La adopción de la biotecnología moderna y su compatibilidad con una agricultura sustentable

La adopción de la biotecnología moderna y su compatibilidad con una agricultura sustentable

 

The adoption of modern biotechnology and its suitability for sustainable agriculture

 

Rodomiro Ortiz

Profesor de Genética y Fitomejoramiento, Departamento de Fitomejoramiento y Biotecnología, Universidad de Ciencias Agrícolas de Suecia (SLU), Sundsvagen 14, Box 101, SE 23053, Alnarp, Sweden. Email: rodomiro.ortiz@slu.se

La oferta mundial de alimentos tendrá que incrementarse significativamente para el 20501. Se calcula que un 80% de este crecimiento futuro será en tierras actualmente en uso ya que el potencial de expansión de tierras para la agricultura es limitado. Es importante notar que a fines del siglo XIX un agricultor alimentaba a 2,5 personas, mientras que a fines del siglo XX éste alimentaba a 130 seres humanos. Por lo tanto, los cultivos del siglo XXI deberán ser resistentes a patógenos y pestes, tener resistencia a herbicidas y adaptación a estreses abióticos, poseer una mejor calidad nutritiva, y mostrar un mayor potencial de rendimiento para poder alimentar a la población del futuro y con casi una misma superficie agrícola2.

La biotecnología es toda técnica que utiliza organismos vivos o partes de estos organismos para modificar productos con fines prácticos en la medicina moderna, la agricultura y la industria. La biotecnología agrícola (o agrobiotecnología) puede usarse en el mejoramiento de nuevos cultivares para incrementar sus rendimientos y eficacia en el uso de insumos, y es muy útil para la caracterización y conservación de los recursos genéticos y el diagnóstico de las enfermedades y plagas de los cultivos.

Se puede considerar a la agrobiotecnología como una evolución de los métodos agrícolas tradicionales.

Durante los últimos 10.000 años, la humanidad ha empleado su conocimiento sobre las plantas para mejorar la producción de alimentos. Los alimentos producidos con técnicas de biotecnología moderna han estado disponibles a partir de las últimas dos décadas. Sin embargo, la biotecnología se encuentra relacionada con los procesos que panaderos, cerveceros, vinicultores y productores de quesos han utilizado durante siglos al aplicar la biología en varios de los procesos para producir alimentos.

La biotecnología moderna incluye el análisis del ácido desoxirribonucleico (ADN), el ácido ribonucleico (ARN), las proteínas, y la genómica, la bioinformática y la ingeniería genética aplicadas a la modificación genética de organismos vivos. La ingeniería genética es el proceso de aislar ADN en un laboratorio, analizarlo e insertarlo en otro organismo. Esta biotecnología moderna puede y debe jugar un rol importante en el desarrollo de nuevos productos agrícolas, pero otros factores -tecnologías tradicionales de producción, el mejoramiento de las infraestructuras agrícolas y la distribución adecuada de los alimentos- no son menos importantes.

La agrobiotecnología, a través de la ingeniería genética, ofrece semillas transgénicas de cultivos resistentes a plagas y enfermedades, con niveles reducidos de micotoxinas y con resistencia a herbicidas que se adaptan mejor a las prácticas de la agricultura de conservación. Una planta transgénica es un vegetal que ha sido alterado genéticamente por medio de la ingeniería genética para contener ADN de otras fuentes.

Se ha anunciado el pronto lanzamiento de semillas transgénicas para adaptar los cultivos a estreses como la sequía3, o biofortificados con mejor y mayor contenido de micronutrientes. Por ejemplo, los granos biofortificados del "arroz dorado" transgénico contienen β-caroteno, que será una herramienta muy valiosa para luchar contra la mortalidad infantil y la ceguera asociada a la deficiencia de vitamina A (VAD) en la dieta. Como la severidad de VAD depende de los ingresos, los efectos positivos del "arroz dorado" son más pronunciados en los grupos de menores recursos. En un escenario pesimista, el costo de salvar un año de vida ajustados por incapacitación (DALY) es menos de US$ 20 comparado con el costo de US$ 134 a US$ 599 por suplementación de la dieta con vitamina A4.

