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Una plantación de palma aceitera invade una selva tropical en Kalimantan Occidental, Indonesia. Nanang Sujana/CIFOR

Esta historia fue publicada originalmente por YaleE360 y se reproduce aquí como parte de la colaboración de Climate Desk.

Tom Jeffries y Tom Kelleher se conocieron en la Universidad de Rutgers en la década de 1970 mientras estudiaban microbios de utilidad industrial. Jeffries pasó a dirigir un programa de genómica de levaduras en el Departamento de Agricultura de Estados Unidos; Kelleher pasó décadas en la industria biomédica, trabajando con productos biológicos como la insulina, que son producidos por microbios modificados genéticamente en cubas de fermentación gigantes. En 2007, los dos se reunieron para construir una empresa gracias a una subvención de la Fundación Nacional de Ciencias. Llamada Xylome, la startup con sede en Wisconsin tenía como objetivo encontrar mejores métodos para producir combustible con bajas emisiones de carbono alimentando desechos agrícolas de levadura.

Sin embargo, fue por accidente que Jeffries y Kelleher dirigieran sus esfuerzos unos años más tarde a un problema ambiental global diferente: el aceite de palma.

La producción de aceite de palma, el aceite vegetal más barato y más utilizado del mundo, es una de las principales causas de la deforestación y la pérdida de biodiversidad en los trópicos. Estos y otros problemas de la industria del aceite de palma, como las prácticas laborales de explotación, han impulsado durante años el interés en opciones más sostenibles. Pero ha resultado difícil encontrar buenas alternativas: otros aceites vegetales tienen inconvenientes similares al aceite de palma, y ​​las prácticas forestales sostenibles no siempre son efectivas frente a la creciente demanda. Hoy en día, el mundo consume casi 70 millones de toneladas métricas de aceite de palma cada año, que se utiliza en todo tipo de productos, desde pasta de dientes y leche de avena hasta biodiesel y detergente para ropa. Se espera que la demanda se duplique con creces para 2050.

Pero con los avances en bioingeniería y las crecientes preocupaciones sobre la sostenibilidad, varias empresas como Xylome han desarrollado aceites microbianos que, según dicen, podrían ofrecer una alternativa al aceite de palma y al mismo tiempo evitar sus impactos más destructivos. Se unen a muchas otras empresas de biología sintética (desde empresas que venden nuevos biocombustibles y fertilizantes hasta carne cultivada en laboratorio) que aspiran a resolver problemas ambientales pero comparten desafíos similares: aumentar la producción y demostrar que su enfoque es, de hecho, más sostenible que el problema que están intentando. resolver.

El año pasado, una startup llamada C16 Biosciences abrió un nuevo y reluciente laboratorio en Manhattan para desarrollar una alternativa microbiana al aceite de palma, respaldado por 20 millones de dólares del fondo de inversión en soluciones climáticas de Bill Gates, Breakthrough Energy Ventures. Una startup con sede en California llamada Kiverdi también está trabajando para fabricar aceite de levadura utilizando carbono capturado de la atmósfera, y un equipo de bioingenieros de la Universidad de Bath está trabajando en la ampliación de su propia cepa de levadura oleosa. Xylome envió recientemente los primeros lotes de su alternativa al aceite de palma, llamado “Yoil”, a varios grandes proveedores de aceite de palma y a la FDA para realizar pruebas.

Aunque existen enormes desafíos para aumentar la producción a un costo que pueda competir con el aceite de palma cultivado, y persisten dudas sobre cómo una industria biotecnológica emergente en el Norte Global podría afectar los medios de vida basados ​​en el aceite de palma en el Sur Global, estos aceites microbianos podrían ayudar a frenar el implacable crecimiento de la palma aceitera, que amenaza áreas biodiversas a lo largo de las fronteras del sur y sudeste de Asia, África y América Central. Si los aceites de levadura pueden alcanzar un precio lo suficientemente bajo como para competir con los árboles (un gran si) "eso haría una gran diferencia en cuanto al origen del aceite de palma", dijo Kelleher, ahora director ejecutivo de Xylome. "En ese momento, todo sería microbiano".

Cepa de levadura patentada de Xylomes, que produce un aceite similar al de palma.

