Los cultivos genéticamente modificados ( cultivos transgénicos ) son plantas utilizadas en la agricultura , cuyo ADN ha sido modificado mediante métodos de ingeniería genética . Los genomas de las plantas se pueden diseñar mediante métodos físicos o mediante el uso de Agrobacterium para la entrega de secuencias alojadas en vectores binarios de ADN-T . En la mayoría de los casos, el objetivo es introducir en la planta un rasgo nuevo que no se produce de forma natural en la especie. Los ejemplos en cultivos alimentarios incluyen la resistencia a ciertas plagas, enfermedades, condiciones ambientales, reducción del deterioro, resistencia a tratamientos químicos (por ejemplo, resistencia a un herbicida ) o mejora del perfil de nutrientes del cultivo. Los ejemplos de cultivos no alimentarios incluyen la producción de agentes farmacéuticos , biocombustibles y otros bienes industrialmente útiles, así como para la biorremediación . [1]
Los agricultores han adoptado ampliamente la tecnología transgénica. La superficie cultivada aumentó de 1,7 millones de hectáreas en 1996 a 185,1 millones de hectáreas en 2016, alrededor del 12% de las tierras de cultivo mundiales. A partir de 2016, las principales características de los cultivos ( soja , maíz , canola y algodón ) consisten en tolerancia a herbicidas (95,9 millones de hectáreas), resistencia a insectos (25,2 millones de hectáreas) o ambas (58,5 millones de hectáreas). En 2015, se cultivaban 53,6 millones de hectáreas de maíz genéticamente modificado (casi 1/3 de la cosecha de maíz). El maíz transgénico superó a sus predecesores: el rendimiento fue entre un 5,6% y un 24,5% mayor, con menos micotoxinas (-28,8%), fumonisinas (-30,6%) y tricotecenos (-36,5%). Los organismos no objetivo no se vieron afectados, a excepción de poblaciones más bajas, algunas avispas parasitoides , debido a la disminución de las poblaciones de su plaga, el barrenador europeo del maíz ; El barrenador europeo del maíz es el objetivo del maíz Bt activo de lepidópteros . Los parámetros biogeoquímicos como el contenido de lignina no variaron, mientras que la descomposición de la biomasa fue mayor. [2]
Un metaanálisis de 2014 concluyó que la adopción de tecnología transgénica había reducido el uso de pesticidas químicos en un 37%, aumentado el rendimiento de los cultivos en un 22% y aumentado las ganancias de los agricultores en un 68%. [3] Esta reducción en el uso de pesticidas ha sido ecológicamente beneficiosa, pero los beneficios pueden verse reducidos por el uso excesivo. [4] Los aumentos de rendimiento y las reducciones de pesticidas son mayores para los cultivos resistentes a los insectos que para los cultivos tolerantes a los herbicidas. [5] Las ganancias de rendimiento y ganancias son mayores en los países en desarrollo que en los países desarrollados . [3] Las intoxicaciones por pesticidas se redujeron entre 2,4 y 9 millones de casos por año sólo en la India. [6] Una revisión de 2011 de la relación entre la adopción del algodón Bt y los suicidios de agricultores en la India encontró que "los datos disponibles no muestran evidencia de un 'resurgimiento' de los suicidios de agricultores" y que "la tecnología del algodón Bt ha sido muy efectiva en general en la India". [7] Durante el período de introducción del algodón Bt en la India, los suicidios de agricultores disminuyeron en un 25%. [6]
Existe un consenso científico [8] [9] [10] [11] de que los alimentos disponibles actualmente derivados de cultivos transgénicos no representan un riesgo mayor para la salud humana que los alimentos convencionales, [12] [13] [14] [15] [16 ] pero que cada alimento transgénico debe ser analizado caso por caso antes de su introducción. [17] [18] [19] Sin embargo, es mucho menos probable que el público perciba los alimentos transgénicos como seguros que los científicos. [20] [21] [22] [23] El estado legal y regulatorio de los alimentos transgénicos varía según el país: algunas naciones los prohíben o restringen, y otras los permiten con grados de regulación muy diferentes. [24] [25] [26] [27]
