martes, 31 de enero de 2012

Riesgos ecológicos de las plantas modificadas genéticamente.

Por José Bondía.
Introducción.
La ingeniería genética es una aplicación de la biotecnología que consiste en el traspaso de genes entre distintas especies consiguiendo la reproducción de unas determinadas características, con el fin de obtener una mejora en el organismo modificado genéticamente (OMG). Una de las industrias donde han tenido una mayor repercusión ha sido en la agroalimentaria, que en función de la característica adquirida por la planta, podemos diferenciar cuatro tipos: tolerantes a herbicidas (TH), con propiedades insecticidas (Bt), una combinación de ambos (TH+Bt) y resistente a infecciones víricas (RV) (Liu, 2010).
La creación del primer organismo transgénico en la década de los 70’ inició el debate, ya que se sabía que algún OMG sería usado en el futuro, y no se sabía que posibles efectos tendrían éstos al ser utilizados fuera de un laboratorio. Desde entonces, se han realizado multitud de experimentos que han evaluado los diferentes riesgos y, aunque se han llegado a observar diferentes impactos, la gran complejidad de los ecosistemas implica la necesidad de un análisis caso por caso y hace muy difícil predecir sus consecuencias en un futuro.
En este artículo nos centraremos en describir los posibles riesgos ambientales que los OMG pueden ocasionar en el ecosistema.
Líneas principales de evaluación de riesgos ambientales.
Impactos en organismos beneficiosos
Bacillus thuringiensis es una bacteria edáfica Gram positiva, y que comúnmente ha sido utilizada como alternativa biológica al pesticida. De forma natural, las endotoxinas expresadas por la bacteria sólo son activas por la acción de una enzima presente en las larvas objetivo, confiriendo cierta especificidad (Tappeser, 1997). Sin embargo, desde que estas toxinas, como la Cry I A, han sido utilizadas como producto transgénico, se han desarrollado una serie de experimentos que argumentan que la especificidad de las toxinas se ha perdido. Esto es así ya que Cry I A, que es expresada por la planta de forma no natural, es activa antes de infectar al parásito pudiendo afectar a un rango mucho mayor de insectos (Bruinsma et al., 2007).
Las especies a las que puede afectar se han agrupado en: organismos que son enemigos naturales de plagas (p. ej.: mariquitas y avispas parasitoides), polinizadores (abejas), organismos
descomponedores del suelo, hongos micorrícicos y animales que se alimentan de insectos (como algunas aves a través de la persistencia de la toxina en la cadena trófica o por escasez de alimento). (Andow y Zwahlen, 2006)(Andow y Hilbeck, 2004).
Los organismos descomponedores, junto con los hongos micorrícicos constituyen una biota de la que todavía queda mucho por estudiar; lo que sí se sabe, es su importante relación con la composición del suelo, los ciclos de los nutrientes y su relación con las plantas. Por tanto, muchos de los estudios que evalúan los riesgos de los transgénicos se han centrado en los efectos que puedan tener las proteínas sintetizadas (exudados de las raíces) por las plantas modificadas genéticamente (PMG) que las confieren propiedades contra micropatógenos. Un estudio en cultivos de patatas en Alemania determinó que las PMG para expresar lisozima T4 (enzima bacteriolítica), desarrollada para conferir resistencia a Erwinia carotovora, tenían efectos adversos sobre hongos y bacterias en experimentos realizados in vitro (Dunfield y Germida, 2004) (De Vries et al., 1999).
