El rol de las plantas transgenicas
Agro en el siglo XXI
ENSAYO EXPERIMENTAL CON ARROZ TRANSGÉNICO, DESARROLLADO EN EL CIAT (PALMIRA).
Sin el uso de la biotecnología, difícilmente se podrá atender a los 11.000 millones de habitantes que tendrá el mundo en el 2050, dice el autor de este ensayo, Rodrigo Artunduaga Salas*, IA MSc PhD. Colombia cuenta con una regulación actualizada sobre organismos genéticamente modificados.
NÓTENSE LOS CUIDADOS PARA EVITAR EL FLUJO DE POLEN, MEDIANTE EL AISLAMIENTO DEL LOTE -CON PASTO ELEFANTE EN LOS BORDES-, LA MALLA ANTIPÁJAROS Y LAS PANÍCULAS DE LA PLANTA CUBIERTAS.
Existe una notable coincidencia en todos los centros de prospectiva, que dentro de las fuerzas que están forjando el papel de las naciones en el siglo XXI, están la globalización de la economía, los movimientos geopolíticos para formar alianzas estratégicas y comerciales entre grupos de países, y, como tercera fuerza dominante, el conocimiento humano por medio de la ciencia y la tecnología. Una tendencia que alterará fundamentalmente la situación a escala global es la llegada en pleno de la revolución biotecnológica a la agricultura. La comercialización de los productos modificados genéticamente por las nuevas biotecnologías, no sólo facilitará de manera sensible el aumento de la producción y la productividad, sino que también alterará las características mismas de la oferta agrícola.
En la actualidad estamos viviendo la superposición de tres paradigmas: el ocaso de la era industrial, el desarrollo de la era informática -con la producción de chips de gran capacidad, bajo costo y la generalización del uso del lnternet-, y la superposición de esta última con la de la biotecnología, que surgió con el descubrimiento por J. Watson, F. Crick, R. Franklin y M. Wilkins, de la estructura del ADN, en 1956, y que se consolidó a principios de los ochenta con el descubrimiento de la acción de las enzimas de restricción y de las ligasas (que hicieron surgir la tecnología del ADN recombinante, que permite aislar, cortar y secuenciar fragmentos de ADN de un organismo, portadores de uno o varios genes que expresan características específicas e incorporarlos en el genoma de otro, independiente de que los organismos donante y receptor pertenezcan o no a la misma especie, una barrera, que con escasas excepciones, tuvo la naturaleza durante millones de años de evolución) y que entró en la etapa de crecimiento con la comercialización de las plantas transgénicas.
Durante este periodo se sistematizarán muchos procesos biológicos, y hasta ahora predominan cuatro tipos de información: los números, las palabras, los sonidos y las imágenes; pero la información llega de muchas formas: olores, sabores, tacto, imaginación e intuición. Durante los próximos veinte años se desarrollarán tecnologías que permitirán sistematizar comercialmente estos procesos biológicos. La esencia del olfato, por ejemplo, se está digitalizando, como antes se hizo con los sonidos y las imágenes. Empresas como DigiScents, de Okland y Ambryx, de La Jolla (California), ya han desarrollado olores digitales, y Cyrano Sciences está desarrollando una tecnología de diagnóstico médico que puede “oler” las enfermedades1.
El presidente Bill Clinton aseguró que en junio del 2000, predicción que se cumplió, se conocería completamente el mapa del genoma humano, un proyecto en el que han trabajado miles de científicos de todo el mundo durante la última década, en una competencia principalmente de dos esfuerzos: 1) el Proyecto Genoma Humano, colaboración del gobierno y el sector privado entre el Instituto Nacional de Salud de Estados Unidos y el Sanger Center, financiado por la Organización filantrópica Wellcome Trust de Londres, y 2) el de la empresa Celera Genomics, con sede en Rockville, Maryland.
Ambos programas anunciaron que se ha completado el conocimiento básico de toda la secuencia del código genético, que consiste en una compilación de 3.500 millones de nucleóticos: adenina, timina, guanina y citosina (A, T, G y C). La secuencia de estos componentes, que varía según la función de cada gen, codifica cada una de las instrucciones para la secuencia de las proteínas, en donde se determinan las características físicas y las propensiones a ciertas enfermedades. The New York Times comenta que este paso es fundamental: “es como si la empresa privada hubiera anunciado que pondría un hombre en la luna antes que la Nasa pudiera llegar a hacerlo”.