Sin embargo, los opositores se han opuesto a los cultivos transgénicos por motivos que incluyen el impacto ambiental, la seguridad alimentaria, si los cultivos transgénicos son necesarios para satisfacer las necesidades alimentarias, si son suficientemente accesibles para los agricultores de los países en desarrollo [28] y preocupaciones sobre someter los cultivos a leyes de propiedad intelectual . Las preocupaciones por la seguridad llevaron a 38 países, incluidos 19 de Europa, a prohibir oficialmente su cultivo. [2]
Los seres humanos han influido directamente en la composición genética de las plantas para aumentar su valor como cultivo mediante la domesticación . La primera evidencia de domesticación de plantas proviene del trigo escanda y escanda que se encuentran en aldeas del Neolítico A anteriores a la alfarería en el suroeste de Asia que datan aproximadamente del 10.500 al 10.100 a.C. [29] La Media Luna Fértil de Asia Occidental, Egipto y la India fueron lugares donde se realizaron las primeras siembras y cosechas planificadas de plantas que previamente se habían recolectado en la naturaleza. El desarrollo independiente de la agricultura se produjo en el norte y el sur de China, el Sahel africano , Nueva Guinea y varias regiones de América. [30] Los ocho cultivos fundadores del Neolítico ( trigo escanda , trigo escanda , cebada , guisantes , lentejas , arveja amarga , garbanzos y lino ) habían aparecido alrededor del año 7.000 a.C. [31] Los fitomejoradores tradicionales llevan mucho tiempo introduciendo germoplasma extranjero en los cultivos mediante la creación de nuevos cruces. En 1875 se creó un grano de cereal híbrido , cruzando trigo y centeno . [32] Desde entonces, se han introducido de esa manera rasgos que incluyen genes de enanismo y resistencia a la roya . [33] El cultivo de tejidos vegetales y las mutaciones deliberadas han permitido a los humanos alterar la composición de los genomas de las plantas. [34] [35]
Los avances modernos en genética han permitido a los humanos alterar más directamente la genética de las plantas. En 1970, el laboratorio de Hamilton Smith descubrió enzimas de restricción que permitían cortar el ADN en lugares específicos, lo que permitió a los científicos aislar genes del genoma de un organismo. [36] Las ADN ligasas que unen el ADN roto se habían descubierto anteriormente en 1967, [37] y al combinar las dos tecnologías, fue posible "cortar y pegar" secuencias de ADN y crear ADN recombinante . Los plásmidos , descubiertos en 1952, [38] se convirtieron en herramientas importantes para transferir información entre células y replicar secuencias de ADN. En 1907 se descubrió una bacteria que causaba tumores en las plantas, Agrobacterium tumefaciens , y a principios de la década de 1970 se descubrió que el agente inductor de tumores era un plásmido de ADN llamado plásmido Ti . [39] Al eliminar los genes del plásmido que causó el tumor y agregar genes nuevos, los investigadores pudieron infectar plantas con A. tumefaciens y permitir que las bacterias insertaran la secuencia de ADN elegida en los genomas de las plantas. [40] Como no todas las células vegetales eran susceptibles a la infección por A. tumefaciens , se desarrollaron otros métodos, incluida la electroporación , la microinyección [41] y el bombardeo de partículas con una pistola genética (inventada en 1987). [42] [43] En la década de 1980 se desarrollaron técnicas para introducir cloroplastos aislados nuevamente en una célula vegetal a la que se le había quitado la pared celular. Con la introducción de la pistola genética en 1987 fue posible integrar genes extraños en un cloroplasto . [44] La transformación genética se ha vuelto muy eficiente en algunos organismos modelo. En 2008 se produjeron semillas genéticamente modificadas de Arabidopsis thaliana sumergiendo las flores en una solución de Agrobacterium . [45] En 2013, CRISPR se utilizó por primera vez para apuntar a la modificación de genomas de plantas. [46]
