BIOGENIC Biólogos Genetistas Colombianos

Por Adriana Almeida

Desde los años 90 muchas de las variedades de plantas que consumimos han sido modificadas genéticamente, confiriéndoles características como resistencia a virus, a insectos, a enfermedades y a herbicidas, con genes que incrementan el valor nutricional de los frutos, raíces o semillas que producen, o en búsqueda de obtener cultivos capaces de crecer y producir buen rendimiento bajo un medio ambiente cambiante y muchas veces adverso (cultivos modificados tolerantes al frío y a suelos ácidos o bajos en nutrientes). Una de las principales justificaciones para hacer estas modificaciones en el genoma de muchos cultivos ha sido la de incrementar la producción agrícola para satisfacer las necesidades alimentarias de una población humana en constante crecimiento cuando las zonas arables del mundo son limitadas.

Una de las preocupaciones a nivel mundial frente al desarrollo de organismos genéticamente modificados (OGMs) es el riesgo que existe que estos genes incorporados sean transferidos desde los OGMs a sus parientes silvestres, generando cambios en el acervo o contenido genético natural de la especie y que pueda tener efectos ya sean positivos o adversos para el ‘fitness’ (capacidad de sobrevivir y de reproducirse) de la especie. Por este motivo, he considerado importante que reflexionemos un poco sobre la idea del flujo genético de genes introducidos a cultivares modificados hacia poblaciones silvestres, y hacia otros cultivares no modificados. Igualmente considero importante evaluar las posibles implicaciones que este flujo genético puede tener en áreas de diversidad genética y en otras practicas agrícolas que no involucran el uso de transgénicos.

¿Que es el flujo genético?

El flujo genético juega un papel principal en el mantenimiento de la variación genética dentro de los organismos vivos y ocurre cuando genes son incorporados desde una población a otra dentro de la misma especie o entre especies sexualmente compatibles, por medio del intercambio de gametos (polen, esperma) o por medio del movimiento de individuos (semillas u organismos). Este ‘movimiento de genes’ puede ocurrir de muchas maneras diferentes, por ejemplo cuando el polen de una flor es transportado por el viento y poliniza flores de otras poblaciones, o cuando una persona se muda de una ciudad a otra y tiene hijos con personas nativas del nuevo sitio. Desde un punto de vista evolutivo, el flujo genético puede generar diferentes efectos. Primero, puede introducir o reintroducir alelos (variaciones de un gen) o genes (en caso de un transgen) a una población, incrementando así la variación genética de la población (flujo genético dentro de una población). Segundo, puede homogeneizar el acervo genético de poblaciones distantes geográficamente, reduciendo así el proceso de adaptación a las condiciones locales (flujo genético entre poblaciones) (1).

Movimiento de polen desde OGMs hacia poblaciones silvestres emparentadas

La mayoría de los OGMs que se cultivan actualmente son sexualmente compatibles con sus parientes silvestres. Esto quiere decir, que si los OGMs se cultivan en las mismas zonas geográficas que sus poblaciones naturales, existe el riesgo que se produzca un flujo de genes hacia sus parientes silvestres (2). Los híbridos que se formen mediante el cruce de un OGM y un pariente silvestre, y que reciban estos genes pueden generar una nueva combinación genética que puede no producir un efecto directo en el fenotipo o igualmente esta nueva combinación puede generar un efecto positivo o negativo para el fitness del nuevo individuo (3).

Un ejemplo de flujo genético desde un OGM hacia sus parientes silvestres se observó con el primer OGM que fue cultivado en Estados Unidos de América (USA) en 1995. Es el caso de calabacín amarillo (Cucurbita pepo) con resistencia al virus del mosaico del zucchini y al virus moteado 2 de la sandia (4). El calabacín modificado fue cultivado en una zona de distribución natural de la especie en USA, donde estos virus coexisten comúnmente con los calabacines silvestres. Luego de algunas cosechas, se observó que algunos de los calabacines silvestres aledaños a la zona de cultivo no presentaron ninguna evidencia de ataque de los virus mencionados anteriormente y se evaluó el flujo genético del transgen (el material genético de resistencia a los virus introducido en los OGMs) hacia los calabacines silvestres. Se encontró que el transgen fue efectivamente incorporado en el genoma de los calabacines silvestres que no fueron atacados por los virus (5).

