Agricultura alternativa
En noviembre de 2010 un juez federal en California determinó que 256 hectáreas de plantíos de betabel azucarero de ingeniería genética (GE por sus siglas en inglés), fueran arrancados de la tierra. Esta fue la primera destrucción de los cultivos GM (Genéticamente Modificados) ordenada por la corte en los Estados Unidos; la decisión se derivó de la preocupación por los efectos ambientales de las plantas modificadas genéticamente. Antes de que más betabeles GE puedan ser plantados en territorio de EE.UU., dijo el juez, debe ser completado un análisis exhaustivo de los riesgos ambientales por el USDA (United States Drug Administration).
Una empresa multinacional de biotecnología agrícola, modificó genéticamente el betabel azucarero para hacerlo resistente a un herbicida. Esta variedad modificada, representa alrededor del 95% de la cosecha del betabel producido en los Estados Unidos. Si las regulaciones que prohíben el betabel GE no cambian en la próxima primavera, los agricultores tendrán que plantar semillas convencionales que producen cosechas de menores rendimientos. Como resultado, el país podría ver una fuerte disminución de la producción de azúcar en los próximos años, que podría dar lugar a un aumento de los precios para los consumidores.
El betabel azucarero es solo un ejemplo. El debate sobre los cultivos modificados genéticamente sigue aumentando: mientras que los ecologistas se preocupan por los efectos de estos en los ecosistemas circundantes, los defensores de la ingeniería genética argumentan que los cultivos transgénicos, los cuales pueden aumentar los rendimientos y reducir al mínimo el uso de pesticidas tóxicos, son necesarios para producir suficiente alimento para los 9 mil millones de personas que habitarán la Tierra hacia la mitad del siglo XXI.
“Lo que se pierde en este debate en los EE.UU., en donde tenemos mucho qué comer, es que la sustentabilidad es importante para alimentar a los pobres y desnutridos, y proporcionar alimentos a un costo que puedan pagar”, dice Pamela Ronald, profesora de patología de plantas en la Universidad de California, Davis. Los cultivos transgénicos pueden brindar parte de la solución, añade. “Las semillas genéticamente modificadas son solo semillas. Se pueden utilizar en cualquier parte del mundo y en [casi] cualquier sistema”.
China, por ejemplo, con una mayor población que cualquier otro país del mundo, adoptó rápidamente el uso de cultivos transgénicos después de su introducción en 1996. Estos han llegado a dominar más de un 80% de las tierras de cultivo de maíz, soya y algodón en los Estados Unidos, de acuerdo con un reporte del 2010 de la Academia Nacional de Ciencias. Además de aumentar los rendimientos y reducir el uso de plaguicidas, tales cultivos también han disminuido la necesidad de labranza del suelo que provoca una baja significativa en la calidad del suelo y aumenta la tasa de erosión.
En cambio, la mayoría de los países europeos, han optado por la precaución, insistiendo en que debe de comprobarse que los cultivos transgénicos sean completamente seguros para el consumo humano y el medio ambiente antes de que los agricultores los integren a sus prácticas de cultivo. Ellos y otros que se oponen al uso de cultivos GM mencionan los riesgos de que, por ejemplo, los genes modificados se propagan por el viento y potencialmente contaminan campos orgánicos que prohíben la manipulación genética, y que al ser resistentes a las plagas pueden afectar inadvertidamente poblaciones de insectos inofensivos. Además, “la aleatoriedad inherente a nuestra tecnología actual para la inserción de ADN nuevo en un genoma de la planta, -dice Charles Benbrook, científico en jefe de The Organic Center, una organización de investigación con sede en Colorado que estudia los beneficios de la agricultura orgánica-, pudiera conducir a una serie de dudas que se presentarán sobre cómo la planta modificada se va a comportar”.
Pero los cultivos GM no son la única respuesta a la creciente escasez de alimentos del mundo. Los investigadores actualmente se encuentran trabajando para desarrollar tecnologías alternas para ofrecer beneficios similares a aquellos que ofrece la ingeniería genética, pero tratando de evitar tanta controversia. Por ejemplo, la selección asistida por marcadores elige plantas basadas en la presencia de genes específicos en lugar de rasgos fenotípicos, acelerando la selección artificial para los rasgos benéficos sin la introducción de transgenes. Del mismo modo, la tecnología naciente de interferencia ARN (RNAi por sus siglas en inglés) tiene el potencial de identificar objetivos específicos de plagas y evitar la muerte de los insectos que no representan una amenaza para los cultivos.
Haciendo uso de los marcadores
A diferencia de la reproducción convencional, la cual selecciona y cultiva plantas, basada en rasgos fenotípicos, la selección asistida por marcadores (MAS por sus siglas en inglés) utiliza marcadores genéticos que se sabe están vinculados a los rasgos de interés para identificar las plantas superiores para el cultivo. Usando una técnica llamada clonación posicional, los investigadores delimitan el genoma hasta que se localiza el gen deseado y luego se diseñan los marcadores moleculares para reconocer la variación alélica entre individuos. MAS puede ayudar a los criadores a evitar el ensayo y error involucrados en la elección de los individuos sobre la base de los rasgos que son difíciles de medir, como plagas o resistencia a la sequía, e ir directamente a su fuente genética, lo que acelera considerablemente el proceso de selección.
