Mais che si clona da solo

A un'ora da Città del Messico, il taxi esce dalla strada principale e il rumore e il trambusto dell'autostrada svaniscono. Oltrepassato un cancello d'acciaio e un corpo di guardia bianco, entriamo nei giardini ben curati del Centro internazionale per il miglioramento del mais e del frumento, noto con il suo acronimo spagnolo, CIMMYT (pronunciato SIM-it). È una fattoria mascherata da piccole Nazioni Unite. Una serie di bandiere rende omaggio ai paesi che finanziano il lavoro dell'organizzazione: creare raccolti migliori per i contadini poveri del mondo in via di sviluppo.

Più avanti c'è una fila di segni bianchi, ciascuno in piedi di fronte a un piccolo appezzamento quadrato dove le teste pelose di grano ondeggiano nella brezza. Questa è la Walk of Fame dell'agricoltura; su quei cartelli ci sono i nomi delle varietà di grano emerse dai focolai di CIMMYT quattro decenni fa: Sonora, Yaqui, Kauz, Sujata, Sonalika e altre. Queste varietà, che resistono alle malattie e producono raccolti senza precedenti, hanno conquistato l'Asia, soppiantando le varietà di grano tradizionali e i vecchi metodi di coltivazione. Protagoniste della Rivoluzione Verde, le nuove varietà hanno scatenato un fenomenale aumento della produzione di cereali che ha permesso a Cina e India di nutrirsi. In effetti, l'impatto dei nuovi cereali fu così grande che fecero guadagnare a Norman Borlaug, il direttore originale del programma sul grano del CIMMYT, il Premio Nobel per la pace nel 1970.

Ma aspetta. Non dovrebbe essere questo il Centro internazionale per il miglioramento del mais e del frumento? Il mais, come la maggior parte del mondo chiama mais, è il secondo raccolto più coltivato dopo il riso; è una fabbrica straordinariamente efficiente per convertire la luce solare, il suolo e l'acqua in cibo per persone e animali. Si prevede che nei prossimi anni il mais passerà il riso e prenderà il primo posto. Allora dov'è il mais? Perché manca dalla Walk of Fame?

Come può confermare chiunque abbia attraversato il Midwest, esistono certamente varietà superiori di mais. Ma le piante robuste e ad alto rendimento che coprono la campagna dell'Iowa sono fuori dalla portata della maggior parte dei contadini poveri e di sussistenza del mondo, le stesse persone che CIMMYT è stata fondata per aiutare. Il problema è che, se gli agricoltori vogliono piantare quelle varietà di punta, generalmente ibridi ad alto numero di ottani che le aziende produttrici di semi creano incrociando due linee consanguinee nettamente diverse, devono acquistare nuovi semi ogni anno. I poveri agricoltori semplicemente non possono permettersi di farlo.

Il fabbisogno annuale di semi freschi è in parte una conseguenza della costrizione biologica del mais ad accoppiarsi liberamente e indiscriminatamente. Il grano, come il riso, pratica il sesso sicuro dell'autosesso. Ogni fiore si autoimpollina, producendo piante figlie che sono copie quasi esatte dei loro genitori, almeno questo è il caso delle varietà di grano puro come quelle rilasciate da CIMMYT. Di conseguenza, gli agricoltori possono utilizzare parte del raccolto di ogni anno per le sementi e le varietà possono essere facilmente condivise, passando da un campo all'altro, da un agricoltore all'altro.

Il mais, invece, è la pianta più promiscua. Le sue nappe - i genitali maschili - distribuiscono milioni di granelli di polline nel vento, fertilizzando casualmente le spighe di mais vicine, i genitali femminili. La progenie di una pianta, quindi, può variare enormemente, a seconda di quale polline si è diffuso nel vicinato. Quindi, non importa con quanta cura gli allevatori di CIMMYT costruiscano varietà migliorate di mais, l'identità genetica di quelle linee si rompe rapidamente quando vengono rilasciate nel crogiolo genetico dei campi degli agricoltori. I nuovi tratti - maggiore resa, capacità di resistere alla siccità, resistenza alle malattie - tendono a dissiparsi e persino a scomparire.

Il problema della variabilità è ancora maggiore con le varietà ibride che le aziende di semi favoriscono. Per il mais e persino per le piante autoimpollinanti, la progenie di un ibrido non assomiglia all'originale.