La primera planta cultivada genéticamente fue el tabaco, reportada en 1983. [47] Se desarrolló creando un gen quimérico que unía un gen resistente a los antibióticos al plásmido T1 de Agrobacterium . El tabaco fue infectado con Agrobacterium transformado con este plásmido dando como resultado la inserción del gen quimérico en la planta. Mediante técnicas de cultivo de tejidos se seleccionó una única célula de tabaco que contenía el gen y una nueva planta cultivada a partir de ella. [48] Las primeras pruebas de campo de plantas genéticamente modificadas se produjeron en Francia y Estados Unidos en 1986; las plantas de tabaco fueron diseñadas para ser resistentes a los herbicidas . [49] En 1987, Plant Genetic Systems , fundada por Marc Van Montagu y Jeff Schell , fue la primera empresa en diseñar genéticamente plantas resistentes a los insectos incorporando genes que producían proteínas insecticidas de Bacillus thuringiensis (Bt) en el tabaco . [50] La República Popular China fue el primer país en comercializar plantas transgénicas, introduciendo un tabaco resistente a los virus en 1992. [51] En 1994, Calgene obtuvo la aprobación para lanzar comercialmente el tomate Flavr Savr , un tomate diseñado para tener una vida útil más larga. vida. [52] También en 1994, la Unión Europea aprobó el tabaco diseñado para ser resistente al herbicida bromoxinil , convirtiéndolo en el primer cultivo genéticamente modificado comercializado en Europa. [53] En 1995, la papa Bt fue aprobada como segura por la Agencia de Protección Ambiental , después de haber sido aprobada por la FDA, convirtiéndola en el primer cultivo productor de pesticidas aprobado en los EE. UU. [54] En 1996 se habían concedido un total de 35 aprobaciones para cultivar comercialmente ocho cultivos transgénicos y un cultivo de flores (clavel), con ocho rasgos diferentes en seis países más la UE. [49] En 2010, 29 países habían plantado cultivos comercializados genéticamente modificados y otros 31 países habían otorgado aprobación regulatoria para la importación de cultivos transgénicos. [55]
El primer animal genéticamente modificado que se comercializó fue el GloFish , un pez cebra al que se le añadió un gen fluorescente que le permite brillar en la oscuridad bajo luz ultravioleta . [56] El primer animal genéticamente modificado aprobado para uso alimentario fue el salmón AquAdvantage en 2015. [57] El salmón se transformó con un gen regulador de la hormona del crecimiento de un salmón Chinook del Pacífico y un promotor de una faneca oceánica que le permite crecer. todo el año en lugar de sólo durante la primavera y el verano. [58]
El cultivar de banano transgénico QCAV-4 fue aprobado por Australia y Nueva Zelanda en 2024. El banano resiste el hongo que es fatal para el banano Cavendish , el cultivar dominante. [59]
A los cultivos modificados genéticamente se les agregan o eliminan genes mediante técnicas de ingeniería genética , [60] que originalmente incluían armas genéticas , electroporación , microinyección y agrobacterias . Más recientemente, CRISPR y TALEN ofrecieron técnicas de edición mucho más precisas y cómodas.
Las armas genéticas (también conocidas como biolísticas) "disparan" (dirigen partículas de alta energía o radiaciones contra [61] ) genes dirigidos a las células vegetales. Es el método más común. El ADN está unido a pequeñas partículas de oro o tungsteno que posteriormente se inyectan en el tejido vegetal o en células vegetales individuales bajo alta presión. Las partículas aceleradas penetran tanto en la pared celular como en las membranas . El ADN se separa del metal y se integra en el ADN vegetal en el interior del núcleo . Este método se ha aplicado con éxito a muchos cultivos, especialmente monocotiledóneas como el trigo o el maíz, para los cuales la transformación con Agrobacterium tumefaciens ha tenido menos éxito. [62] La principal desventaja de este procedimiento es que se pueden producir daños graves al tejido celular.