Una vez concluido el mapa genético, comenzará otra etapa aun más importante: descubrir qué papel juega cada uno de los 34 mil genes humanos. De esta forma, se conocerán todos los genes que son útiles para tratar la diabetes, el Alzheimer y el cáncer, por ejemplo. Este descubrimiento también causa preguntas sobre el empleo de una tecnología que opera sobre la esencia misma de las personas. Entre los aspectos de preocupación, se encuentra el debate en cuanto a la patente de este descubrimiento: ¿debe tener dueño? ¿O sólo para aquellos genes caracterizados, esto es con una identificación sobre sus funciones? El peligro de que el conocimiento cada vez más exacto del código genético lleve a la discriminación en los empleos o los seguros médicos, es otro de los temores.
Todos los procesos de fusiones, adquisiciones y alianzas estratégicas entre las industrias farmacéuticas, químicas y productoras de semillas se intensificarán con las empresas multinacionales de la informática. De esta forma, Compac ya construyó uno de los más poderosos equipos para permitir la secuenciación del genoma humano; de igual forma, IBM lanzó su Discovery Link, que permite homologar bases de datos farmacéuticas con las secuencias nucleóticas de índole molecular, y anunció la comercialización de un nuevo computador gigante, con una velocidad 500 veces superior a los actuales más veloces, que ayudará indudablemente al progreso de la investigación genética.
El torrente de información genética plantea una nueva estrategia para el desarrollo de fármacos, pero la dimensión de la información presenta un reto formidable: la verdadera carrera es la de ser el primero en encontrar y patentar los genes relacionados con las enfermedades claves, y de esta forma se presenta el nacimiento de la bioinformática: el análisis y administración de información genética para el desarrollo de medicinas.
El surgimiento de nuevas tecnologías trae consigo polémica, que crecerá a la misma velocidad que los beneficios. El principal problema de la era de la informática es la posible violación de la intimidad. En el caso de la biotecnología, como se analizará más adelante, el principal problema será el ético: la clonación, la eugenesia, el patentamiento de los genes y la identificación de las enfermedades hereditarias, que influirá en la decisión de la pareja portadora de las mismas, de tener hijos, son sólo algunos de los aspectos que ya están creando polémica.
Marco conceptual
La comunidad internacional reconoce que doblar o triplicar la producción agropecuaria para satisfacer las necesidades de una población de 11.000 millones de habitantes hacia el año 2050, no puede ser viable sin el uso de la biotecnología. Gracias a estas tecnologías se han podido desarrollar productos con características agronómicas tales como resistencia a herbicidas, a insectos plaga y a enfermedades (principalmente virus, bacterias y hongos) con maduración tardía, que reducirá las pérdidas de poscosecha; mejoramiento en la calidad del producto (atendiendo los requerimientos del consumidor). La investigación actual en el mundo continúa aumentando la eficiencia y reduciendo los costos del desarrollo de plantas transgénicas.
La biotecnología puede incorporar características favorables a los cultivos, como un aumento de su contenido nutricional, o la posibilidad de que sean cultivados en condiciones adversas en cuanto a clima o suelo, así como introducir en algunos cultivos las cualidades que naturalmente presentan algunas plantas de producir semillas sin que el proceso de fertilización ocurra, fenómeno que se conoce como Apomixis, en el cual los embriones contienen la misma información genética de las plantas madres, es decir, son clones, característica de gran importancia, pues al contrario de la semilla híbrida, sus granos cosechados podrían ser utilizados por el agricultor indefinidamente como semilla.
En el campo de la investigación conjunta agrofarmacéutica, se proyectan en los próximos años la comercialización de vacunas para humanos, utilizando los cultivos como bioreactores: vacuna contra la Hepatitis B o la diarrea, en plantas de papa y banano; el desarrollo de genotipos de arroz con la capacidad de producir betacaroteno, un precursor de la vitamina A o hierro; la introducción en plantas de genes humanos que expresen un hormona específica, que no las pueden producir los portadores de enfermedades como la de Crohn.
EL MONO LLAMADO ANDI (POR LAS SIGLAS LEÍDAS DE ATRÁS HACIA DE LA FRASE INSERTED DNA), TIENE INCORPORADO UN GEN DE LA MEDUSA. A PESAR DE QUE ESTA ALTERACIÓN SE HA EFECTUADO EN RATONES DESDE HACE TIEMPO, ESTE ES EL PRIMER PRIMATE EN SER TRANSFORMADO.