Se solo il mais potesse riprodursi saltando del tutto l'impollinazione e clonandosi. L'idea non è così inverosimile come si potrebbe pensare. Alcune piante lo fanno naturalmente, creando semi senza sesso in un processo chiamato apomissia. I denti di leone si riproducono per apomissia; così fanno circa altre 400 specie di piante, tra cui almeno un parente selvatico del mais. Allora perché non il mais? Se qualcuno potesse premere un interruttore e rendere il mais apomittico, CIMMYT potrebbe finalmente essere in grado di produrre ceppi resistenti e altamente produttivi che i contadini poveri potrebbero condividere con i loro vicini e ripiantare dal proprio raccolto anno dopo anno.

Richard Jefferson, fondatore del Centro per l'applicazione della biologia molecolare all'agricoltura internazionale a Canberra, in Australia, afferma che le implicazioni dell'apomissia vanno ben oltre il mais. Il potenziale delle piante che si autoclonano, dice, è così profondo e sovversivo che i coltivatori di piante, generalmente un gruppo cauto e sottovalutato, non ammetterebbero mai di sognarlo a meno che non li si ubriachi prima.

Oltre a portare ibridi e altre varietà superiori di mais alla portata anche dell'agricoltore più povero, l'apomissia consentirebbe l'uso diffuso di riso ibrido ad alto rendimento, piante i cui semi attualmente sono costosi e difficili da produrre in grandi quantità. E l'apomissia potrebbe aiutare a eliminare le malattie dalla manioca, una coltura di base africana che viene coltivata ripiantando pezzi di tuberi dalle piante madri, alcune delle quali sono portatrici di malattie.

Dopo oltre un decennio di lavoro, i ricercatori del CIMMYT e una manciata di altri laboratori in tutto il mondo stanno finalmente puntando sull'apomissia. Con l'aiuto di nuove informazioni e strumenti genomici, stanno modificando i geni che controllano la riproduzione delle piante, sperando di duplicare il processo di autoclonazione nel mais e in altre colture importanti. Se ci riusciranno - e sembrano fiduciosi che alla fine, forse in un altro decennio, lo faranno - l'apomissi aprirà le porte a una rivoluzione nella produzione alimentare mondiale, afferma Wayne Hanna, un genetista del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti a Tifton, in Georgia.

Può sembrare un obiettivo tecnologico con cui pochi potrebbero discutere. Eppure c'è incertezza sul fatto che l'apomissia sarà mai consentita nei campi degli agricoltori. Due forze contrapposte potrebbero trovarsi alleati improbabili nel tentativo di bloccarlo: l'opposizione politica all'ingegneria genetica e le considerazioni finanziarie delle aziende agricole che sono tra i principali sponsor della ricerca sull'apomissi.

Alcuni ragazzi sono andati pazzi per l'apomissi per molti anni, dice Daniel Grimanelli, un giovane scienziato che è già un veterano brizzolato del campo. Sistemato in un patio fuori dall'Applied Biotechnology Center del CIMMYT, Grimanelli si sta prendendo una pausa di metà mattinata dalla scienza. A giudicare dalla barba di tre giorni, dagli occhiali da sole, dalla sigaretta e dalla giacca a brandelli, Grimanelli potrebbe altrettanto plausibilmente essere uscito da una seria sbronza. Grazie a un appuntamento congiunto al CIMMYT e all'Institut de Recherche pour le Dveloppement di Montpellier, in Francia, il francese è stato trapiantato in Messico una decina di anni fa, ma parla inglese con eloquenza e forza.

Negli anni '70 e nei primi anni '80, continua Grimanelli, c'erano essenzialmente quattro ragazzi: Yves Savidan in Francia, Wayne Hanna in Georgia, Victor Sokolov in Russia e Gian Nogler in Svizzera. Apomixis, a quei tempi, era una curiosità botanica, niente di più. Hanna ricorda di averlo incontrato sotto forma di piante di sorgo dall'aspetto strano in una serra del Texas; Sokolov, lontano nella città siberiana di Novosibirsk, dedicò le sue fatiche all'erba gamma, una parente del mais; e Savidan, che a quel tempo lavorava in Costa d'Avorio, ricevette una selezione di erbe selvatiche dell'Africa occidentale.

Tutte queste piante si impegnano in una strana forma di riproduzione. Le loro ovaie producono da sole nuovi embrioni, come cloni della pianta madre. Eppure alcune di queste piante si dedicano anche al sesso. Quindi i più anziani statisti dell'apomissia studiarono i modelli con cui questo particolare tratto genetico viene ereditato quando le piante apomittiche si accoppiano con i loro parenti non apomittici. Alla fine abbiamo scoperto che il tratto si comportava come un singolo gene dominante, afferma Savidan, che ora dirige le partnership internazionali di Agropolis, un consorzio di ricerca finanziato pubblicamente a Montpellier. È stata una conclusione sbalorditiva, e Grimanelli dice, ha portato a un'idea audace: se è così semplice, perché non metterla nei raccolti? Perché non incrociare il mais con un parente apomittico? Facile!