Agrobacterium tumefaciens : la transformación mediada es otra técnica común. Las agrobacterias son parásitos naturales de las plantas . [63] Su capacidad natural para transferir genes proporciona otro método de ingeniería. Para crear un ambiente adecuado para sí mismas, estas agrobacterias insertan sus genes en plantas hospedantes, lo que resulta en una proliferación de células vegetales modificadas cerca del nivel del suelo ( agalla de la corona ). La información genética para el crecimiento tumoral está codificada en un fragmento de ADN circular y móvil ( plásmido ). Cuando Agrobacterium infecta una planta, transfiere este ADN-T a un sitio aleatorio en el genoma de la planta. Cuando se utiliza en ingeniería genética, el ADN-T bacteriano se elimina del plásmido bacteriano y se reemplaza con el gen extraño deseado. La bacteria es un vector que permite el transporte de genes extraños a las plantas. Este método funciona especialmente bien para plantas dicotiledóneas como patatas, tomates y tabaco. La infección por agrobacterias tiene menos éxito en cultivos como el trigo y el maíz.
La electroporación se utiliza cuando el tejido vegetal no contiene paredes celulares. En esta técnica, "el ADN ingresa a las células vegetales a través de poros en miniatura que son causados temporalmente por pulsos eléctricos".
La microinyección se utiliza para inyectar directamente ADN extraño en las células. [64]
Los científicos especializados en plantas, respaldados por los resultados de perfiles modernos e integrales de la composición de los cultivos, señalan que los cultivos modificados utilizando técnicas transgénicas tienen menos probabilidades de sufrir cambios no deseados que los cultivos mejorados convencionalmente. [65] [66]
En la investigación, el tabaco y la Arabidopsis thaliana son las plantas modificadas con mayor frecuencia, debido a métodos de transformación bien desarrollados, fácil propagación y genomas bien estudiados. [67] [68] Sirven como organismos modelo para otras especies de plantas.
La introducción de nuevos genes en las plantas requiere un promotor específico del área donde se va a expresar el gen. Por ejemplo, para expresar un gen sólo en los granos de arroz y no en las hojas, se utiliza un promotor específico del endospermo . Los codones del gen deben optimizarse para el organismo debido al sesgo en el uso de codones .
Las plantas transgénicas tienen genes insertados que se derivan de otra especie. Los genes insertados pueden provenir de especies dentro del mismo reino (planta a planta), o entre reinos (por ejemplo, bacteria a planta). En muchos casos, el ADN insertado debe modificarse ligeramente para que se exprese correcta y eficientemente en el organismo huésped. Las plantas transgénicas se utilizan para expresar proteínas , como las toxinas cri de B. thuringiensis , genes resistentes a herbicidas , anticuerpos [69] y antígenos para vacunas . [70] Un estudio dirigido por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) también encontró genes virales en plantas transgénicas. [71]
Se han utilizado zanahorias transgénicas para producir el fármaco taliglucerasa alfa que se utiliza para tratar la enfermedad de Gaucher . [72] En el laboratorio, las plantas transgénicas han sido modificadas para aumentar la fotosíntesis (actualmente alrededor del 2% en la mayoría de las plantas frente al potencial teórico del 9-10%). [73] Esto es posible cambiando la enzima rubisco (es decir, cambiando plantas C 3 en plantas C 4 [74] ), colocando la rubisco en un carboxisoma , agregando bombas de CO 2 en la pared celular, [75] o cambiando la forma o el tamaño de la hoja. [76] [77] [78] [79] Se han diseñado plantas para exhibir bioluminiscencia que puede convertirse en una alternativa sostenible a la iluminación eléctrica. [80]