Otra de las interacciones de organismos presentes en la rizosfera con las plantas que se podría ver afectada es la de las asociaciones micorrícicas. En 2010, Wenke Liu publicaba un artículo en el que resume toda una serie de experimentos realizados con anterioridad que evalúan posibles riesgos sobre los hongos micorrícicos. Éstos están en simbiosis con el 80% de las especies vegetales contribuyendo de manera crucial a un mejor aprovechamiento de minerales debido a la extensa red de hifas subterráneas y tolerancia a ciertas enfermedades. Además, la conexión entre dos plantas micorrizadas permite el intercambio de algunos iones importantes (como N y P). Algunos de los experimentos recogidos en el artículo citado anteriormente aportan evidencias de efectos negativos sobre las asociaciones micorrícicas. Uno de ellos (Turrini et al. 2004) argumenta la reducción del crecimiento de las hifas pre-simbióticas (por exudados acumulados en el suelo) y la disminución de la colonización de las raíces (por las toxinas expresadas en ellas), en cultivos de maíz expresando Bt 176. En otro experimento (Yang et al. 2002) se observó una tasa de colonización de las raíces menor debido a la actividad de un transgen que expresa la enzima quitinasa RC24 en cultivos de arroz (Liu, 2010).
Transferencia de genes.
El flujo de genes entre cultivos y especies relativas ha ocurrido desde hace miles de años, de manera natural y artificial, pero desde que han aparecido los cultivos transgénicos los científicos han puesto mayor atención en este hecho.
Los genes de cultivos transgénicos podrían reemplazar genes de especies silvestres emparentadas reduciendo la diversidad genética de estas poblaciones. Si los híbridos resultantes obtienen un menor fitness ecológico y/o
reproductivo seguramente no afectaría a las plantas silvestres. Pero si los transgénicos tienen una mayor capacidad de adaptación, éstos podrían convertirse en plantas invasivas, reemplazando a las especies naturales (Ellstrand et al., 1999). La transferencia de genes puede darse de varias maneras: a) dispersión de las semillas, b) transferencia horizontal de genes (de forma no-sexual) o c) por la dispersión del polen (híbridos). Mediante la cuidadosa recopilación de información y experimentos relacionados con este tema, Ellstrand (Ellstrand et al., 1999) concluyó que la transferencia de genes por medio de las semillas o el polen de cultivos transgénicos podrían ocurrir de una forma significativa. La creación de híbridos también fue documentada en cultivos de colza (Brassica napus) que contaminaron a la especie silvestre emparentada (B. rapa) con genes de resistencia a herbicidas (Andow y Zwahlen, 2006). Esto podría ser un problema para los centros de diversidad y origen de cultivos agrícolas, como puede ser la patata en la zona andina o el maíz en México. Refiriéndonos a éste último, la probabilidad de que ocurra contaminación genética en Reino Unido es muy baja, debido a que el maíz no tiene especies emparentadas allí. Sin embargo, sí que podría tener una mayor repercusión en México.
Aparición de nuevas formas de resistencia
La aparición de malezas con biotipos tolerantes al herbicida o resistentes al mismo es ya conocida desde antes de la aparición de los OMG. Desde la aparición de la agricultura moderna se conocen más de 400 malas hierbas resistentes a herbicidas, unas 500 especies de insectos, y unos 150 hongos y bacterias resistentes a uno o varios compuestos (Vorley & Keeney 1998; Heap 2000).
La aparición de nuevas formas de resistencia puede darse de varias maneras: malezas resistentes a herbicidas por sobreuso del mismo (en cultivos TH); introgresión de los transgénicos en malas hierbas creando nuevas formas de resistencia; insectos resistentes a insecticidas (en cultivos Bt).
El sobreuso de herbicidas como bromoxynil y glifosato (también conocido como Roundup de Monsanto, empresa dedicada a la biotecnología agrícola) en plantaciones que son capaces de tolerar herbicidas, puede desencadenar ciertos problemas. Ya se dan casos en Sudamérica de agricultores que necesitan una dosis mayor de herbicida, al detectar que las recomendadas no actúan correctamente (Pengue, 2001), con el consiguiente aumento de consumo de herbicidas. En algunos casos, los productos agregados a los herbicidas, como coadyuvantes o surfactantes, pueden resultar más tóxicos que el herbicida mismo. Por ejemplo, algunas de las formulaciones más comunes de glifosato, contienen coadyuvantes tóxicos para el desarrollo de peces y otros organismos acuáticos (Pengue, 2001).
En relación a lo explicado en el apartado anterior sobre flujo de genes, hay una gran preocupación por la creación de “supermalezas”. Algunos