Facile, riecheggia cupamente il collega di Grimanelli Olivier Leblanc.

Grimanelli e Leblanc rappresentano un collegamento tra la prima generazione di ricercatori sull'apomissi come Savidan, che utilizzava la selezione vegetale tradizionale, e una nuova ondata di ricercatori che impiegano marcatori molecolari, dati genomici e ingegneria genetica. Savidan ha spostato la sua ricerca sull'apomissi in
CIMMYT alla fine degli anni '80, e Leblanc e Grimanelli si unirono a lui pochi anni dopo. Sembrava il posto perfetto. Per prima cosa, il caveau climatizzato di CIMMYT pieno di campioni di semi conteneva un tesoro di semi di erba gamma, una pianta cespugliosa che è la parente apomittica più stretta del mais. Ancora più importante, la missione di CIMMYT di migliorare le colture per gli agricoltori nei paesi in via di sviluppo combaciava perfettamente con i potenziali benefici dell'apomissia.

Ma un decennio di coltivazione tradizionale delle piante ha prodotto solo frustrazione. I ricercatori hanno cercato di incrociare erba gamma e mais. Hanno prodotto 300.000 piante ibride, creazioni con strane combinazioni di caratteristiche di entrambe le piante. Hanno cercato di incrociare quelle piante ibride con il mais normale, sperando che ogni generazione le avrebbe avvicinate a una versione apomittica del mais. Inevitabilmente, da qualche parte sulla lunga strada verso il grano, l'apomissi scomparve.

Mais pazzo: CIMMYT ha incrociato il mais con l'erba gamma, generando una miriade di piante dall'aspetto strano. L'erba gamma è al centro ( vedi anche l'immagine in alto ).

Ma proprio mentre il vecchio approccio stava morendo, ne è nato uno nuovo. Nel 1999 CIMMYT ha firmato un accordo con un'azienda sementiera francese, Limagrain; una divisione del colosso farmaceutico svizzero Novartis che da allora è diventata Syngenta; e la più grande azienda di semi al mondo, Pioneer Hi-Bred. L'accordo ha concesso al centro finanziamenti e accesso a banche dati private sul genoma del mais. I nuovi strumenti sono diventati così potenti, dice Grimanelli. Puoi clonare geni, modificare geni, esprimere geni. Lui e Leblanc hanno intrapreso una ricerca dei geni dell'apomissi, setacciando le sezioni di DNA che erano presenti nella forma apomittica dell'erba gamma ma non nella versione sessuale. Hanno rintracciato quei geni in un grande blocco di DNA, circa un terzo di un cromosoma, che è sempre presente nella forma apomittica dell'erba gamma. Per trovare i geni specifici in questo enorme campo di DNA, i ricercatori stanno lanciando trasposoni, piccoli frammenti di DNA che si inseriscono casualmente nei cromosomi, in quel blocco di DNA. Sperano che i trasposoni si inseriscano in geni importanti per l'apomissi, interrompendo il processo. Quando ciò si verifica, i ricercatori dovrebbero essere in grado di localizzare il trasposone e con esso il gene cruciale, che potrebbero poi inserire nel mais. Ma i ricercatori del CIMMYT non sono soli nella ricerca delle chiavi genetiche dell'apomissia. Un'orda di altri ricercatori, alcuni dei quali sponsorizzati da piccole startup biotecnologiche, si sono uniti alla caccia. Progetti in competizione sono germogliati in Germania, Svizzera, Australia, Regno Unito, Francia, Messico, California, Texas e Utah. La maggior parte dei nuovi arrivati ​​non spera di trasferire i geni dell'apomissia da una specie all'altra, ad esempio dall'erba gamma al mais. Invece, stanno armeggiando con i tempi dei geni delle piante per indurle a riprodursi senza fertilizzazione. I ricercatori stanno elaborando i dettagli di questa apomissia sintetica attraverso esperimenti con il loro topo da laboratorio preferito, una piccola pianta di senape chiamata Arabidopsis thaliana . I ricercatori del CIMMYT, il cui sforzo si baserà anche molto sui dati genomici di piante più note come Arabidopsis , dire il salto da Arabidopsis al mais è probabilmente più difficile di quanto molti ricercatori si aspettano. Ma ancora, dicono, accadrà. L'incredibile dinamismo di tante persone che lavorano su questo, dice Grimanelli, non sarà negato.