La ingeniería genética también puede usarse para mejorar cultivos que pueden mitigar el cambio climático. Más de la mitad del fertilizante aplicado al campo se volatiliza como óxido nitroso (que es aproximadamente el 6% de las emisiones de gases invernaderos en países industrializados), es consumida por la presencia de microorganismos o se pierde por escorrentía, de modo tal que contaminan las aguas y causan zonas muertas. A través de la agrobiotecnología se pueden producir cultivos transgénicos que utilizan más eficientemente el nitrógeno y reducen la cantidad de fertilizante que pierden cada año los agricultores.

Los cultivos transgénicos actualmente en el mercado tienen como objetivo principal aumentar el nivel de sanidad vegetal de los cultivos mediante la introducción de resistencia a plagas causadas por insectos o enfermedades por virus, o mediante una mayor tolerancia a los herbicidas. La resistencia a los insectos se logra incorporando a los cultivos, a través de la ingeniería genética, el gen productor de toxinas de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt). Esta toxina se ha usado por décadas como un insecticida convencional en la agricultura y es inocua para el consumo humano. Los cultivos transgénicos que producen esta toxina en forma permanente requieren menores cantidades de insecticidas especialmente cuando la presión de las plagas es elevada. Se ha notado también un marcado incremento en la abundancia de tres tipos de depredadores generalistas de artrópodos (mariquitas, libélulas y arañas) y una disminución de la abundancia de las plagas de áfidos debido a la reducción de las aplicaciones de insecticida en campos de agricultores que siembran algodón-Bt en China. Como indican los autores de esta investigación, los depredadores pueden proporcionar servicios adicionales de control biológico por "spill-over" de los campos de algodón-Bt a los cultivos vecinos (maíz, maní y soja)5.

La resistencia a virus -que se ha obtenido por ejemplo al introducir un gen de ciertos virus que causan enfermedad en las plantas- reduce la susceptibilidad a enfermedades causadas por dichos virus, lo que da como resultado un rendimiento mayor de los cultivos6. La tolerancia a herbicidas se ha logrado mediante la introducción del gen de una bacteria que le confiere tolerancia a ciertos herbicidas (por ejemplo, el gli-fosato). Los cultivos transgénicos con tolerancia al glifosato han producido una reducción en la cantidad total de herbicidas utilizados especialmente cuando la presión de las malezas es elevada en campos de algodón, colza, maíz y soja.

En el 2011 se sembraron 160 millones de hectáreas de cultivos transgénicos (principalmente algodón, colza, maíz y soja) en 29 países del mundo (incluyendo varios de los mayores exportadores agrícolas)7. Algunos de sus impactos y beneficios son la reducción de emisiones de gases de invernadero y en la aplicación de pesticidas, US$ 10,1 mil millones de ingresos netos en las fincas del agricultor en el año 2007 y US$ 44,1 mil millones para el período 1996-2007, haber añadido a la producción global 67,8 millones TM de soja, 62,4 millones TM de maíz, 6,85 millones TM extras de hilo de algodón y 4,44 millones TM de colza entre 1996 y 20078. Esta producción adicional, debido a los cultivos transgénicos, ha contribuido (en términos de Kcal equivalentes) en alimentar a 402 millones de habitantes.

El algodón-Bt ha causado un aumento del 24% en el rendimiento de algodón por hectárea a través de reducir daños causados por plagas y un aumento de 50% en sus ganancias entre los pequeños productores en India. Sus beneficios se mantienen estables, incluso hay indicios de que han aumentado con el tiempo. La adopción del algodón-Bt ha aumentado los gastos de consumo (medida de estándar de vida) de sus agricultores en un 18% durante el período 2006-2008 en India9. El nivel de las ganancias al nivel de la finca depende si el agricultor adopta y retiene una tecnología, la cual se debe a varios factores y no solamente a su rendimiento, como, por ejemplo, la capacidad nacional de innovación agrícola, las regulaciones ambientales y de inocuidad de los alimentos, los derechos de propiedad intelectual, y los mercados de insumos agrícolas10.

