Recientemente, la falta de recursos, la contaminación ambiental y el cambio climático se han convertido en problemas cada vez más graves, lo que representa una amenaza peligrosa para la seguridad mundial de cultivos. Por lo tanto, para garantizar la seguridad de los cultivos, necesitamos encontrar una forma efectiva de producir más cultivos en espacios limitados. Debemos actuar rápidamente para desarrollar métodos que nos permitan producir productos agrícolas más nutritivos y abundantes.
El 95% de los alimentos del mundo se produce a partir del suelo. Sin embargo, la agricultura tradicional, al alcanzar los altos rendimientos, ha visto una disminución dramática en la relación de entrada-salida de fertilizantes y pesticidas. El estado actual del suelo puede describirse como "salado, agrio y cargado de estiércol", ejerciendo una presión creciente sobre los ambientes del suelo. Un tercio del suelo del mundo ya se ha degradado. Los expertos estiman que para 2050, la erosión del suelo podría conducir a una reducción del 10% en los rendimientos de los cultivos. ¡Además, el uso no científico y excesivo de pesticidas plantea desafíos importantes para la seguridad alimentaria, la seguridad ecológica y la salud humana!
Según el último informe 2023 de la Organización de la Alimentación y la Agricultura sobre "El estado de la seguridad alimentaria y la nutrición en el mundo": en 2022, 2.400 millones de personas estaban en inseguridad alimentaria moderada o severa, lo que representa aproximadamente el 30% de la población mundial. Los expertos estiman que para 2050, la población global aumentará en 2 mil millones, y la producción mundial de alimentos debe aumentar en un 70% para satisfacer la creciente demanda de alimentos. Esto se traduce en un aumento anual requerido del 2.2%, un ritmo que actualmente es difícil de lograr con las prácticas agrícolas existentes y la insostenible desde una perspectiva ecológica.
La crisis alimentaria, junto con el desarrollo y el crecimiento de la tierra cultivable limitado, presenta más desafíos para la producción agrícola. Por lo tanto, se necesitan con urgencia soluciones innovadoras para mejorar la eficiencia de la producción de alimentos y la calidad nutricional. La biología sintética, como una de las tecnologías estratégicas más líderes y disruptivas en la ciencia agrícola, es prometedora para superar los cuellos de botella agrícolas tradicionales y las limitaciones de recursos.
¿Qué es la biología sintética?
La biología sintética es un campo de estudio nuevo e integrador que contrasta con el enfoque de análisis "de arriba hacia abajo" de la biología de sistemas. Avanza nuestras estrategias de investigación convencionales a nuevas alturas. A menudo aclamado como la clave para comprender la vida y una tecnología disruptiva que puede cambiar el futuro, se considera la "Tercera Revolución en Ciencias Biológicas" y representa una vía tecnológica crucial para el salto de la humanidad de comprender la vida al diseño. Sus capacidades de ingeniería tienen la promesa de hacer contribuciones significativas para resolver problemas importantes en salud, energía, alimentos y medio ambiente.
En la aplicación, la tecnología de biología sintética ya ha mostrado resultados iniciales en la innovación de alimentos agrícolas, lo que representa un aspecto significativo de la seguridad alimentaria. Según BCC Research, el crecimiento más rápido se encuentra en los sectores de alimentos y agricultores, con una tasa de crecimiento compuesto anual de aproximadamente el 64% de 2019 a 2024. Las estadísticas del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia China de la Academia de Ciencias indican que los productos de fabricación de biología sintética actualmente ahorran 30% a 50% en energía y reducen las emisiones, con un potencial futuro que alcanza el 50% al 70%.
La tecnología de biología sintética será un área clave en futuras estrategias de ciencia agrícola y tecnología. Se espera que la biología sintética agrícola futura se centre en los avances en la fotosíntesis eficiente, la fijación de nitrógeno biológico, la resistencia al estrés biológico, los agentes biológicos y los alimentos futuros. Para 2035, se anticipa que estos avances conducirán a una reducción del uso de pesticidas y fertilizantes químicos en más del 30%, un aumento en la eficiencia fotosintética en un 50%y un aumento de rendimiento del 10%al 20%.
El desarrollo de nuevos tipos de productividad requiere abandonar los modelos de crecimiento económico tradicional y, en cambio, centrarse en mejorar la productividad para impulsar y apoyar el desarrollo de alta calidad. En los nuevos sectores clave identificados por el país, la tecnología de biología sintética es un motor crucial para avanzar en nuevos tipos de productividad.
Como una potencia agrícola, China enfrenta doble presiones de demanda rígida de producción de granos y limitaciones sobre los recursos y el medio ambiente. La tierra cultivable per cápita de China es de aproximadamente el 40% del promedio mundial, y la tasa de utilización de productos químicos y fertilizantes agrícolas es solo del 30% al 35%. El mal uso de los fertilizantes y los pesticidas ha llevado a problemas graves como la degradación del suelo, la contaminación ambiental y las preocupaciones de seguridad alimentaria.
Por lo tanto, existe una necesidad urgente de utilizar la tecnología de biología sintética para mejorar significativamente la eficiencia de recursos como la luz, el fertilizante, el agua y la tierra. Esto mejorará la competitividad internacional de la industria, promoverá el desarrollo de la agricultura moderna en China y garantizará la seguridad alimentaria, la seguridad ecológica y la salud pública.
El desarrollo de la biología sintética se alinea con los objetivos de "doble carbono" de China y, en comparación con las tecnologías tradicionales, ofrece mayores beneficios ambientales y ventajas de costos. Desde 2020, varios organismos gubernamentales, incluida la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, el Ministerio de Ciencia y Tecnología, y el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, así como las principales regiones económicas, han emitido políticas para promover el desarrollo de la biología sintética.
La Conferencia de la Academia de Ciencias y la Academia de Ingeniería de China de 2021 destacó que "la precisión de la innovación tecnológica ha aumentado significativamente, y la investigación sobre macromoléculas y genes biológicos ha entrado en una etapa de regulación precisa, pasando de comprender y modificar la vida a la sintetización y el diseño de la vida".
El 10 de mayo de 2022, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma publicó el "14º plan quinquenal para el desarrollo de bioeconomía", que establece explícitamente que la bioeconomía, incluida la biología sintética, es un nuevo motor para la transformación económica de China.
Mientras tanto, la madurez de las tecnologías subyacentes y la disminución resultante de los costos han establecido las bases para el rápido desarrollo de la biología sintética y han brindado oportunidades para que más empresas ingresen al campo.
La producción de grano de China se ha mantenido en un alto nivel de 1.3 billones de kg durante varios años, y la dificultad de lograr un mayor progreso está aumentando. El documento central número 1 este año propuso implementar una nueva ronda de acciones para aumentar la capacidad de producción de granos en cien mil millones de kg. La reciente Conferencia Central de Trabajo Económico declaró explícitamente la necesidad de garantizar el suministro estable y seguro de productos agrícolas importantes, establecer una visión amplia de la agricultura y los alimentos, y incorporar la agricultura en una industria moderna a gran escala.
Tiempo de publicación: agosto-02-2024