Otros casos de flujo genético desde un OGM hacia una especie silvestre, que no ha sido benéfico para los agricultores, han ocurrido cuando cultivares han sido modificados para adquirir tolerancia a herbicidas y se produce flujo genético del transgen hacia parientes silvestres que pueden adquirir resistencia a herbicidas y competir mas agresivamente por recursos con el OGM. Este es el caso de flujo genético entre arroz modificado tolerante a herbicidas, y sus parientes silvestres, el arroz rojo (Oryza rufipogon Griff) y la maleza de arroz (O. Sativa f. spontanea). Dos estudios realizados en China y Corea han evaluado el flujo genético desde el arroz modificado hacia las especies silvestres de arroz por medio de marcadores moleculares de tipo microsatélite. Se encontró que del 0.01 al 0.05% de los individuos del arroz rojo y del 1.21 al 2.19% de los individuos de la maleza de arroz presentes en los campos cultivados con arroz modificado habían adquirido el transgen. A pesar que el porcentaje de flujo genético fue bajo, estos estudios resaltaron la importancia de evitar el flujo genético desde los OGMs hacia sus parientes silvestres, principalmente cuando existe competencia por recursos (6).

En Colombia se han hecho estudios sobre el posible efecto del flujo genético entre OGMs y sus parientes silvestres en cultivos como la yuca y el maíz. En el caso de la yuca (Manihot esculenta Crantz ssp. esculenta), cultivo de gran importancia para nuestro país, pues Colombia es el tercer productor latinoamericano (2 millones de toneladas por año), se ha determinado que las especies de este genero presentan una alta diversidad genética intraespecífica y las condiciones reproductivas de algunas especies favorecen el flujo genético. OGMs en yuca se han desarrollado para incrementar el valor nutritivo de la raíz y para conferir resistencia a insectos como el barrenador de tallo (Chilomima clarkei) y el gusano cachón (Erinnyis ello). El problema de flujo genético entre los OGMs y sus parientes silvestres en yuca se ve agravado por la alta sincronía entre la liberación del polen y la apertura de las flores femeninas (fertilización por insectos), y como consecuencia de este hecho, se ha observado flujo genético entre casi todas las especies de este genero. Sin embargo, se ha estimado que si los cultivos se encuentran a una distancia mayor o igual a 30 m con respecto a plantas silvestres del genero, el flujo genético puede ser mínimo. Por lo cual Kawano (1980) ha sugerido que 500 m de aislamiento entre OGMs y especies silvestres puede ser una distancia apropiada para garantizar un ‘aislamiento perfecto’ entre poblaciones (7).

El flujo genético desde OGMs a cultivos orgánicos

Para que la producción de un agricultor sea certificada como orgánica no puede utilizar semillas que hayan sido generadas por medio de tecnologías de ADN recombinante. Adicionalmente, el agricultor orgánico no debe hacer uso de pesticidas o herbicidas para el manejo y control de plagas y malezas respectivamente (8). Debido a estas estrictas regulaciones, los agricultores orgánicos se ven enfrentados a dos problemas, primero, cómo controlar el flujo genético desde OGMs y segundo, cómo controlar la contaminación de pesticidas utilizados por agricultores no orgánicos a sus alrededores (3). Sin embargo, bajo el sistema de producción agrícola intensivo que se practica actualmente, lograr un 100% de pureza en cualquier tipo de agricultura es casi imposible, por lo cual las agencias de control y regulación de productos orgánicos han permitido que los agricultores orgánicos mantengan su licencia aun cuando trazas de pesticidas de origen sintético sean detectadas (no mayores del 5%) en sus productos (9). De la misma manera, para cultivos que producen semillas como producto de comercialización, la asociación de agencias para la certificación de semillas en USA (AOSCA) acepta que las semillas producidas tengan hasta un 0.5% de semillas provenientes de otras variedades (incluyendo OGMs) y hasta un 2% de material inerte mezclado con las semillas (10). La presencia de niveles de semillas con información de OGMs no se toma como una violación al programa nacional orgánico en USA, siempre y cuando el agricultor no haya tenido la intención de utilizar material genéticamente modificado y haya hecho un manejo adecuado para evitar la polinización cruzada con cultivos vecinos (11).