Las plantas cisgénicas se elaboran utilizando genes que se encuentran dentro de la misma especie o de una estrechamente relacionada, donde se puede realizar el fitomejoramiento convencional . Algunos criadores y científicos sostienen que la modificación cisgénica es útil para plantas que son difíciles de cruzar por medios convencionales (como las patatas ), y que las plantas de la categoría cisgénica no deberían requerir el mismo escrutinio regulatorio que las transgénicas. [81]
Las plantas genéticamente modificadas también se pueden desarrollar mediante la eliminación de genes o la eliminación de genes para alterar la composición genética de una planta sin incorporar genes de otras plantas. En 2014, el investigador chino Gao Caixia presentó una patente sobre la creación de una cepa de trigo resistente al oídio . La cepa carece de genes que codifiquen proteínas que repriman las defensas contra el mildiú. Los investigadores eliminaron las tres copias de los genes del genoma hexaploide del trigo . Gao utilizó las herramientas de edición de genes TALEN y CRISPR sin agregar ni cambiar ningún otro gen. No se planearon pruebas de campo de inmediato. [82] [83] La técnica CRISPR también ha sido utilizada por el investigador de Penn State, Yinong Yang, para modificar los champiñones blancos ( Agaricus bisporus ) para que no se doren, [84] y por DuPont Pioneer para crear una nueva variedad de maíz. [85]
Con la integración de múltiples rasgos, se pueden integrar varios rasgos nuevos en un nuevo cultivo. [86]
El valor económico de los alimentos genéticamente modificados para los agricultores es uno de sus principales beneficios, incluso en los países en desarrollo. [87] [88] [89] Un estudio de 2010 encontró que el maíz Bt proporcionó beneficios económicos de $6.9 mil millones durante los 14 años anteriores en cinco estados del Medio Oeste. La mayor parte (4.300 millones de dólares) correspondió a los agricultores que producen maíz no Bt. Esto se atribuyó a que las poblaciones europeas del barrenador del maíz se redujeron por la exposición al maíz Bt, dejando menos para atacar el maíz convencional cercano. [90] [91] Los economistas agrícolas calcularon que "el superávit mundial [aumentó en] 240,3 millones de dólares en 1996. De este total, la mayor parte (59%) fue para los agricultores estadounidenses. La empresa de semillas Monsanto recibió la siguiente mayor proporción (21%) , seguidos por los consumidores estadounidenses (9%), el resto del mundo (6%) y el proveedor de germoplasma, Delta & Pine Land Company de Mississippi (5%)." [92]
Según el Servicio Internacional para la Adquisición de Aplicaciones Agrobiotecnológicas (ISAAA), en 2014 aproximadamente 18 millones de agricultores cultivaron cultivos biotecnológicos en 28 países; Alrededor del 94% de los agricultores eran pobres en recursos en los países en desarrollo. El 53% de la superficie mundial de cultivos biotecnológicos de 181,5 millones de hectáreas se cultivó en 20 países en desarrollo. [93] Un estudio exhaustivo de PG Economics de 2012 concluyó que los cultivos transgénicos aumentaron los ingresos agrícolas en todo el mundo en 14 mil millones de dólares en 2010, y más de la mitad de este total se destinó a los agricultores de los países en desarrollo. [94]
Renunciar a estos beneficios es costoso. [95] [96] Wesseler et al. (2017) estiman el costo del retraso para varios cultivos, incluido el banano transgénico en Uganda , el caupí transgénico en África occidental y el maíz/maíz transgénico en Kenia . [95] Estiman que sólo Nigeria pierde entre 33 y 46 millones de dólares al año. [95] Los daños potenciales y supuestos de los cultivos transgénicos deben compararse entonces con estos costos de demora. [95] [96]
Los críticos cuestionaron los supuestos beneficios para los agricultores por la prevalencia de observadores sesgados y por la ausencia de ensayos controlados aleatorios . [ cita necesaria ] El principal cultivo Bt cultivado por pequeños agricultores en los países en desarrollo es el algodón. Una revisión de 2006 de los hallazgos del algodón Bt realizada por economistas agrícolas concluyó que "el balance general, aunque prometedor, es mixto. Los rendimientos económicos son muy variables a lo largo de los años, el tipo de explotación y la ubicación geográfica". [97]