“Al reducir el número de generaciones y al hacer posible identificar [más rápidamente] las plantas con el gen superior y las combinaciones alélicas, la selección asistida por marcadores reduce el tiempo que se necesita para desarrollar y liberar una especie de “cultivar” o alguna variedad de mayor rendimiento y más estable, que sea más tolerante al estrés ambiental o resistente a plagas y patógenos”, dice Michael Gore, genetista de los EE.UU. del Centro de Investigación Agrícola de Terreno Árido en Arizona, quien utiliza la selección asistida por marcadores para desarrollar cultivos más productivos, como el algodón. Y debido a que los productos finales son fundamentalmente los mismos que los cultivos convencionales, las plantas no transgénicas seleccionadas usando la tecnología MAS no se someten a obstáculos regulatorios adicionales, agregó Gore. De hecho, algunos de estos, como el maíz y la soya, se encuentran actualmente en el mercado.
La tecnología MAS también mejora otra técnica tradicionalmente empleada en la agricultura llamada retrocruzamiento. El propósito de esta es mover un rasgo, como la resistencia a los pesticidas, de un cultivar nativo por medio de ingeniería genética, al genoma de una variedad comercial al tiempo que conserva la mayor parte de este. El uso de marcadores ayuda a acelerar este proceso, dice Gore, ya que para los investigadores es más fácil seleccionar los genes específicos de interés sin necesidad de utilizar fenotipos. La mayoría de los esquemas de retrocruzamiento del maíz convencional, necesitan de cuatro a seis generaciones antes de que la línea esté lista para ser lanzada comercialmente. Mediante el uso de marcadores, se puede lograr el mismo producto final en tan solo dos generaciones, recortando de 1 a 2 años el tiempo de desarrollo.
Silenciamiento especializado
Aprovechando una vía celular natural con RNAi, los investigadores han desarrollado una manera de silenciar selectivamente o inhibir genes específicos. Si bien esta tecnología es de uso común en los laboratorios básicos de biología para estudiar las funciones de genes, los investigadores han comenzado a aplicarla a la agricultura, desarrollando cultivos que tienen muchos de los mismos beneficios de los transgénicos, pero son aún más selectivos cuando se orientan a plagas o rasgos como la resistencia a enfermedades.
La RNAi fue observada por primera vez directamente por investigadores que estudiaban las petunias a principios de 1990. Después de la inserción de copias adicionales de un gen de petunia clonado, relacionado con la pigmentación, en un intento de producir flores con colores más oscuros, los investigadores produjeron inesperadamente especímenes con colores mucho más ligeros o incluso completamente blancas, lo que sugiere que el gen para la pigmentación había sido anulado. En 1998 los investigadores finalmente descifraron el mecanismo del RNAi: moléculas de ARN de una sola hebra que se unen a secciones específicas de transcritos de ARN mensajeras (ARNm), inhibiendo la traducción. Aunque todavía está en las primeras etapas, la RNAi ha demostrado ser un método prometedor para la regulación de la expresión de genes específicos en cultivos sin provocar efectos fuera de los objetivos.
Los investigadores del Centro Agrícola de Terreno Árido también están comenzando a utilizar la tecnología RNAi para desarrollar plantas de algodón que sean resistentes a uno de sus mayores enemigos: la mosca blanca. Muchas especies de mosca blanca no solo se alimentan de los cultivos, sino también transmiten el virus-Géminis que causa enfermedades en las plantas y que puede devastar campos enteros. Las células de plantas por ingeniería RNAi están armadas con secuencias largas de ARN de doble cadena (dsRNA), las cuales pueden matar plagas de insectos a la primera ingestión de la planta. Cuando los dsRNAs son separados y digeridos por la maquinaria antiviral de la mosca blanca, las piezas más pequeñas de ARN de una sola hebra que complementan los genes vitales de ARNm para el desarrollo del insecto, inhiben la traducción y lo matan. Y, debido a que la tecnología de RNAi se dirige a un gen específico para el desarrollo de la mosca blanca, los cultivos son capaces de matar a las poblaciones de esta plaga sin dañar a otras especies de insectos, a diferencia de algunos cultivos GE resistentes a estas. Sin embargo, armar a las plantas con moléculas de ARN de doble cadena, implica la manipulación genética, lo que potencialmente presenta algunos de los obstáculos reglamentarios que los cultivos transgénicos enfrentan ahora.
Con tecnologías como estas tratando de llevar los cultivos nuevos y mejorados al mercado, está claro que este cambio sigue en el aire. Primero tuvimos la domesticación primitiva, después se logró la reproducción dirigida, luego, la hibridación, después, la mutagénesis y ahora la ingeniería genética. Sin lugar a dudas, la agricultura va a seguir evolucionando.
Fuente: Schipani V. The Scientist Magazine