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Aunque la producción de aceite de palma es responsable de menos del 1 por ciento de la deforestación a nivel mundial, según un informe de 2018 de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza, es una causa importante de deforestación en los trópicos. En Borneo, por ejemplo, el cultivo de palma aceitera ha representado más de la mitad de toda la deforestación en las últimas dos décadas. La demanda futura podría contribuir a una deforestación aún mayor. El mismo informe encontró que más de 1 millón de millas cuadradas de puntos críticos de biodiversidad podrían verse amenazados por el cultivo de palma aceitera, afectando potencialmente a más del 40 por ciento de todas las especies de aves, mamíferos y anfibios amenazados, desde orangutanes y tigres hasta papamoscas y elefantes. Esta deforestación también genera emisiones de gases de efecto invernadero, ya que se drena la turba rica en carbono acumulada debajo de los bosques vírgenes y se queman árboles para despejar la tierra para plantar.

Al reconocer estos impactos, los proveedores, trabajando a través de organizaciones como la Mesa Redonda sobre Aceite de Palma Sostenible (RSPO), que ha certificado las cadenas de suministro de aceite de palma desde 2007, han buscado formas de aumentar la supervisión de la producción de aceite de palma para garantizar que los cultivos no se cultiven con biodiversidad o carbono. -tierra rica. Si bien un número creciente de productores de palma están certificados, el enfoque tiene limitaciones, dijo Janice Lee, científica ambiental que estudia el aceite de palma en la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur. Por ejemplo, puede resultar difícil certificar a los pequeños productores, que en conjunto representan la mayor parte de la producción de aceite de palma en algunas regiones. “La certificación no es una solución milagrosa”, afirmó. Alrededor del 20 por ciento de la producción de aceite de palma está certificada por la RSPO.

Encontrar una alternativa al aceite de palma ha resultado aún más difícil. Otros aceites tropicales, como el aceite de coco, tienen rendimientos menores que los de la palma aceitera y tendrían impactos aún mayores si se cultivaran a la misma escala. Otros aceites no tropicales, como el de soja o el de maíz, se pueden cultivar fuera de los trópicos biodiversos, pero requieren un procesamiento adicional para reemplazar el aceite de palma en muchas aplicaciones. Ese procesamiento es costoso y produce grasas trans, que la FDA prohibió en Estados Unidos en 2015.

Kelleher y Jeffries decidieron comercializar su levadura como una mejor alternativa. Los microbios de su laboratorio producen un aceite con un perfil lipídico casi idéntico al del aceite de palma. Los “bichitos”, como llaman a la levadura, también pueden alimentarse con materiales que no requieren agricultura tropical, como maíz o caña de azúcar, o materiales de desecho, como hojas de maíz y tallos de trigo, lo que podría reducir sustancialmente los costos de producción. . Los aceites microbianos también podrían producirse en cualquier lugar, reduciendo la distancia entre la fábrica y el consumidor.

Bosque talado para una plantación de palma aceitera en Papúa, Indonesia.

Paz verde

El desafío ha sido lograr que la levadura produzca aceites a una escala y precio que pueda competir con la agricultura convencional, y hacerlo lo suficientemente rápido como para frenar el destructivo desarrollo de la palma aceitera. Los avances tecnológicos podrían ayudar. En su laboratorio de Manhattan, C16 Biosciences está optimizando las condiciones para mantener felices a sus cepas de levadura genéticamente modificadas. Christopher Chuck, ingeniero químico del equipo de la Universidad de Bath, también está trabajando en cepas de levadura más productivas, pero en lugar de modificar los microbios con herramientas de edición de genes, su equipo se basa en un proceso de evolución dirigida. Esto implica exponer las colonias de levadura a un régimen de estrés para estimularlas a producir más aceite a partir de materias primas más baratas. Chuck dijo que este enfoque puede conducir a microbios más robustos; también evita las regulaciones que rigen los organismos genéticamente modificados.