En 2013, el Consejo Asesor Científico de las Academias Europeas (EASAC) pidió a la UE que permitiera el desarrollo de tecnologías agrícolas transgénicas para permitir una agricultura más sostenible, empleando menos tierra, agua y recursos de nutrientes. EASAC también critica el "marco regulatorio costoso y que requiere mucho tiempo" de la UE y dijo que la UE se había quedado atrás en la adopción de tecnologías transgénicas. [98]
Los participantes en los mercados de negocios agrícolas incluyen compañías de semillas, compañías de agroquímicos, distribuidores, agricultores, elevadores de granos y universidades que desarrollan nuevos cultivos/características y cuyas extensiones agrícolas asesoran a los agricultores sobre las mejores prácticas. [ cita necesaria ] Según una revisión de 2012 basada en datos de finales de la década de 1990 y principios de la de 2000, gran parte de los cultivos transgénicos que se cultivan cada año se utilizan para la alimentación del ganado y el aumento de la demanda de carne conduce a una mayor demanda de cultivos forrajeros transgénicos. [99] El uso de cereales forrajeros como porcentaje de la producción total de cultivos es del 70% para el maíz y más del 90% de las harinas de semillas oleaginosas como la soja. Alrededor de 65 millones de toneladas métricas de granos de maíz transgénico y alrededor de 70 millones de toneladas métricas de harinas de soja derivadas de la soja transgénica se convierten en piensos. [99]
En 2014, el valor mundial de las semillas biotecnológicas fue de 15.700 millones de dólares; 11.300 millones de dólares (72%) correspondieron a los países industriales y 4.400 millones de dólares (28%) a los países en desarrollo. [93] En 2009, Monsanto obtuvo 7.300 millones de dólares en ventas de semillas y en licencias de su tecnología; DuPont, a través de su filial Pioneer , fue la siguiente empresa más grande en ese mercado. [100] En 2009, la línea general de productos Roundup, incluidas las semillas transgénicas, representaba alrededor del 50% del negocio de Monsanto. [101]
Algunas patentes sobre rasgos transgénicos han expirado, lo que permite el desarrollo legal de cepas genéricas que incluyen estos rasgos. Por ejemplo, ahora está disponible la soja transgénica genérica tolerante al glifosato. Otro impacto es que las características desarrolladas por un proveedor pueden agregarse a las cepas patentadas de otro proveedor, lo que potencialmente aumenta la elección de productos y la competencia. [102] La patente sobre el primer tipo de cultivo Roundup Ready que produjo Monsanto (soja) expiró en 2014 [103] y la primera cosecha de soja sin patente se produce en la primavera de 2015. [104] Monsanto ha autorizado ampliamente la patente a otras empresas de semillas que incluyen el rasgo de resistencia al glifosato en sus productos de semillas. [105] Alrededor de 150 empresas han obtenido licencias para la tecnología, [106] incluidas Syngenta [107] y DuPont Pioneer . [108]
En 2014, el estudio más amplio realizado hasta el momento concluyó que los efectos de los cultivos transgénicos en la agricultura eran positivos. El metanálisis consideró todos los exámenes publicados en inglés sobre los impactos agronómicos y económicos entre 1995 y marzo de 2014 para tres principales cultivos transgénicos: soja, maíz y algodón. El estudio encontró que los cultivos tolerantes a los herbicidas tienen costos de producción más bajos, mientras que para los cultivos resistentes a los insectos el uso reducido de pesticidas fue compensado por los precios más altos de las semillas, dejando los costos generales de producción más o menos iguales. [3] [109]
Los rendimientos aumentaron un 9% para las variedades tolerantes a herbicidas y un 25% para las variedades resistentes a insectos. Los agricultores que adoptaron cultivos transgénicos obtuvieron ganancias un 69% más altas que aquellos que no lo hicieron. La revisión encontró que los cultivos transgénicos ayudan a los agricultores de los países en desarrollo, aumentando los rendimientos en 14 puntos porcentuales. [109]
