La demanda mundial de alimentos y nutrientes está aumentando.

¿Por qué estudiar las plantas?

Las plantas y los humanos comparten en común un ancestro que vivió aproximadamente 3 billones de años atrás. Las personas son más parecidas a las plantas que a las bacterias, pero somos menos parecidas a las plantas que ellas a los hongos. Plantas y humanos comparten un lenguaje en común de DNA y una estructura molecular muy similar. Después de divergir el linaje de los hongos y los humanos las plantas adquirieron la habilidad de realizar la fotosíntesis mediante la corporación de bacterias fotosintéticas unicelulares en sus células. Esta habilidad de convertir la energía solar en energía química ha permitido a las plantas ocupar un lugar (nicho) completamente diferente de, pero altamente compatible a nosotros; Como subproducto en la fotosíntesis las plantas producen el oxígeno en nosotros y todos los animales necesitan para vivir. También son los productores primarios de la ecología terrestre; todas las comidas que comen los animales vienen directamente e indirectamente de las plantas. Además, un conjunto de rutas metabólicas ha evolucionado en las plantas lo cual produce una alta variedad de novedosos e interesantes compuestos químicos. Muchos de los cuales funciona para evitar patógenos o herbíveros, y algunos son medicinalmente útiles para nosotros.

La demanda mundial de alimentos y nutrientes está aumentando.

Las plantas enriquecen nuestras vidas de muchas maneras, pero su papel como nuestra fuente de alimento es particularmente crucial en este momento. Si la población mundial se estabilizo hace unos 50 años en 3 mil millones de personas, las prácticas agrícolas que desarrollamos durante la primera parte del siglo XX serían suficientes para alimentarnos a todos. En cambio, la población se ha más que duplicado en los últimos 50 años, y simplemente no podemos seguir produciendo suficiente no podemos seguir produciendo suficiente comida sin un cambio rápido y sostenido en como cultivamos plantas. Las proyecciones actuales sugieren que, para evitar el hambre a gran escala, la producción de alimentos debe aumentar un 70% para 2050 cuando se piensa que la población mundial puede estabilizarse en aproximadamente 9 mil millones. Es importante señalar que aliviar el hambre a través del aumento de la producción de alimentos, junto con mejoras consecuentes en los niveles de vida y educación, típicamente conduce a disminuciones en el crecimiento de la población adicional (por ejemplo, el crecimiento de más alimentos no conducirá simplemente a un mayor crecimiento de la población). Usar más tierra para cultivar este alimento adicional no es una opción; en cambio, debemos cultivar más alimentos en la tierra que actualmente cultivamos y debemos aumentar la productividad (masa de producto por unidad de superficie) de las plantas que cultivamos.

Hay muchos tipos de plantas, viven y se reproducen con éxito en muchos entornos variados. Sin embargo, desarrollamos un sistema de agricultura que depende de un pequeño número de variedades de plantas. La mayoría de las calorías que consumen los seres humanos provienen de granos, principalmente arroz, trigo y maíz, así como algunas legumbres. Cultivamos nuestros cultivos en áreas que a menudo son muy diferentes de las que ellos desarrollaron, los criamos selectivamente hasta el punto de que con frecuencia ya no se parecen a sus antepasados salvajes. Un campo cultivado de cualquiera de nuestros cultivos principales es extremadamente productivo en relación con un área natural, sin cultivar de tamaño similar, tanto porque las plantas han sido seleccionadas para una alta producción de biomasa y de semillas para asegurar la producción máxima, agua y fertilizantes (principalmente nitrógeno, fosforo y potasio, pero también micronutrientes como el magnesio y el hierro). Las innovaciones agrícolas y el Fito mejoramiento han asegurado que los rendimientos de los cultivos han aumentado continuamente para alimentar a nuestra población cada vez mayor, pero para hacer frente a los retos del futuro aumento de la población será necesario aumentar aún más los rendimientos agrícolas. Algunos científicos de plantas estudian las plantas para aumentar su productividad mejorando la tolerancia al estrés de las plantas, el hábito de crecimiento y la asignación de recursos, el uso de nutrientes y la resistencia a patógenos.

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