Ya sea extrayendo microbiomas marinos para mejorar los cultivos naturales o recuperando el valor de la lana cultivada en Irlanda mediante innovaciones en bioeconomía, estos proyectos interdisciplinarios están redefiniendo cómo pueden ser la resiliencia agrícola y la regeneración rural en un mundo desafiado por el clima.

La agricultura, piedra angular de la producción alimentaria mundial y de las economías rurales, se ve cada vez más presionada por una combinación de factores de estrés ambiental y la evolución de las demandas del mercado. El cambio climático, con sus patrones meteorológicos impredecibles, fenómenos extremos y la creciente frecuencia de plagas y enfermedades , plantea importantes desafíos para la producción agrícola y ganadera.

Al mismo tiempo, la necesidad de prácticas más sostenibles nunca ha sido mayor: los sistemas agrícolas deben evolucionar para reducir el impacto ambiental, mejorar la eficiencia de los recursos y fomentar la resiliencia a largo plazo. A medida que los métodos agrícolas tradicionales alcanzan sus límites, las soluciones innovadoras que integran los sistemas naturales están cobrando protagonismo.

Desde compuestos bioactivos derivados de microbios marinos hasta el potencial sin explotar de productos de desecho como la lana, el enfoque en la sostenibilidad está impulsando la investigación hacia enfoques agrícolas más circulares y ecológicos . Estas estrategias innovadoras no solo buscan salvaguardar el futuro del planeta, sino que también prometen nuevas oportunidades para el desarrollo rural y el crecimiento económico. Para abordar estos desafíos apremiantes, tres iniciativas de investigación pioneras en la TUS están dando pasos significativos hacia prácticas agrícolas más sostenibles y resilientes.

En los últimos años, la asociación entre las algas marinas y las comunidades microbianas que prosperan en ellas ha cobrado gran importancia. Por ejemplo, se han descubierto miles de especies bacterianas y fúngicas que viven en las algas o sobre ellas, creando su propio ecosistema dentro y alrededor de ellas. Tanto es así que el microbioma y las algas que lo habitan se consideran ahora una unidad ecológica independiente: ¡el holobionte! Descubre el Microbioma Asociado a las Algas Marinas (MAS).

Un aspecto particularmente fascinante del SAM es su capacidad para producir compuestos bioactivos. Investigaciones han demostrado que las bacterias que viven en las algas generan sustancias antimicrobianas, previenen la colonización de bacterias dañinas e incluso inhiben la formación de biopelículas. Es probable que estos compuestos bioactivos sean un mecanismo de supervivencia, ya que la vida en las algas puede estar repleta de microbios. Por ello, es muy plausible que el SAM albergue compuestos con posibles aplicaciones en la salud humana y la medicina, especialmente para combatir desafíos como la resistencia a los antimicrobianos. Se ha descubierto que ciertas algas, como la lechuga de mar, dependen de sus comunidades bacterianas para su crecimiento y desarrollo. Sorprendentemente, las bacterias del SAM producen hormonas similares a las que se encuentran en los cultivos, esenciales para el correcto crecimiento de las algas. Además, el SAM genera compuestos similares a los que utilizan las plantas para estimular su sistema inmunitario.

Esto plantea una posibilidad intrigante: ¿podrían los microbios asociados a las algas producir compuestos que mejoren el crecimiento de los cultivos, fortalezcan las defensas de las plantas o incluso eliminen patógenos? Esta pregunta llevó al Dr. Antoine Fort a crear AMicrobioM (Minería del Microbioma de Algas), un proyecto de investigación de cuatro años financiado por Research Ireland como parte de su programa Fronteras para el Futuro.

Los objetivos del proyecto son múltiples. En primer lugar, se profundizará en la composición precisa del microbioma de las algas para desentrañar los factores que influyen en su constitución. Detectar la mayoría, si no todas, las bacterias presentes en una muestra no es tarea fácil, pero los últimos avances en tecnologías de secuenciación de ADN lo han hecho posible. Pequeños chips con cientos de poros diminutos ahora son capaces de leer la secuencia de moléculas de ADN a medida que pasan a través de ellos. Esta tecnología puede aprovecharse para detectar las bacterias presentes en las algas leyendo su ADN, de forma similar a escanear un código de barras en el supermercado. Se espera que la caracterización de la comunidad microbiana que vive sobre y dentro de las algas sea de gran relevancia para los esfuerzos de acuicultura relacionados con el cultivo de algas, proporcionando una mejor comprensión del papel que desempeña el microbioma en el crecimiento, la resiliencia y el éxito reproductivo de las algas.

En segundo lugar, y más importante, se creará una colección de microbios asociados a las algas marinas, con cientos de especies bacterianas catalogadas y almacenadas de forma segura, listas para ser analizadas y producir compuestos valiosos. En esta fase se utilizará la experiencia del Dr. Thomas Wichard en investigación del microbioma en la Universidad de Jena (Alemania).

El proyecto SPRINGWOOL busca eliminar los principales obstáculos y allanar el camino para la innovación en el sector lanero irlandés. Actualmente, la lana está considerablemente infravalorada en Irlanda, y los ganaderos pierden dinero con cada oveja que esquilan. Uno de los principales retos a los que se enfrenta la industria es la falta de instalaciones de desgrase en Irlanda, un paso esencial en el proceso de limpieza de la lana. Este proyecto abordará esta deficiencia mediante el desarrollo de métodos más eficientes de tratamiento de aguas residuales para el desgrase, facilitando así la instalación de pequeñas instalaciones en las islas.

El proyecto también explora usos sostenibles y creativos de la biomasa residual generada durante el proceso de extracción. Investigadores de la Escuela de Arte y Diseño de Limerick y del Instituto de Investigación de Materiales de la TUS investigarán aplicaciones en textiles y bioplásticos, con el objetivo de transformar lo que actualmente se considera residuo en materiales valiosos. Paralelamente, las aguas residuales del proceso de desgrase se destinarán a la innovación en el tratamiento de la TUS, mejorando así la sostenibilidad ambiental de la futura infraestructura de procesamiento de lana.

Para impulsar el enfoque de la bioeconomía circular, el Dr. Peter Downey de la TUS colaborará con la ATU en un paquete de trabajo sobre compostaje, que evaluará específicamente cómo el compost a base de lana afecta al crecimiento vegetal. Además, SPRINGWOOL desarrollará una receta estandarizada de compost, acompañada de ensayos de crecimiento vegetal, lo que garantizará que se explore el valor y la sostenibilidad de cada aspecto del ciclo de vida de la lana, desde el vellón hasta el campo.