Un equipo de investigadores españoles compuesto por ecólogos, biólogos y científicos de datos ha llevado a cabo un estudio basado en inteligencia artificial para identificar a las poblaciones de lentejas silvestres más resistentes a la roya, una enfermedad causada por el hongo Uromyces fabae, que se caracteriza por la aparición en las hojas de manchas circulares de color marrón, que genera defoliación en las plantas, y puede provocar, en muchos casos, su desaparición.
El objetivo de esta investigación es identificar aquellas poblaciones más resistentes a este hongo, tanto en la actualidad como ante distintos y posibles escenarios de cambio climático, para poder protegerlas de manera específica, ya que en caso necesario, podrían hibridarse con los cultivos comerciales para mejorarlos genéticamente y transferirles esa resistencia.
A través de un modelo de inteligencia artificial entrenado con los datos de muestras cultivadas e infectadas bajo condiciones controladas por los científicos del Instituto de Agricultura Sostenible del CSIC, esta herramienta es capaz de predecir la resistencia a la enfermedad de cuatro centenares de poblaciones de especies silvestres de lentejas.
Dicho estudio ha identificado 16 poblaciones de leguminosas muy resistentes a la roya en los países ribereños del Mediterráneo, concretamente en zonas continentales próximas al litoral o en islas. La hibridación de estas 16 poblaciones silvestres con la lenteja común aseguraría la continua producción de lentejas, en caso de ser infectadas por esta enfermedad, incluso en las condiciones de cambio climático más adversas, que favorecen el avance de este hongo.
«La aplicación de la IA en el ámbito de la predicción en ecología está viviendo un gran desarrollo en los últimos años. A diferencia de los entornos digitales donde el volumen de datos disponible no supone ningún problema, los procesos de captura de información sobre plantas o animales en campo resultan muy costosos en tiempo y en mano de obra, así como, normalmente se llevan a cabo bajo unas condiciones ambientales muy complicadas. Sin embargo, gracias al avance de la tecnología, podemos desarrollar métodos secuenciales que permiten mejorar la calidad de las predicciones con menos datos» explica Javier G. Algarra, coordinador de este estudio y director académico en el Centro Universitario U-tad.
Este estudio se ha llevado a cabo durante tres años en la cuenca del Mediterráneo partiendo del esfuerzo de campo de más de diez años dedicados a la recolección de datos, por parte de ecólogos y biólogos, de centenares de poblaciones de lentejas silvestres para su posterior caracterización por parte del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS), organismo perteneciente al CSIC. Posteriormente U-tad, como Centro Universitario especializado en ingeniería de datos e inteligencia artificial, ha colaborado en la construcción del modelo junto con investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos y la Universidad Politécnica de Madrid, para identificar, mediante el análisis de los datos recogidos, a esas 16 poblaciones leguminosas más resistentes a la roya.
ESPAÑA, UN PAÍS MUY SENSIBLE A LA ROYA
Por las características de España en cuanto a suelo y clima, la lenteja aquí cultivada tolera bien la escasez de agua, se trata de un cultivo muy bien aclimatado a nuestras zonas agrícolas, pero el cambio climático que sufrimos en la actualidad, más acuciado en España, hace que nuestro país sea muy sensible a este tipo de enfermedad. En el Parque Nacional de Sierra Nevada se encuentra actualmente la única población de especie silvestre ultrarresistente a la roya.
Según las conclusiones del estudio, y si las predicciones de los modelos de cambio climático para el año 2040 son precisas, Aragón, el sureste peninsular y Andalucía Oriental son las regiones que más afectadas se verían por la roya. Asimismo, según estimaciones, habría una caída en la producción de alimentos básicos (leguminosas, trigo, patatas o cereales) de entre un 15% y un 70%.
La conservación de estos parientes silvestres de los principales cultivos comerciales de lentejas forma parte de la estrategia de la Unión Europea para combatir las consecuencias del cambio climático en la agricultura.
Esta investigación ha sido desarrollada por un equipo multidisciplinar de profesionales españoles formado por Javier García Algarra, director académico en el Centro Universitario U-tad, Javier Galeano e Icíar Civantos-Gómez (Universidad Politécnica de Madrid), María Luisa Rubio y José María Iriondo (Universidad Rey Juan Carlos) y Diego Rubiales del Instituto de Agricultura Sostenible (CSIC).
Las conclusiones de este estudio han sido publicadas en la revista ‘Frontiers in Plant Science’.