Polinización artificial: La era de la agricultura digital

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La polinización artificial ha tenido grandes avances en los últimos años debido al interés de generar alternativas ante los desequilibrios ecológicos causados por el hombre; especialmente con las graves consecuencias asociadas a la producción de alimentos a nivel mundial.

Cabe destacar que el principio básico para la formación de la mayoría de nuestros alimentos vegetales viene dado por la fecundación, pero antes de que esto ocurra, en algunas plantas es necesaria la presencia de varios elementos; así como un proceso que a simple vista parece sencillo, pero que implica la participación de otros organismos o del clima, como lo es la polinización.

Dado que la humanidad, en búsqueda de la producción de alimentos en cantidad y calidad, persigue la eficiencia de este proceso; por ello desde cientos de años y a través de culturas ancestrales han llevado a cabo la polinización manual o dejar al viento actuar para la polinización natural de las flores.

De hecho, en años recientes la polinización artificial va más allá; incluso llega hasta el punto de mimetizar robóticamente insectos de apenas unos centímetros para aumentar la eficiencia en la polinización de las flores.

En realidad, todo esto viene dado a la baja cantidad de abejas en países desarrollados como consecuencia de la actividad humana; en concreto, se refleja en baja polinización y por ende en la disminución de alimentos disponibles para consumo humano.

Abeja polinizando planta de cebollin o cebollete

¿Qué es la polinización?

La polinización es un proceso que ocurre en las plantas superiores de forma natural, en éste el polen es trasladado desde las anteras ubicadas en los estambres, el órgano floral masculino, hacia el estigma; ya que es el órgano floral femenino donde se fecunda los óvulos de la flor, produciendo así frutos y semillas.

Entonces, lo interesante de este proceso son los vectores por los cuales puede ocurrir la polinización; así como las implicaciones a nivel de manejo de cultivos y ecosistemas que tiene.

abeja volando hacia una flor para realizar la polinización

Elementos claves de la polinización natural

Los servicios que nos brindan los ecosistemas

Muchas veces se cree que en la agricultura el entorno es poco beneficioso para el cultivo que establecemos; sobre todo que se debe luchar por controlar todos los posibles factores para garantizar el desarrollo óptimo del cultivo.

Así, dentro de esta visión se suelen realizar aplicaciones de insecticidas, acaricidas, herbicidas, fungicidas, entre otros; mayormente son excesivas, menos frecuentemente las pertinentes y escasamente como último recurso ante un problema de plagas.

También olvidamos que hay un equilibrio dentro del mismo agro-ecosistema creado y que viene dado por las interacciones naturales y ambientales; aunque a pesar de ser poco evidentes son los pasos vitales para que la producción de alimentos y otras materias primas tengan su origen.

abeja volando hacia una flor de girasol para realizar la polinización

En tal sentido los servicios que ofrecen los ecosistemas son todos los beneficios que obtiene el hombre a partir de las relaciones entre especies; además de los factores climáticos para el desarrollo de procesos naturales y de productos que son aprovechados de alguna manera.

Hay que resaltar que la polinización es parte de los servicios que ofrecen los ecosistemas; por ejemplo, al estar presente los insectos, conservar los corredores vegetales o evitar la fragmentación de las áreas boscosas cercanas a los cultivos; de esta forma se promueven factores ambientales que mejoran la calidad de los cultivos, y por ende la presencia de insectos benéficos.

avispa realizando la polinización en una flor morada

¿Qué es la polinización biótica?

La importancia de los animales en la agricultura

Cuando hablamos de animales presentes en un cultivo pocas veces es para referirnos en buenos términos a ellos; pero en la polinización y específicamente la polinización biótica son los protagonistas.

En efecto, se ha estudiado desde hace décadas las relaciones que existen entre la polinización y los agentes polinizadores; de hecho, esto se conoce como antecología e incluye varias ramas de la biología que ayudan a dar respuesta al proceso de la polinización.

abeja polinizando flores moradas

De esta forma entre los vectores bióticos están:

  • Las mariposas diurnas y las polillas (orden Lepidoptera).
  • Algunas moscas (orden Diptera).
  • Los cigarrones, abejorros y abejas (orden Himenoptera).

Aunque todos estos pertenecen a la clase Insecta; también los murciélagos, algunas aves y hasta monos pueden servir como polinizadores.

Las abejas y mariposas

Sin duda, las abejas son las reinas de la polinización seguidas por las mariposas, lo que se conoce también como polinización entomófila; por supuesto, englobado dentro de la polinización natural.