Il salto dal laboratorio al campo sembra, tuttavia, ugualmente scoraggiante di questi tempi. Una pianta di mais apomittica sarà un organismo geneticamente modificato e in gran parte del mondo tali organismi non sono i benvenuti. Le autorità dell'Unione Europea non hanno approvato la semina o l'importazione di nuove colture geneticamente modificate dal 1998. Nonostante la fame diffusa, lo Zambia ha recentemente rifiutato gli aiuti alimentari statunitensi perché le spedizioni contenevano mais geneticamente modificato. E negli ultimi quattro anni il Messico non ha permesso al CIMMYT di testare il mais geneticamente modificato al di fuori di una serra. In effetti, se gli avversari dell'ingegneria genetica avranno la meglio, nessun mais geneticamente modificato crescerà mai sul suolo messicano.

Il Messico è la patria ancestrale del mais, il luogo in cui gli antichi popoli hanno addomesticato per la prima volta questa coltura. È anche il magazzino unico al mondo della diversità genetica del mais: gli agricoltori messicani conservano un numero sorprendente di varietà di mais. Adattato a un'enorme varietà di climi, il mais messicano viene fornito con chicchi in nero, bianco e di tutti i colori intermedi.

Quindi, quando gli scienziati hanno riferito di aver trovato tracce di mais geneticamente modificato in remoti campi di mais del Messico meridionale un anno e mezzo fa, è stato particolarmente preoccupante per coloro che erano preoccupati per la diversità genetica di questa risorsa unica. Infatti, sebbene i risultati dello studio siano stati fortemente contestati da altri ricercatori, alcuni ambientalisti ritengono che abbia scoperto un disastro di proporzioni epocali. Il centro mesoamericano della biodiversità agricola è contaminato dal mais geneticamente modificato, ha annunciato l'ETC Group, un'organizzazione di attivisti con sede a Winnipeg, in Canada. Greenpeace ha dichiarato che questa contaminazione irresponsabile sta mettendo a rischio l'intera struttura genetica delle popolazioni di mais.

L'immagine delle piante ingegnerizzate che avvelenano un pozzo biologico è potente ma fuorviante, afferma Mauricio Bellon, un ecologista umano del CIMMYT che ha studiato il mantenimento delle varietà tradizionali, o razze autoctone, da parte degli agricoltori messicani: La gente pensa che le razze autoctone siano come fragili vasi in un museo, ma non è così. Le razze autoctone non sono pure e non sono statiche, afferma Bellon. I contadini messicani, scoprì, portano continuamente nuovi semi dai vicini e persino da villaggi lontani da aggiungere e, sperano, rinvigorire i loro campi. È un po' come mischiare le carte da un nuovo mazzo per aumentare le probabilità di una mano vincente. Le buone carte, i tratti genetici superiori, hanno una possibilità di rimanere in gioco. Gli agricoltori cercano di sceglierli per il reimpianto l'anno successivo e scartano le carte sbagliate.

Non c'è alcun motivo apparente per cui le colture geneticamente modificate dovrebbero sostituire o distruggere la diversità genetica del Messico, afferma Bellon. I nuovi geni diventerebbero parte del mix e persisterebbero solo se gli agricoltori apprezzassero i risultati. Ma, si affretta ad aggiungere, il mais geneticamente modificato in Messico può comportare altri rischi che richiedono un'attenta considerazione.

In effetti, quasi tutti coloro che hanno esplorato l'ondata di opposizione alle colture geneticamente modificate, in Messico e altrove, hanno scoperto un miscuglio di motivazioni. Le preoccupazioni per l'integrità della natura e la sicurezza del cibo si mescolano all'ostilità per le aziende che hanno introdotto questa tecnologia nel mercato. Il Messico ha imposto una moratoria sulla semina di tutto il mais geneticamente modificato, per esempio, non quando il CIMMYT ha condotto le sue prime prove sul campo, ma quando la Monsanto e altre società con sede a St. Louis hanno iniziato a fare pressioni per ottenere l'approvazione per vendere i loro raccolti geneticamente modificati agli agricoltori messicani.

In effetti, anche all'interno di CIMMYT si incontra antipatia per la biotecnologia. Gli irritabili coltivatori di piante del CIMMYT a volte respingono il programma biotecnologico della loro organizzazione come uno spreco, una moda costosa che ha sperperato milioni di dollari senza fornire, finora, un singolo prodotto utile agli agricoltori. Molti si risentono per gli accordi - accompagnati da clausole di riservatezza e accordi per proteggere la proprietà intellettuale - che i biotecnologi di CIMMYT hanno stretto con le aziende. Il centro dovrebbe essere responsabile solo nei confronti degli agricoltori più poveri del mondo, affermano questi critici, non degli imperi biotecnologici multinazionali. A questo punto, dove la missione umanitaria di CIMMYT incontra gli obiettivi dell'impresa privata, il racconto dell'apomissi prende il suo ultimo colpo di scena ironico. Perché, secondo alcuni osservatori, gli amici corporativi dell'apomissia sono anche i suoi peggiori nemici.