cultivos crecen cerca de plantas silvestres que no son sus parientes cercanos pero que pueden tener cierto grado de compatibilidad cruzada, como el caso de la colza explicado anteriormente. Repercusiones en cascada de estas transferencias pueden en última instancia significar cambios en la estructura de las comunidades vegetales convirtiéndose en una gran amenaza para los centros de diversidad (Altieri, 2001).
La otra forma de resistencia es a los insecticidas. Los cultivos Bt son usados para controlar plagas de insectos; pero esto tiene alguna contradicción, ya que la mayor parte de los cultivos se ven afectados por diversas plagas y las plagas que no pertenezcan al orden Lepidoptera deberán combatirse con insecticidas sintéticos, por no ser susceptibles a la toxina Bt (Altieri, 2001).
Por otra parte, ya se ha detectado “resistencia de comportamiento” en algunos lepidópteros que aprovechan los momentos y zonas expresión irregular de la toxina, atacando solo las partes con bajas concentraciones. También cabe resaltar que la cantidad de toxina disminuye a medida que el tejido madura, estas bajas dosis solo acabaran con las larvas más susceptibles (homocigotas recesivas para el alelo de resistencia) (Andow y Zwahlen, 2006). Para intentar prevenir esto la EPA (Environmental Protection Agency) y la USDA (U.S. Department of Agriculture) dictó una serie de orientaciones. Entre ellas estaba la creación de parcelas libres de transgénicos, llamados refugios, dentro de los cultivos Bt. Estos refugios reducen la ventaja selectiva del alelo de resistencia, proporcionando insectos susceptibles que puedan cruzarse con los resistentes. Sin embargo todavía hay cierta controversia alrededor del tamaño, la estructura y el desarrollo de los refugios libres de Bt, así como de su implantación a una escala regional, ya que requiere de la coordinación de todos los agricultores (Andow y Zwahlen, 2006).
Conclusiones.
Como hemos visto, aún quedan una serie de aspectos que habría que estudiar acerca de los OMG, intentando realizar un análisis caso por caso, siempre en la medida de lo posible.
Cabe resaltar que esto solo son los principales riesgos ambientales que los organismos genéticamente modificados pueden ocasionar, a lo que hay que añadir toda una serie de efectos aguas abajo. Por ejemplo, el gran control que hay sobre las pestes explica la disminución en las poblaciones de predadores (Wolfenbarger y Phifer, 2000), pudiéndose ver afectada toda la cadena trófica. Otro caso, puede ser la alteración de ciclos del suelo (a escala local/regional), debido al efecto de la toxina Bt sobre ciertas comunidades microbianas.
Hay una parte de la comunidad científica que sigue a favor de la liberación de transgénicos al medio, pero viendo todos los problemas biológicos, creo que queda todavía mucho por estudiar, tanto hacia un lado, realizando controles exhaustivos de los OMG, como al otro,
intentando buscar alternativas agroecológicas, llegando entre todos a una sustentabilidad ecológica global.
Bibliografía
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Andow, D.A. y Hilbeck, A. (2004). Science-Based risk assessment for nontarget effects of transgenic crops. BioSciece 54:637-649.
Andow, D.A. y Zwahlen, C (2006). Assessing environmental risks of transgenic plants. Ecology Letters 9:196-214.
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De Vries, J., K. Harms, I. Broer, G. Kriete, A. Mahn, K. During, y W. Wackernagel (1999). The bacteriolytic activity in transgenic potatoes expressing the T4 lysozyme gene and the effect of T4-and hen egg-white lysozyme on soil and phytopathogenic bacteria. Syst. Appl. Microbiol. 22:280–286.
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Wolfenbarger, L.L. y Phifer, P.R. (2000). The Ecological Risks and Benefits of Genetically Engineered Plants. Science 290:2088-2093.
Yang, Y.F, Yuan, H.X, Liu, Y.L, Xu X.P y Li B.J (2002) Research on root microorganism community of ‘‘RCH’’ transgenic rice. Chin J Agric Econ 10:29–31

1 comentario:

  1. Very interesting Pepilio...
    Irse preparando que en breves me tendréis por allí...

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