El marco regulatorio de una tecnología novedosa debe considerar los riesgos asociados con esta innovación. La bioseguridad debe ser entendida por lo tanto como la protección de la salud humana, del ambiente y su biodiversidad con respecto a los riesgos conocidos o percibidos de la técnica o proyecto en cuestión, de acuerdo al estado actual de nuestros conocimientos. El análisis de riesgos consiste en estimar el impacto de los efectos intencionales y los no intencionales que pueden tener los organismos genéticamente modificados (OGM) sobre la inocuidad del alimento o del ambiente y su biodiversidad. A medida que avanza el conocimiento de sistemas biológicos será posible aplicar nuevas técnicas en la evaluación de la inocuidad alimentaria y la seguridad ambiental de los OGM. El debate actual acerca de la biotecnología moderna está centrado a menudo en los OGM, mientras que los agricultores ya utilizan muchos productos de la biotecnología como biofer-tilizantes y bioplaguicidas, además de numerosos instrumentos y aplicaciones en el sector agrícola.

Los alimentos hechos a base de cultivos genéticamente modificados que están disponibles en la actualidad (principalmente maíz, soja y colza) han sido juzgados seguros para comer, y los métodos utilizados para examinarlos han sido considerados apropiados por el Consejo Internacional de la Ciencia (ICSU) y concuerdan con las opiniones de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO)11. Los científicos recomiendan que la evaluación de la seguridad alimentaria debe hacerse caso por caso y antes de introducir alimentos en base a cultivos transgénicos en el mercado. En estas evaluaciones, los alimentos derivados de plantas genéticamente modificadas se comparan a sus homólogos convencionales, generalmente considerados inocuos o seguros debido a su larga tradición de uso.

Como lo señala la OMS12, cualquier riesgo potencial para la salud humana de los alimentos en base a cultivos transgénicos generalmente se investiga a través de la evaluación de su inocuidad. Se evalúan los efectos directos sobre la salud (toxicidad), las tendencias a provocar una reacción alérgica (alergenicidad), los componentes específicos sospechosos de tener propiedades nutricionales o tóxicas, la estabilidad del gen insertado, los efectos nutricionales asociados con la modificación genética, y cualquier otro efecto no deseado que podría producirse por la inserción genética13. Los alimentos en base a OGM actualmente disponibles en el mercado internacional han pasado estas evaluaciones de riesgo y es improbable que presenten riesgos para la salud humana. Además, no se han demostrado efectos sobre la salud humana como resultado del consumo de dichos alimentos por la población general en los países donde fueron aprobados desde hace 1,5 décadas. La OMS también aconseja que las evaluaciones de riesgo en base a los principios del Codex Alimentarius y, donde corresponda, incluyendo el monitoreo post comercialización, debe ser la base para evaluar la inocuidad de los alimentos derivados de los OGM.

Las evaluaciones de riesgos para el medio ambiente incluyen a los OGM involucrados, así como el probable medio ambiente receptor14. La OMS opina que este proceso de evaluación abarca el análisis de las características del OGM, y sus efectos y estabilidad en el medio ambiente, combinado con las características ecológicas del medio ambiente en el que se introducirá. Estas evaluaciones deben también considerar los efectos no deseados que podrían ocurrir por la inserción del nuevo transgen.

La OMS advierte que las investigaciones para analizar cualquier riesgo al medio ambiente debe incluir la evaluación de efectos potencialmente perjudiciales sobre los insectos beneficiosos o una inducción más veloz de insectos resistentes, la generación potencial de nuevos patógenos vegetales, las potenciales consecuencias perjudiciales para la agrobiodiversidad y la vida silvestre, un menor uso de la práctica importante de rotación de cultivos en ciertas situaciones locales, y el desplazamiento de genes de resistencia a los herbicidas a otras plantas. Por ejemplo, la investigación sobre los clones transgénicos de papa que proporcionan resistencia a los nematodos, que es una peste importante de la papa andina, señala que no hay daños en muchos organismos no objetivo, pero existe el flujo de genes a los parientes silvestres que crecen alrededor de los cultivos de papa15. Esta misma investigación indica que si se diera la introgresión estable de transgen, la integridad genética de estas especies silvestres podría ser alterada. Sin embargo, un cultivar transgénico macho-estéril proporciona una opción para la producción de papa transgénica resistente al nematodo que permitirá el uso de una papa transgénica que beneficiará a los agricultores andinos hasta que la posibilidad de introgresión estable del transgen a los parientes silvestres se determine. El progreso científico y el impacto en la sociedad rural de la papa transgénica en su centro de diversidad es posible sin comprometer el enfoque de precaución.

La conducta de los agricultores podrá tener una influencia significativa para que los transgenes se difundan, se expresen diferentemente y acumulen con sus variedades nativas. Sin embargo, las percepciones de los agricultores y consumidores de que los transgenes sean "contaminantes" y que las variedades nativas que contienen transgenes son "contaminadas" podría causar que estas variedades nativas sean rechazadas, lo que ocasionaría una pérdida directa de su biodiversidad16.

El flujo genético no es algo peculiar a las plantas transgénicas, ya que es tan antiguo como la vida misma. Este flujo genético ocurre cuando un organismo se cruza con una especie relacionada y pasa el ADN combinado a su progenie. El flujo genético que involucra a OGM impone un nuevo set de consideraciones ecológicas y económicas para ser analizadas por los científicos y gobernantes. Se debe analizar cada cultivo individualmente porque cada uno tiene muy distintos patrones de diversidad genética y diseminación. Igualmente es necesario desarrollar un testigo biológico aceptable para monitorear el flujo genético si es que la industria desea comercializar la más reciente generación de los cultivos transgénicos cuyo flujo genético es la preocupación dominante. Es muy importante estar familiarizado con los avances de la investigación que pueden cambiar las tendencias y pronósticos.

Por ejemplo, usando este conocimiento y protocolos científicos, investigadores del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) del Perú no detectaron ninguno de los eventos de maíz transgénico que fueron equivocadamente reportados como "cultivados" en el valle de Barranca (al norte de Lima)17.

Existen diversos acuerdos internacionales sobre los aspectos medioambientales de los cultivos trans-génicos. El Convenio sobre la Diversidad Biológica (CBD) trata principalmente de la conservación y el uso sostenible de los ecosistemas, pero también de los efectos medioambientales de los OGM. El Protocolo de Cartagena sobre Bioinocuidad, que es parte de la CBD, regula la exportación y la importación de cultivos transgénicos. La capacidad del sector agrícola para proporcionar distintos productos es el factor clave para garantizar la libertad de los consumidores. En este contexto se define la coexistencia como la capacidad de los agricultores para poder escoger entre la producción de cultivos convencionales, ecológicos, o modificados genéticamente. Como la agricultura es un sistema abierto, la posibilidad de la presencia accidental de cultivos modificados genéticamente en los campos de aquellos no modificados genéticamente existe y por lo tanto es conveniente tomar las medidas técnicas y organizativas que sean necesarias para garantizar la coexistencia y, en consecuencia, la elección de los consumidores en la cadena alimentaria. El éxito de la coexistencia de diferentes sistemas de producción requiere el respeto mutuo y responsabilidad compartida por todas las partes, la comunicación entre las partes, y la aplicación de prácticas adecuadas. Es importante notar que el maíz-Bt cultivado cerca de maíz no-Bt proporciona a las plantas normales protección indirecta de las pestes18.