La ragione è semplice: le aziende sementiere hanno un incentivo finanziario a tenere il mais autoclonante lontano dalle mani degli agricoltori perché l'apomissi rompe una sorta di protezione naturale contro la copia. Le aziende produttrici di sementi vendono principalmente ibridi non solo perché producono di più, ma anche perché le differenze tra il mais ibrido e la sua progenie sono più pronunciate rispetto alle linee consanguinee. Queste differenze spingono gli agricoltori a tornare ogni anno dal rivenditore per nuove forniture di sementi. Gli ibridi apomittici, d'altra parte, potrebbero riprodursi esattamente, e questo sarebbe un male per gli affari.

Nessuna sorpresa, quindi, che molti osservatori credano che le aziende che sponsorizzano la ricerca di CIMMYT vogliano utilizzare l'apomissia principalmente come strumento interno per accelerare il complicato processo di allevamento di ibridi e produzione di semi. Prima di vendere i semi agli agricoltori, le aziende potrebbero disabilitare la capacità di autoclonazione. Il pensiero nel settore delle sementi è che l'apomissia sarebbe più utile se potessi disattivarla, afferma Anthony Cavalieri, vicepresidente per lo sviluppo di tratti e tecnologia presso Pioneer Hi-Bred. In definitiva, gli sponsor aziendali di CIMMYT potrebbero vedere i migliori ibridi apomittici di CIMMYT come concorrenza. Se il settore a scopo di lucro controlla l'apomissia come strumento, non vorrà che venga utilizzato dal settore pubblico per creare ibridi autoreplicanti, afferma Gary Toenniessen, che gestisce i programmi della Fondazione Rockefeller nell'agricoltura globale. E qualsiasi azienda che detenga brevetti su un pezzo essenziale della tecnologia dell'apomissi sarebbe in grado di bloccarne l'uso, almeno fino alla scadenza del brevetto.

Nel 1998 Jefferson del Centro australiano per l'applicazione della biologia molecolare all'agricoltura internazionale ha contribuito a persuadere più di 20 importanti ricercatori sull'apomissi di tutto il mondo a dichiarare la loro opposizione al controllo aziendale della ricerca. La cosiddetta Dichiarazione sull'apomissi affermava: Siamo profondamente preoccupati che l'attuale tendenza verso il consolidamento della proprietà della biotecnologia vegetale in poche mani possa limitare gravemente l'accesso alla tecnologia dell'apomissi a prezzi accessibili. Sfortunatamente, dice Jefferson, gli scienziati sono sgualdrine oltre le parole. Da allora molti ricercatori sull'apomissi si sono iscritti a società private.

Gli scienziati di CIMMYT insistono che non ci sono problemi. Sostengono che i loro sponsor aziendali hanno acconsentito a consentire al centro di distribuire mais apomittico ai contadini poveri nei paesi in via di sviluppo. È perfettamente chiaro, afferma Olivier Leblanc. Per i clienti CIMMYT, c'è completa libertà. Ma anche Yves Savidan, l'architetto della collaborazione apomissia di CIMMYT con l'industria, è diventato scettico. Se non hai il controllo di tutto, non hai il controllo di nulla, dice.

Anche prima che i primi semi di mais autoclonanti apomittici siano pronti per essere seminati, si profila la prospettiva che i dibattiti politici e gli interessi aziendali avveleneranno il terreno. E questo sarebbe un flagello non solo per il futuro dei contadini poveri, ma anche per la reputazione della biotecnologia agricola, un campo già perseguitato dalle accuse secondo cui la sua scienza non ha fatto abbastanza per il bene umano.

La produzione di colture biotecnologiche che nutrono i poveri e migliorano la vita degli agricoltori nei paesi in via di sviluppo confuterebbe in modo convincente tali accuse. David Hoisington, direttore del programma di biotecnologia del CIMMYT, ritiene che tali colture siano in arrivo. Il primo mais geneticamente modificato di CIMMYT, una varietà non apomittica che respinge il verme piralide, è pronto per i test sul campo. In un altro decennio o giù di lì, gli appezzamenti di mais apomittico potrebbero segnare una nuova entrata nella Walk of Fame di CIMMYT. La tecnologia è uno strumento così potente per risolvere i problemi, afferma Hoisington, che deve essere accettata.

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