La coexistencia de cultivos orgánicos, convencionales y genéticamente modificados

Debido a la agricultura industrial a gran escala y a las diferentes practicas agrícolas (cultivos orgánicos, convencionales y OGMs), los agricultores se ven en la necesidad de establecer acuerdos colaborativos que les permitan separar y garantizar la mayor pureza posible de los productos agrícolas que producen (12). Las mismas prácticas pueden ser establecidas para prevenir simultáneamente tanto la contaminación por OGMs como por pesticidas o herbicidas de origen sintético. Estas prácticas pueden incluir una separación espacial de los campos de cultivo, la siembra no sincronizada de los cultivos entre practicas agrícolas distintas, el uso de variedades con diferentes tiempos de maduración y el uso de variedades que no sean compatibles sexualmente (13). Igualmente, los agricultores deben prevenir contaminación de sus producciones durante los períodos de cosecha, almacenamiento, transporte y procesamiento de alimentos (14).

Igualmente, diferentes grupos de investigación han generado tecnologías alternativas para el desarrollo de OGMs que pueden ayudar a controlar el flujo genético de los transgenes (15).

La sostenibilidad de las practicas agrícolas actuales

La sostenibilidad puede definirse de muchas maneras, pero una definición aceptable es la de lograr cubrir las necesidades básicas de los habitantes actuales al mismo tiempo que se preservan los recursos naturales y agrícolas para garantizar que futuras generaciones puedan acceder y disfrutar de ellos (3). La sostenibilidad se ha convertido en el objetivo principal del proyecto de las Naciones Unidas para el Desarrollo del Milenio, en el cual se busca asegurar un medio ambiente sostenible por medio de la integración de políticas para el desarrollo sostenible en búsqueda de revertir la perdida de los recursos naturales (17).

El sistema de agricultura industrial a gran escala que ha sido implantado en países desarrollados como USA ha generado incrementos impresionantes en la productividad y eficiencia de practicas agrícolas, pero no es sostenible, pues ha generado grandes daños en el medio ambiente, incrementado el uso de hidrocarburos, el uso insostenible de agua y suelos, que han contribuido a la degradación ambiental debido a la polución del aire, a la erosión del suelo, a la reducción de la biodiversidad, al incremento de la resistencia de patógenos, y a la polución de aguas superficiales (lagos y ríos) y de aguas subterráneas por el uso desmedido de fertilizantes y herbicidas (18).

Una posible solución en miras de generar una agricultura sostenible puede lograrse mediante la integración de numerosas practicas agrícolas tales como el manejo integrado de plagas, el control biológico, los métodos agrícolas orgánicos, el uso de OGMs, y la agricultura convencional (18). En ese sentido hay mucho potencial en el desarrollo de nuevas variedades de OGMs que puedan utilizar mas efectivamente el agua, los fertilizantes, que puedan descontaminar suelos y aguas, que reduzcan los costos y el impacto ambiental de la preparación de lotes antes de la siembra, que ayuden a reducir el efecto invernadero y que produzcan mayor rendimiento sin incrementar el uso de la tierra (20).

Conclusiones

Son numerosos los diferentes factores que afectan la frecuencia del flujo genético  producto del movimiento de polen desde OGMs a sus parientes silvestres, a cultivares orgánicos o provenientes de cultivos convencionales, como son la biología de la especie, el ambiente, y las prácticas agrícolas. Todos estos factores deben tomarse en cuenta durante el desarrollo de estrategias para controlar o minimizar el flujo genético entre ellos. Igualmente el uso de OGMs desarrollados bajo las tecnologías para minimizar el flujo genético hacia especies sexualmente compatibles es una alternativa viable para proteger la biodiversidad y favorecer el desarrollo de cultivos provenientes de diferentes practicas agrícolas.

En búsqueda de desarrollar una agricultura más sostenible, los OGMs pueden potencialmente contribuir a lograr esta iniciativa mundial, pues pueden desarrollarse OGMs con características tales que pueden minimizar el impacto en el medio ambiente causado por las practicas agrícolas. Sin embargo, su desarrollo y disponibilidad no garantizan que este objetivo pueda ser logrado. Todo depende del manejo que se les de y que estos nuevos cultivares OGMs sean utilizados bajo nuevas maneras de desarrollar la agricultura y que garanticen la sostenibilidad, integrando lo mejor que ofrece cada una de las practicas agrícolas actuales.

Referencias: