Una nueva investigación pionera muestra cómo, a escala local, la investigación y el desarrollo agrícolas condujeron a variedades de cultivos mejoradas que resultaron en beneficios globales para el medio ambiente y la sostenibilidad del sistema alimentario.
por Steve Koppes, Universidad Purdue
El estudio de la Universidad de Purdue aparece en el último número de Proceedings of the National Academy of Sciences .
«A nivel global, vemos una reducción en el uso de tierras de cultivo gracias a estas mejoras tecnológicas que conducen a ganancias en las reservas de carbono terrestre y evitan la pérdida de especies vegetales y animales amenazadas «, informó el equipo dirigido por Uris Baldos, profesor asociado de investigación de economía agrícola de Purdue.
El estudio es el primero en realizar un análisis a escala fina que se remonta a principios de la década de 1960. El análisis incorporó datos globales de aproximadamente 100.000 celdas de la cuadrícula. Cada celda cubre un área que mide 27,2 kilómetros cuadrados (10,5 millas cuadradas) en el ecuador. Las celdas de la cuadrícula más al norte y al sur del ecuador se vuelven más pequeñas debido a la curvatura de la Tierra.
«Es necesaria esa resolución espacial para abordar la cuestión de la biodiversidad, porque la biodiversidad no está distribuida de manera uniforme», dijo el coautor del estudio Thomas Hertel, profesor distinguido de Agricultura.
En otro hito, el estudio reveló cómo los cambios en el uso de las tierras agrícolas han afectado a la biodiversidad. El análisis concluyó que, a nivel mundial, la reducción del uso de las tierras agrícolas como resultado de la mejora de las variedades de cultivos salvó 1.043 especies animales y vegetales.
Se salvaron 818 especies de plantas, además de 225 especies de anfibios, aves, mamíferos y reptiles. «Hemos descubierto que aproximadamente el 80% de las pérdidas evitadas de especies de plantas se encuentran en 31 de los 34 puntos críticos de biodiversidad que están cartografiados en nuestro modelo», informaron Baldos y sus coautores.
La agricultura cubre aproximadamente el 37% de la superficie terrestre del planeta y genera una cuarta parte de las emisiones de gases de efecto invernadero que producimos los seres humanos. El estudio concluyó que las variedades mejoradas de cultivos redujeron la superficie cultivable entre 1961 y 2015. Las tierras cultivables mundiales disminuyeron en más de 39 millones de acres, mientras que la producción agrícola aumentó en 226 millones de toneladas métricas. Mientras tanto, los precios de los cultivos cayeron casi un 2% como resultado de las variedades mejoradas de cultivos.
El estudio también cuantificó el impacto de las nuevas variedades de cultivos desarrolladas por el Grupo Consultivo para la Investigación Agrícola Internacional (CGIAR), una red global de innovación de 15 centros que celebró su 50º aniversario en 2021.
«A nivel mundial, las tecnologías del CGIAR contribuyeron aproximadamente con el 47% de las ganancias totales de producción derivadas de la adopción de variedades mejoradas de cultivos en los países en desarrollo» entre 1961 y 2015, informaron Baldos y sus coautores. Estas tecnologías del CGIAR también redujeron significativamente el uso de tierras de cultivo, las emisiones de gases de efecto invernadero y la pérdida de biodiversidad.
Los investigadores generaron sus resultados con el modelo global de Purdue sobre agricultura, uso de la tierra y medio ambiente, llamado Modelo internacional simplificado de precios agrícolas, uso de la tierra y medio ambiente en cuadrícula, o SIMPLE-G. El modelo incorporó un nuevo conjunto de datos de décadas de adopción de variedades y rendimientos de cultivos a nivel de finca proporcionado por el coautor Keith Fuglie, economista del Servicio de Investigación Económica del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.
«En esta versión de SIMPLE-G, los factores clave son el crecimiento de la población y el crecimiento de la productividad», dijo Baldos. En el modelo se incluye la producción de cultivos a nivel de celdas de la cuadrícula con factores de entrada como fertilizantes, mano de obra y agua.
Los investigadores incorporaron datos satelitales sobre el carbono terrestre y la disponibilidad de tierras de cultivo en su modelo SIMPLE-G. El libro de acceso abierto «SIMPLE-G: Gridded Economic Approach to Sustainability Analysis of the Earth’s Land and Water Resources» ofrece varias versiones del modelo. SIMPLE-G es uno de los modelos desarrollados por el Proyecto de Análisis del Comercio Global de Purdue.
Las limitaciones de los datos llevaron a que los estudios anteriores se centraran en regiones a escala nacional y continental para evaluar los efectos históricos de los avances agrícolas en el uso de la tierra. Esos estudios concluyeron que mejorar la aplicación de la tecnología agrícola hacía que la agricultura fuera más rentable en zonas como el África subsahariana y América Latina, al tiempo que fomentaba la deforestación y otros impactos ambientales nocivos en determinados lugares.
Pero también hay un aspecto global, como los economistas agrícolas de Purdue han estudiado repetidamente a lo largo de los años. «La tecnología mejorada generalmente ahorra recursos a nivel global porque se alimenta más o menos a la misma cantidad de personas y se hace de manera más eficiente», señaló Hertel.
Investigaciones anteriores, incluido un estudio de PNAS de 2014 realizado por Hertel y Baldos, examinaron el impacto de la mejora de la tecnología agrícola en el uso de la tierra y las emisiones de gases de efecto invernadero. Fue el primer estudio de este tipo que presentó datos obtenidos a partir de la ejecución de un modelo económico agrícola en el tiempo, a lo largo de varias décadas, y también en el futuro, como lo han hecho los científicos del clima durante años.
El estudio de 2014, al igual que el nuevo, planteó un escenario retrospectivo hasta 1961 y luego hacia adelante, con y sin las nuevas variedades de cultivos. «Si eliminamos la tecnología, ¿cómo se verían las cosas entonces?», dijo Hertel. En el nuevo trabajo, agregó, «estamos repitiendo algunas de esas innovaciones del estudio anterior, pero ahora con el análisis a escala fina que nos permite llegar a la biodiversidad y al carbono terrestre».
El estudio anterior analizaba el posible impacto de una revolución verde en África. «Estas variedades mejoradas han tenido un gran impacto en África. Es una buena noticia», afirmó Hertel.
Muchos de los primeros logros de la Revolución Verde se dieron en Asia y en algunas partes de América Latina, pero con la reciente financiación de diversas organizaciones privadas y gubernamentales, los institutos de investigación del África subsahariana han comenzado a desarrollar nuevas variedades de cultivos de importancia regional, como tubérculos y legumbres.
«En el pasado, esos países no contaban con institutos nacionales de investigación que pudieran adaptar las variedades mejoradas a las condiciones locales», dijo Baldos. El sector privado, señaló, también desarrolló nuevas variedades en las últimas décadas, como la soja modificada genéticamente en América del Sur.
El equipo de investigación concluyó que la inversión continua en investigación «puede ayudar a sostener el crecimiento de la productividad agrícola en todo el mundo, fortalecer la seguridad alimentaria mundial y mitigar la huella ambiental de la agricultura en las próximas décadas».
Más información: Uris Lantz C. Baldos et al, La adopción de variedades mejoradas de cultivos limitó las pérdidas de biodiversidad, las emisiones de carbono terrestre y la expansión de las tierras de cultivo en los trópicos, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2404839122