La biotecnología moderna, a través de la ingeniería genética, apoya al desarrollo del agro, y aunque no debe ser vista como una panacea contribuye a la agricultura sostenible reduciendo el uso de pesticidas o facilitando prácticas de agricultura de conservación, respondiendo a las exigencias sociales, ya que apunta a la mejora de las características para satisfacer las demandas de los usuarios, y siendo económicamente competitiva y rentable como lo demuestra el uso de algunos de sus productos por los agricultores en varios países. Un reciente análisis bioético,19 que considera el impacto social, cultural, ambiental y moral del uso de la biotecnología moderna en el mejoramiento transgénico de los cultivos, concluye claramente que para poder alimentar a tantas personas sin destruir el medio ambiente en este siglo es necesario tener una agricultura más productiva a través de la agrobiotecnología, y que a pesar de todas las objeciones que se le presentan a esta también contribuirá con la conservación de la biodiversidad y la preservación del medio ambiente.

Literatura Citada

1 Hubert, B.; Rosegrant, M.; van Boekel, M.A.J.S.; Ortiz, R. 2010. The future of food: scenarios for 2050. Crop Science 50: S33-S50.

2 Ortiz, R. 2011 Re-visiting the Green Revolution: seeking innovations for a changing World. Chronica Horticulturae 51 (1): 6-11.

3 Ortiz, R. 2009 Crop genetic engineering under global climate change. Annals of Arid Zone 47: 343-354.

4 Stein, A.J.; Sachdev, H.P.S.; Qaim, M. 2006 Potential impact and cost-effectiveness of Golden Rice. Nature Biotechnology 10: 1200-1201.

5 Lu, Y.; Wu, K.; Jiang, Y.; Guo, Y.; Desneux, N. 2012 Widespread adoption of Bt cotton and insecticide decrease promotes biocontrol services. Nature 487: 362-367.

6 Lius, S.; Manshardt, R.M.; Fitch, M.M.M.; Slightom, J.L.; Sanford, J.C.; Gonsalves, D. 1997. Pathogen-derived resistance provides papaya with effective protection against papaya ringspot virus. Molecular Breeding 3: 161-168.

7 James, C. 2011 Global status of commercialized biotech/GM crops: 2011. ISAAA Brief 43. Ithaca, New York: International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications.

8 Brookes, G.; Barfoot, P. 2008 Global impact of biotech crops: socio-economic and environmental effects, 1996-2006. AgBioForum 11: 21-38.

9 Kathague, J.; Qaim, M. 2012 Economic impacts and impact dynamics of Bt (Bacillus thuringiensis) cotton in India. Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1203647109.

10 Raney, T. 2006 Economic impact of transgenic crops in developing countries. Current Opinion in Biotechnology 17: 1-5.

11 Silva Dias, J.; y Ortiz, R. 2012 Transgenic vegetable crops: progress, potential and prospects. Plant Breeding Reviews 35: 151-246.

12 OMS 2002 20 Preguntas Sobre los Alimentos Genéticamente Modificados (GM). Ginebra, Suiza: Organización Mundial de la Salud. http://www.who.int/foodsafety/publications/biotech/en/20questions_es.pdf

13 Lemaux, G. 2008 Genetically engineered plants and foods: a scientist's analysis of the issues (Part I). Annual Review of Plant Biology 59: 771-812.

14 Lemaux, G. 2009 Genetically engineered plants and foods: a scientist's analysis of the issues (Part II). Annual Review of Plant Biology 60: 511-559.

15 Celis, C.; Scurrah, M.; Cowgill, S.; Chumbiauca, S.; Green, J.; Franco, J.; Main, G.; Kienzebrink, D.; Visser R.G.F.; Atkinson, H.J. 2004 Environmental biosafety and transgenic potato in a centre of diversity for this crop. Nature 432: 222-225.

16 Bellon, M.R.; Berthaud, J. 2006 Traditional Mexican agricultural systems and the potential impacts of transgenic varieties on maize diversity. Agriculture and Human Values 23: 3-14.

17 Rimachi, L.F.; Alcántara, J.E.; Ortiz, R. 2011 Controversy over GM maize in Peru. Nature 470: 39.

18 Hutchinson, W.D. et al. 2010 Areawide suppression of European corn borer with Bt maize reaps savings to non-Bt maize growers. Science 330:222-225.

19 Casquier, J.; Ortiz, R. 2012 Las semillas transgénicas: ¿Un debate bioético? Revista Derecho (PUCP) en prensa.

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