Científicos del Centro de Investigación en Primates de la Universidad de Oregon, liderados por el doctor Gerald Schatten, anunciaron a principios de enero del 2001 la reproducción artificial del primer mono transgénico, denominado ANDi, por las siglas en inglés de la frase inserted DNA, leídas de atrás para adelante. ANDi ha incorporado en su genoma el gen GFP (que secuencia proteína fluorescente verde), procedente de la medusa, cuya luminosidad verde puede ser observada en todo su trayecto. A pesar de que esta transformación genética se ha llevado a cabo en ratones desde hace varios años, ANDi es el primer primate en ser modificado de esta forma. Como los monos están genéticamente más cerca de los humanos que los ratones, pueden ser un modelo más preciso para observar y estudiar cómo se desarrollan en los humanos enfermedades hereditarias como el Alzheimer y la diabetes, para aplicar métodos curativos y asegurarse de que son inocuos y efectivos antes de ensayarlas en pacientes.
En el sector de la agricultura se están adelantando investigaciones para el desarrollo de productos más amigables con el ambiente, al disminuir la necesidad de aplicaciones de plaguicidas o de químicos, como es el caso de algodones con fibras de colores, inarrugables y retardantes del fuego, lo cual disminuiría la necesidad de teñido o procesado de las fibras posterior a la cosecha; árboles de poplar que requieren menos cloro y menos energía para ser convertidos en papel, o la introducción, en ornamentales, de genes que expresan aromas especiales; también figura la incorporación de genes que se manifiesten visiblemente, fluorescentes, cuando el cultivo requiere agua o tenga algún otro tipo de estrés.
ARABIDOPSIS THALIANA, LA PRIMER PLANTA EN TENER SU GENOMA SECUENCIADO COMPLETAMENTE
Desde principio de los noventa, cerca de doce equipos de científicos de centros de investigación como Caltech (Pasadena, California), la Universidad de Wageningen (Holanda), el Centro John Innes (Norwich, Reino Unido), el Instituto Agronómico de Investigación (Valencia, España), el Centro de Biotecnología de Madrid, y el Instituto Salk (La Jolla, California) han caracterizado molecularmente más de ochenta genes de esta planta y lograron secuenciar completamente su genoma al finalizar el año 2000. La ausencia de uno de estos genes, llamado Frigida, se asocia con florecimiento temprano, y la inserción en álamos de otro gen activado, llamado Leafy, permitió que estos florecieran en ocho meses en vez de los doce a quince años que se necesitan.
La manipulación de genes permitirá alargar la superficie de las hojas, para aumentar su capacidad de fotosíntesis, hacer el sistema radicular más agresivo en la búsqueda de agua en los suelos secos, reducir el tamaño de las plantas para que dediquen todo su energía a la producción del grano o, dependiendo del cultivo, alterar la dureza de la cápsula envolvente del grano, para hacerla más fuerte, como en la soya, evitando el desgrane, y más débil en algodón, para facilitar su recolección.
La mayoría de esta investigación se viene conduciendo en los países industrializados, naturalmente en cultivos de su interés económico. Los países de América Latina y el Caribe deben aprovechar estos productos si no quieren rezagarse en el desarrollo tecnológico, pero es lógico que deben hacer una evaluación técnica y objetiva de los posibles riesgos en la salud humana, el medio ambiente y la producción agropecuaria, por su introducción en nuestros ecosistemas tropicales.
Los índices de producción agrícola en la región muestran un incremento en los años noventa, con una dinámica en el intercambio importación-exportación de bienes agrícolas; pero en términos per cápita, la región exporta menos que hace veinte años. Cambios significativos han ocurrido en la producción, con un aumento en los sectores de petróleo, frutas y hortalizas, y una disminución en sorgo, algodón, papa, trigo, yuca y, en menor grado, café, arroz y fríjol. Es tos cambios en la estructura de la producción han ocurrido principalmente por aumentos del área sembrada: 23 millones de hectáreas en los últimos veintidós años y una mayor especialización agrícola de los países del Cono Sur2.
El contexto global, caracterizado por las tendencias de apertura económica, integración geopolítica, lucha contra la pobreza e importancia estratégica de la generación del conocimiento, implica esfuerzos substanciales de los países, sobre todo de aquellos en desarrollo, para acomodarse a este nuevo orden mundial.