De hecho, la importancia de las abejas para la polinización de cualquier tipo (polinización directa o polinización cruzada) radica en que su morfología externa está adaptada gracias a un proceso de muchos años; sobre todo para facilitar la movilización del polen de una flor a otra, recibiendo ellas en ese intercambio la seguridad de un recurso futuro del tipo alimenticio.

Por lo tanto, a mayor cantidad de polen trasladado tendrán más flores disponibles con polen, néctar para visitar, alimentarse y llevar a la colonia.

Mientras que las mariposas van de flor en flor buscando su dieta líquida, el néctar para alimentarse; de forma tal que en estos traslados el polen se adhiere a sus escamas y a medida que se posa en distintas flores va ocurriendo la polinización.

Obviamente, la presencia de insectos benéficos como las abejas y mariposas diurnas, incrementan la polinización en los cultivos (polinización zoófila), lo cual conlleva a producción y rentabilidad.

Por ejemplo, en el cultivo de melón la presencia de abejas es importante para obtener el órgano a comercializar; de allí que las condiciones que estimulen su presencia y conservación deben considerarse como parte del manejo agronómico del cultivo.

Mariposa realizando la polinización a pequeña flor

¿Qué es la polinización abiótica?

Las condiciones ambientales toman relevancia cuando hablamos de polinización

Cuando las plantas son polinizadas a través del agua se le conoce como polinización hidrófila; si son polinizadas a través del viento se denomina polinización anemófila.

flor fucsia siendo polinizada por el viento

Por ello, las condiciones ambientales en cultivos que dependen del tipo de polinización anemófila por ejemplo, son importantes; de manera que garantizar el paso del viento dentro del cultivo es un factor a considerar, así como la ubicación de las plantas en el área disponible para la siembra.

También, preservar zonas no intervenidas puede incrementar las posibilidades de cambios en la temperatura, que se traducirá en precipitación y esto a su vez en cambios de las corrientes de aire.

Flor morada siendo polinizada con una gota de agua de lluvia

La polinización artificial

El fenómeno que produce los alimentos, pero mejorado

La polinización natural se lleva a cabo gracias a la polinización biótica y abiótica, pero qué pasa cuando este proceso no es tan eficiente, es complejo o limitado por algún elemento; ya sea de la flor (planta) o de la localidad en donde se ubica el cultivo. Así que es acá cuando la polinización artificial hace su entrada para garantizar la producción del cultivo.

Por tal motivo, el hombre realiza técnicas y estrategias a fin de polinizar las flores, ya sea a campo abierto o en invernaderos.

Realmente la polinización artificial por años se debió más a las limitaciones morfológicas de las plantas que a otra cosa; pero hoy en día se ha transformado en una necesidad en países desarrollados.

En especial, donde la producción de alimentos para satisfacer las demandas de su población es prioritaria, siendo una necesidad latente en países en vías de desarrollo; claro, todo debido a la disminución de las abejas a nivel mundial.

Ante todo esto, estos insectos pasaron de ser inadvertidos y molestos a protagonistas, vitales en diversos países; es decir, la razón es que la disminución de la polinización natural que se llevaba a cabo disminuyó, transformándose ese descenso en menor producción de alimentos.

La muerte irónica de las abejas

La situación particularmente irónica de la muerte de las abejas y los problemas por falta de polinización; en efecto, ocurren por tratar de mejorar e incrementar la producción alimentaria a nivel mundial.

Por una parte, el uso de insecticidas que impactan negativamente en el ciclo vital de las abejas; así como la poca conservación de reservorios en el caso de las abejas silvestres (las cuales son las encargadas de realizar la polinización natural mayormente).

Asimismo, la escasez de plantas con polen y/o atractivas para las abejas como consecuencia del urbanismo de los espacios rurales; igualmente pocos espacios no intervenidos por el hombre para la explotación agrícola, son algunas de las causas de esta situación de baja polinización.

Sin embargo, no todo está perdido, el ingenio del hombre antes que la población mundial de abejas decreciera ya había asistido a la polinización; sobre todo en los últimos años ha tomado los avances tecnológicos para abonar el camino hacia la polinización artificial eficiente y masiva.

Una abeja muerta dentro de una flor blanca

Ejemplos de la polinización artificial

Puede recurrirse a la polinización artificial cuando se quieren características específicas al momento de la fructificación o cuando no hay disponibilidad de polinizadores.

