo posee una diversidad genética excepcional, resultado de su adaptación a ambientes muy diferentes a lo largo del tiempo. La clave está en identificar qué genes y redes regulatorias permiten esa adaptación y cómo se expresan bajo condiciones reales de estrés.
No se trata solo de analizar plantas en laboratorio. El enfoque del proyecto combina genética avanzada con ensayos a campo, sensores de alta resolución y análisis de datos a gran escala. El objetivo es vincular el genotipo —la información genética— con el fenotipo, es decir, con los rasgos visibles y medibles de la planta: su crecimiento, su arquitectura, su fisiología y su rendimiento.
Para lograrlo, el equipo trabaja con múltiples líneas genéticamente diversas de sorgo, cuyos genomas ya han sido secuenciados. Esto permite integrar herramientas de genómica y edición génica para predecir funciones de genes específicos y entender cómo se regulan en respuesta a distintos tipos de estrés ambiental.
Dos ambientes extremos como laboratorio a cielo abierto
Uno de los aspectos más innovadores del proyecto es su diseño experimental. Las evaluaciones se realizan en dos entornos contrastantes que funcionan como verdaderos laboratorios a cielo abierto.
Por un lado, el Danforth Center Field Research Site, en St. Charles, Missouri, representa un ambiente agrícola altamente productivo del medio oeste estadounidense. Allí, los investigadores pueden observar el comportamiento del sorgo en condiciones favorables, pero igualmente expuestas a variabilidad climática real.
Por otro, el Maricopa Agricultural Center de la Universidad de Arizona ofrece un escenario radicalmente distinto: un entorno cálido y árido, ideal para estudiar respuestas al estrés hídrico. En este sitio, los ensayos cuentan con sistemas de riego controlado que permiten simular sequías con alta precisión.
En Maricopa, además, opera una infraestructura robótica de fenotipado de campo de gran escala: plataformas móviles de más de 30 toneladas equipadas con sensores capaces de recolectar datos detallados durante todo el ciclo del cultivo. Esta tecnología permite observar cambios que el ojo humano no puede detectar, como variaciones en la reflectancia de la luz o señales tempranas de estrés fisiológico.
Fenotipado avanzado, sensores y GeoAI
El corazón tecnológico del proyecto es el fenotipado de alta resolución. A diferencia de las evaluaciones tradicionales, que se basan en mediciones puntuales, este enfoque captura información continua y multidimensional sobre el desarrollo de las plantas.
Drones, robots de campo y satélites recogen datos sobre altura, biomasa, arquitectura foliar, temperatura del dosel y firmas espectrales relacionadas con la salud del cultivo. Esa enorme cantidad de información se procesa mediante pipelines de análisis desarrollados en proyectos previos del DOE, integrando herramientas de inteligencia artificial geoespacial, conocidas como GeoAI.
Vasit Sagan, investigador de la Saint Louis University y especialista en sensores remotos, explica que esta combinación permite automatizar todo el proceso, desde la recolección hasta el análisis masivo de datos en cientos de genotipos distintos. El resultado es una visión multiescala del crecimiento vegetal, capaz de identificar patrones y correlaciones que antes pasaban inadvertidos.
Bioquímica del estrés: mirar dentro de la planta
Pero el proyecto no se detiene en lo visible. En paralelo al fenotipado remoto, el equipo incorpora análisis bioquímicos para entender cómo responde la planta a nivel celular. En el laboratorio de Giovanni Melandri, en la Universidad de Arizona, se utiliza un sistema automatizado para cuantificar compuestos asociados al estrés oxidativo.
Estos compuestos actúan como biomarcadores del estado de la planta frente a condiciones adversas. La hipótesis es que, al vincular estos marcadores bioquímicos con señales detectables por sensores remotos, será posible anticipar el desempeño del cultivo y predecir rendimientos sin necesidad de análisis destructivos.
Esta integración entre bioquímica, genética y sensores abre la puerta a sistemas de monitoreo remoto capaces de evaluar el estado fisiológico del cultivo en tiempo real, una herramienta de enorme valor para la agricultura y la bioenergía en contextos climáticos cada vez más inciertos.
Ciencia aplicada para una bioeconomía resiliente
Más allá de su complejidad científica, el proyecto persigue un objetivo concreto: generar conocimiento transferible a programas de mejoramiento y diseño de cultivos adaptados a climas futuros. Identificar genes clave, redes regulatorias y rasgos fisiológicos asociados a la resiliencia permitirá desarrollar variedades de sorgo más estables, productivas y sostenibles.
En un mundo que necesita acelerar la transición energética, entender cómo una planta enfrenta el estrés puede parecer un detalle. Pero, como demuestra este proyecto, en esos detalles se juegan las bases de los sistemas productivos del futuro.