Las américas, y en particular América Latina y El Caribe, ocupan el primer lugar en diversidad biológica en el planeta. La cuenca amazónica por sí sola alberga más de 90 mil diferentes especies de plantas superiores, 950 de aves, 300 de reptiles, más de 3 mil de peces y cerca de 500 mil de insectos. Sin embargo, toda esta riqueza está amenazada por la paulatina destrucción y degradación de los bosques húmedos tropicales, praderas, arrecifes, humedales y otros hábitats naturales de las diferentes formas de vida.
La América Latina y el Caribe es uno de los centros de origen, diversidad y domesticación de numerosas plantas que han proporcionado alimentación a la humanidad, entre las que se destacan la papa, la batata, el maíz, el tomate, el fríjol, la yuca, el maní, la piña, el cacao, el ají, la papaya y la mora de Castilla. Esta biodiversidad básica para las industrias farmacéutica, de alimentos y la agroalimentaria en general, es también recurso indispensable para que los agricultores puedan seleccionar y cultivar especies que se adapten a sus propias necesidades productivas, ecológicas y culturales.
La aplicación de estas nuevas tecnologías puede conducir potencialmente a desequilibrios de carácter socioeconómico, institucional y ecológico. El impacto de algunos de ellos podrá ser evitado por compromisos internacionales, jurídicamente vinculantes, como el Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad.
Los significativos impactos en la producción y productividad de cultivos que ya se han desarrollado comercialmente, han causado beneficios reconocidos, pero también fuertes controversias sobre los probables impactos adversos en la dirección del cambio técnico, los recursos naturales, el medio ambiente, el comercio y la salud humana.
El siguiente ha sido el comportamiento de la superficie ocupada con cultivos trasgénicos comerciales en los últimos años en todo el mundo: 1996, 2.8 millones de hectáreas; 1997, 12.7 millones; 1998, 27.8 millones (74% en Estados Unidos); en 1999, 39.9 millones; 2000, 43.4 millones; 2001, 53.4 millones, y para este año se espera llegar a 60 millones de hectáreas.
PISTOLA GENÉTICA. DISPOSITIVO QUE DISPARA MICROPROYECTILES (ESFERAS DIMINUTAS DE TUNGSTENO O DE ORO DE 4 MICRÓMETROS DE DIÁMETRO), RECUBIERTOS CON EL ADN FORÁNEO QUE SE QUIERE INTRODUCIR EN LAS CÉLULAS.
Factores de preocupación por OVM
La introducción de cualquier organismo nuevo en un ecosistema dado, encierra un riesgo potencial; de allí, que la liberación de organismos vivos modificados genéticamente, OVM, al ambiente, requiere supervisión y seguimiento cuidadosos, máxime si esta se va a realizar en países centro de origen y de diversidad de muchas de las especies cultivadas, como es el caso de América Latina. Si bien algunos de los países de la región cuentan con mecanismos reguladores vigentes en bioseguridad, la mayoría no los tiene y, lo que es más crítico, no cuentan con la masa multi e interdisciplinaria para ejecutar adecuadamente un análisis y un manejo de riesgos dentro de un marco metodológico y reglamentario moderno y efectivo, de manera que puedan aprovechar sus beneficios potenciales garantizando el cumplimiento de las condiciones de seguridad necesarias para la protección del medioambiente, la salud humana, la producción agropecuaria y la distribución equitativa de sus ingresos entre sus habitantes. Las principales observaciones que se están presentando en el mundo en relación con el uso de plantas transgénicas tienen que ver con cuestiones religiosas, políticas, socioeconómicas y ecológicas.
A pesar de la radicalización de las posiciones (quienes consideran que estos productos deberían prohibirse vs. los que creen que son inocuos y defienden que no debe haber control para su comercialización), la posición más sana es aquella que propende por un análisis individual, caso por caso, con una participación colegiada en su estudio, hasta cuando se tenga suficiente experiencia sobre sus efectos futuros, posición asumida por la Unión Europea, UE, gran parte de los países industrializados y Colombia, en la reciente regulación del Instituto Colombiano Agropecuario, ICA.