Por ejemplo, la polinización manual, ha sido una técnica usada frecuentemente para lograr el intercambio de polen en la vainilla y el cacao. Más las nuevas tecnologías y el acceso a ellas en pro de estimular la agricultura con una visión moderna, encausada en la era digital; por ende, hacen posible que la robótica piense en función de las abejas, complementando la carencia de polinización.

Un mini robot usado para realizar la polinización en el dedo indice de una persona

En este sentido, en los últimos años se han visto desarrollos en cuanto a la polinización artificial que ya no usan un pincel para trasladar el polen; sino mini robots que ejercen las funciones de la abeja y un gel especial para adherir el polen al estigma.

Drone

El desarrollo de drone adaptados en tamaño, forma y funciones para dispersar polen de la manera más cercana a las flores y masivamente ha sido el norte desde 2017; ante todo por la creciente pérdida de distintas especies de abejas como la Apis mellifera, Xylocopa violacea y Bombus dahlbomii.

Gel iónico

En Japón, desarrollaron un gel iónico que es esparcido junto con el polen por mini drone similar a una abeja; primero este se posa sobre las flores a 2 metros y luego burbujea para llevar a cabo la polinización apuntando a la cantidad liberada; es de resaltar que la probabilidad de ser adherido a la flor femenina hasta el momento, según los ensayos, reflejan un 90 % de efectividad apenas en el año 2020.

Dropcopter

En 2021, se desarrolló un dron que cual además de tener un pequeño tamaño se le adaptaron pelos de la crin del caballo para la adhesión del polen; luego, en la práctica se acerca a la flor femenina y la poliniza.

De manera que el Dropcopter, una de las respuestas ante la problemática de las abejas por parte de EE.UU.; de hecho, es un dron que puede polinizar de 12 a 16 hectáreas por hora al liberar a 3 metros sobre el dosel del cultivo polen en el caso de especies perennes.

Mientras que Israel, orientado a la polinización del almendro, manzana y pera; también ha desarrollado drone con alta eficiencia, aumentando sus rendimientos por la polinización artificial efectiva lograda.

Además del diseño robótico y mimetizado logrado por Japón, Israel y EE.UU. se intenta mayor calidad en la distribución, precisión y mínimo impacto al medio ambiente en el uso de la tecnología; por ello, se están desarrollando evaluaciones sobre programas de evaluación de rutas y mejores opciones de polinización artificial, incluyendo viajar con la propia abeja.

Una abeja

Micrograbadoras

La Universidad de Cornell apuesta por el avance en la polinización artificial con una micro grabadora adaptable al tórax de la abeja; para conocer más sobre su comportamiento y registro del vuelo.

Túnel de vibración

En Latinoamérica, donde la tecnología busca a través de la mecánica dar respuesta a la polinización artificial versión digital o agricultura 4.0, como también la llaman; por ejemplo, se experimenta con imitar la vibración realizada por la abeja para lograr mover el polen de las anteras y hacerla llegar a la flor femenina, en una especie de túnel de vibración controlada.

Una abeja frente a un robot volador en forma de abeja

Ventajas de la polinización artificial

Es posible que por primera vez en mucho tiempo se esté tratando de resolver por todos los medios conocidos; además, aplicando las tecnologías y dirigiendo alta cantidad de recursos disponibles hacia la solución de un problema biológico, ocasionado en gran medida por mismo hombre y sus acciones.

Si bien esta intención de mejorar la polinización artificial es un gran paso alternativo a la contingencia a la que se enfrenta la agricultura en la dependencia con otras especies para la producción de alimentos; también está dejando a un lado el problema real, salvar a las abejas.

Es necesario ejecutar planes paralelos entre la polinización artificial y la conservación de las diferentes especies de abejas polinizadoras.

Ahora bien, debemos estar conscientes que este tipo de polinización artificial es costosa y poco probable en varios países, hasta no contar con oferta amplia y efectiva de drones polinizadores; otro asunto es el tipo de cultivo a polinizar y método a usar para lograrlo, que debe ser general o extrapolable a varios cultivos para que la inversión sea justificable.

Contras de la polinización artificial

Se debe esperar un tiempo más para que la polinización artificial con este tipo tecnología robótica provea más opciones. Mientras, debemos confiar en que la agricultura de la era digital intenta resolver con rapidez y eficiencia las necesidades del productor agrícola; tanto con la polinización como con otras problemáticas.

En consecuencia, disminuye el impacto causado a los ecosistemas, un ejemplo de esto es el uso racional y preciso de plaguicidas; en efecto, están teniendo buenos resultados en la aplicación a través de drone.

Por otro lado, se habla del costo ecológico de polinizaciones artificiales masivas en cuanto a la perturbación del hábitat de otros animales; como aves polinizadoras y controladoras biológicas, las mariposas y otros insectos debido al zumbido y vibración originados por los drone.

Más la realidad hasta el momento es que no sabemos con certeza cuál puede ser el impacto, pues no hay la cantidad de unidades activas que puedan ser evaluadas en una escala considerable; sin duda, este junto con otros aspectos ecológicos, tendrán que abordarse para no crear más situaciones que requieran de intervención artificial.

Una avista realizando la polinización en un flor de color rosa

Retos de la polinización artificial en Latinoamérica

Intentar replicar de acuerdo a las condiciones ambientales y desarrollar prototipos para ciertos cultivos prioritarios de atender usando la polinización artificial; con mini robots no sería tan imposible o utópico, pues varios países cuentan con profesionales capacitados y financiamiento para lograrlo.

Sin embargo, Latinoamérica tiene aún algo que no poseen los países que ya están invirtiendo en polinización artificial, abejas.

Ciertamente, en Latinoamérica contamos con biodiversidad que hay que preservar y poner como una de las prioridades generales; en cuanto a las acciones de conservación ambientalista y de manejo de cultivos.

En cualquier caso, proteger las especies de abejas silvestres y proveerles de corredores vegetales, tanto en las zonas rurales, como en las ciudades; por tanto, es una de las acciones que se podrían realizar continuamente para resguardar nuestra fauna a favor de la agricultura.

De tal modo, algunas especies recomendadas para este fin común en nuestra latitud son: Girasol, Caléndula, Malva, Cilantro, Tomillo, Romero, Tagetes, Lavanda; así como la muy nombrada Facelia, especie que en varios países suele ser visitada por las abejas.

Compiladora: Ing. Agr. Oona Delgado. Dra. en Ciencias agrícolas, mención Entomología. Facultad de Agronomía-Universidad Central de Venezuela

Referencias consultadas

Greenpeace. Lista de las flores “Amigas de las Abejas”. www.greenpeace.es (Consulta en línea 16/03/2022).

López M., V. Diseño de polinizador mediante vibración forzada en invernaderos tipo túnel. Revista de Ingeniería Tecnológica. Diciembre, 2019 Vol.3 No.12 1-7.

Montilla,A.; Pacheco, H.;Pastrán,F.; Rodríguez, I. Polinización con drones: ¿Una respuesta acertada ante la disminución de polinizadores entomófilos?Scientia Agropecuaria 12(4): 509-516 (2021).

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Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura-FAO. 2014. Principios y avances sobre polinización como servicio ambiental para la agricultura sostenible en países de Latinoamérica y el Caribe.Santiago,Chile. 55 pp.

Parés, J.; Sánchez, J.; Arizaleta, Miguel. 2014.Efecto de la polinización artificial sobre la fructificación y la calidad del fruto del Maracuyá amarillo (Passifloraedulis f. flavicarpaDeg.). Bioagro 26(3):165-170.2014.

Vera C. J.; Vera B. J. 2018. Polinización artificial paraGrupo de capacitación e investigación pedagógicaincrementar la productividaden huertas y la obtención decruces internacionales de cacao(Theobroma cacao L.).Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Ediciones Grupo Compás. Ecuador. 48 pp.

NOTA: Agropedia es una herramienta de Agrotendencia TV para la producción y difusión de conocimiento técnico-agrícola especializado enfocado a optimizar el uso de los recursos y mejorar significativamente el manejo de los sistemas de producción en América Latina. Puedes acceder a la información más actualizada sobre la agricultura en el mundo a traves  de nuestro portal web: Agrotendencia.tv

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maquina polinizando flores rosadas
Una abeja sobre una flor amarilla
Persona polinizando flores
Maquina polinizadora acoplada en un tractor polinizando cultivo de durazno
Una brocha polinizando flor amarilla de melón
Una mariposa robot
Un mini robot polinizador sobre el dedo de una persona
Robot polinizando cultivo dentro de un invernadero
Abejas volando y otras en su panal
Hombre revisando cultivo polinizado por abejas
Una abeja robot
Drones polinizando
flores polinizadas con gel iónico
Un dron polinizando flores de un cultivo
abeja con un chip en su lomo
Anteras de una flor amarilla
fotos de diferentes animales polinizadores
Persona polinizando flores blancas
Dron sobrevolando un cultivo para polinizarlo

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