Xylome, que posee patentes sobre métodos de modificación genética de la especie de levadura Lipomyces starkeyi, está trabajando para aumentar el rendimiento de su cepa de maíz alimentada con azúcar. Otra cepa en desarrollo puede ser la alimentación con productos de desecho de la producción de etanol para producir aceite, que según Kelleher podría eventualmente producir un aceite a la mitad del precio actual del aceite de palma crudo de Malasia. Décadas de investigaciones anteriores sobre el uso de materias primas fibrosas y “celulósicas” para biocombustibles han demostrado que este es un objetivo difícil de alcanzar, pero Kelleher y Jeffries confían en que la empresa puede hacer que este enfoque funcione. "La celulósica eventualmente prevalecerá", dijo Jeffries.

Jeffrey Linger, bioingeniero del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, comentó que vale la pena seguir desarrollando tales alternativas de petróleo microbiano, aunque cree que estas empresas tienen un camino difícil por delante para desarrollar cepas viables que puedan fabricarse a gran escala y que puedan utilizar celulosa. materias primas. "Hay tantas perillas que puedes girar, así que no quiero decir que sea imposible", dijo. "Tampoco quiero decir que sea fácil".

Incluso con cepas mejoradas, existen límites en cuanto a hasta dónde se puede empujar a los microbios. En un modelo de “límites de la ciencia”, el grupo de Chuck imaginó una forma en que los aceites microbianos podrían alcanzar la paridad de precios con el aceite de palma en el futuro. Descubrieron que incluso en un escenario ideal, los aceites microbianos seguirían siendo más caros que el aceite de palma cultivado, y que el mejor de los casos es más probable que los aceites microbianos sean aproximadamente cuatro veces más caros. "No sé quién va a pagar por eso", comentó Lee. Sin embargo, si se pudieran fabricar coproductos más valiosos, como aminoácidos o proteínas, junto con el aceite, los aceites microbianos podrían competir con el aceite de palma tradicional, dijo Chuck. El precio también podría importar menos si los consumidores conscientes del medio ambiente están dispuestos a aceptar precios más altos por productos sin aceite de palma.

Para que sean viables, las alternativas microbianas también deberían ir acompañadas de políticas regulatorias que eliminen gradualmente el aceite de palma producido de manera insostenible y ayuden a los países productores a diversificar sus economías, dijo Chuck. Los subsidios o impuestos al carbono también podrían mejorar las perspectivas para los aceites de levadura, ya que es probable que la huella de carbono de los aceites microbianos sea menor que la del aceite de palma cultivado en tierras deforestadas. Sin embargo, no se han estudiado en detalle las emisiones del ciclo de vida completo de los aceites de levadura.

Christopher Chuck, ingeniero químico de la Universidad de Bath, está trabajando para producir levadura capaz de generar más aceite a partir de materias primas más baratas.

Universidad de baño

"¿Cómo nos aseguramos de no reemplazar una cosa terrible por otra?" dijo Chuck.

Y mucho antes de que los aceites microbianos puedan estar disponibles, frenar los impactos inmediatos de la producción de aceite de palma requerirá una silvicultura más sostenible, escribió en un correo electrónico Sara Cowling, portavoz de la Mesa Redonda sobre Aceite de Palma Sostenible. "Nuestra postura sigue siendo que el aceite de palma puede y debe producirse de forma sostenible". Diana Chalil, fundadora del Consorcio de Estudios de Aceite de Palma para Pequeños Productores en Indonesia, añadió que la deforestación futura también podría prevenirse ayudando a los pequeños productores a aumentar el rendimiento de sus cultivos de palma aceitera existentes.

De hecho, con 70 millones de toneladas métricas de petróleo producidas cada año, hay espacio para más de una solución. Los aceites microbianos no tendrían que reemplazar toda o incluso la mayor parte de la producción tradicional de aceite de palma para tener beneficios ambientales significativos, dijo Chuck. Simplemente tendrían que frenar el crecimiento de la industria y podrían empezar por sustituir el aceite de palma en productos más caros, como los cosméticos, que es la estrategia que están siguiendo empresas como C16 Biosciences y Xylome.

"No creo que vayamos a alterar en absoluto lo que están produciendo hoy", dijo Kelleher. “Realmente representamos una alternativa para el crecimiento de la industria”.

Podría ser el comienzo de un cambio no tan cosmético.