Es de vital importancia entender que los riesgos para la diversidad biológica no dependen total, cualitativa ni cuantitativamente del OVM, como tampoco de la tecnología utilizada para producirlos. Es decir, un maíz con tolerancia a herbicidas puede presentar un riesgo ambiental bajo en Canadá pero tener un alto riesgo en regiones donde el teocintle, pariente cercano del maíz, crece mezclado en los plantíos comerciales. Por ello, las evaluaciones de riesgo deben realizarse caso por caso, considerando al organismo parental, la modificación genética introducida, el medio ambiente receptor y la capacidad de identificar y manejar los riesgos.
La decisión de liberar al medio ambiente debe valorarse caso por caso, con fundamentos científicos sólidos y de manera colegiada, cuidadosa, profesional y ética. Es importante entender que los riesgos que se decida asumir deben ser adecuadamente balanceados y superados por los beneficios productivos, económicos y ambientales en el ecosistema.
El marco nacional regulatorio
El concepto de desarrollo agrícola sostenible está basado en la convicciónde que es posible aumentar la producción agrícola sin afectar irreversiblemente los recursos naturales no renovables. La actual población humana tiene la responsabilidad de explotar racionalmente los recursos de tal manera que les permita satisfacer sus necesidades, sin afectar el derecho de las generaciones futuras por satisfacer sus propias requerimientos.
Si la productividad agrícola no se puede incrementar de forma significativa sobre los actuales niveles, existe la posibilidad de que se surja la necesidad de convertir áreas silvestres a la producción agrícola, las cuales, por sus características, no están potencialmente adecuadas para una explotación permanente y de otra parte presentan una gran riqueza en flora y fauna que podría extinguirse al cambiar drásticamente la vocación y el uso de sus ecosistemas.
El uso seguro de organismos genéticamente modificados, OMG, compromete la participación y acción de diferentes instancias: los ministerios de Agricultura, Salud, Medio Ambiente y las entidades adscritas, los representantes de la comunidad científica, la sociedad civil, los productores agropecuarios, las organizaciones no gubernamentales y las empresas comerciales, entre otras.
El Ministerio de Agricultura y el ICA, concientes de la importancia del tema en referencia, revisaron y analizaron detenidamente en foros nacionales e internacionales, con participación de la comunidad científica, las normas y reglamentaciones sobre bioseguridad, de más de veinticinco países de diferentes continentes. Este procedimiento sirvió de base para establecer en el ámbito de su competencia, instrumentos regulatorios básicos para la introducción, producción, liberación al ambiente y comercialización de organismos transgénicos, que se vayan a utilizar como material de siembra en Colombia. En Colombia se ha autorizado hasta el momento la multiplicación de material reproductivo, con fines exclusivos de exportación, de un clavel transgénico al cual se le ha incorporado el gen de la petunia que le confiere tonalidades violetas a la flor, y ensayos semicomerciales de algodón Bt, que incorpora un gen que produce una toxina que controla estados larvales de lepidópteros plaga para este cultivo. Además, se han autorizado ensayos experimentales de campo (áreas de tamaño pequeño, en condiciones estrictamente supervisadas, en lotes ubicados en centros experimentales de investigación) para conocer la expresión de los genes incorporados en nuestros agroecosistemas tropicales y evaluar los posibles efectos en fauna de especies no objetivo de control y la frecuencia y alcance del flujo del polen y flora circundante (efectos del Bt en de estos genotipos transgénicos hacia otras especies relacionadas: algodón, café, arroz, yuca, pastos y papa).
Davis, S., C Meyer. 1999. Future Wealth & Blur. Ernst & Young .Business Innovation Development Center.Crambridge, Massachusetts, USA.
2. Jorge Kondo, Regional forum for agricultural research and technology development (Foragro) in Latin American and the Caribbean: its role for regional and global cooperation.0
* Coordinador del Grupo de Trabajo en Recursos Genéticos y Bioseguridad del ICA; formó parte del grupo de 15 expertos internacionales que seleccionó la Secretaría del Convenio de Diversidad Biológica CBD, para estudiar las necesidades y modalidades del Protocolo de Bioseguridad, instrumento que jurídicamente vinculará a los 174 países signatarios del Convenio; miembro de la delegación negociadora de Colombia en las reuniones del grupo de trabajo del CBD sobre Seguridad de la Biotecnología. El Protocolo de Cartagena, en Bioseguridad, fue adoptado por 134 países en Montreal, Canadá, y 35 países lo han ratificado hasta el momento.
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