Los investigadores consideraron algunos estudios que no fueron revisados por pares y algunos que no informaron tamaños de muestra. Intentaron corregir el sesgo de publicación considerando fuentes más allá de las revistas académicas . El gran conjunto de datos permitió que el estudio controlara variables potencialmente confusas, como el uso de fertilizantes. Por otra parte, concluyeron que la fuente de financiación no influyó en los resultados del estudio. [109]
En condiciones especiales destinadas a revelar sólo factores genéticos de rendimiento, se sabe que muchos cultivos transgénicos en realidad tienen rendimientos más bajos . Esto se debe a uno o ambos de los siguientes factores: Arrastre del rendimiento, en el que el rasgo en sí mismo reduce el rendimiento, ya sea al competir por materia prima de síntesis o al insertarse de manera ligeramente imprecisa en el medio de un gen relevante para el rendimiento; y/o retraso en el rendimiento , en el que lleva algún tiempo introducir la genética de rendimiento más nueva en las líneas transgénicas. Sin embargo, esto no refleja condiciones de campo realistas, especialmente dejando de lado la presión de las plagas , que a menudo es el objetivo del rasgo transgénico. [110] Véase, por ejemplo, Roundup Ready § Declaraciones de productividad .
La edición genética también puede aumentar los rendimientos no específicos del uso de biocidas/pesticidas. En marzo de 2022, los resultados de las pruebas de campo mostraron que la desactivación genética basada en CRISPR de KRN2 en maíz y OsKRN2 en arroz aumentó el rendimiento de los granos en ~10% y ~8% sin que se detectaran efectos negativos. [111] [112]
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Los cultivos transgénicos que se cultivan hoy en día, o que se encuentran en desarrollo, han sido modificados con varias características . Estos rasgos incluyen una vida útil mejorada , resistencia a enfermedades , resistencia al estrés, resistencia a herbicidas , resistencia a plagas , producción de bienes útiles como biocombustibles o medicamentos, y capacidad para absorber toxinas y para su uso en la biorremediación de la contaminación.
Recientemente, la investigación y el desarrollo se han centrado en mejorar cultivos que son importantes a nivel local en los países en desarrollo , como el caupí resistente a los insectos para África [113] y la berenjena (berenjena) resistente a los insectos. [114]
El primer cultivo genéticamente modificado aprobado para su venta en Estados Unidos fue el tomate FlavrSavr , que tenía una vida útil más larga. [52] Vendido por primera vez en 1994, la producción de tomate FlavrSavr cesó en 1997. [115] Ya no está en el mercado.
En noviembre de 2014, el USDA aprobó una papa transgénica que previene los hematomas. [116] [117]
En febrero de 2015, el USDA aprobó las Arctic Apples , [118] convirtiéndose en la primera manzana genéticamente modificada aprobada para la venta en Estados Unidos. [119] Se utilizó el silenciamiento genético para reducir la expresión de la polifenol oxidasa (PPO) , evitando así el pardeamiento enzimático de la fruta después de haberla abierto. El rasgo se añadió a las variedades Granny Smith y Golden Delicious . [118] [120] El rasgo incluye un gen de resistencia a los antibióticos bacterianos que proporciona resistencia al antibiótico kanamicina . La ingeniería genética implicó el cultivo en presencia de kanamicina, lo que permitió que solo sobrevivieran cultivares resistentes. Los humanos que consumen manzanas no adquieren resistencia a la kanamicina, según arcticapple.com. [121] La FDA aprobó las manzanas en marzo de 2015. [122]
Las plantas utilizan enfriamiento no fotoquímico para protegerlas de cantidades excesivas de luz solar. Las plantas pueden activar el mecanismo de extinción casi instantáneamente, pero tarda mucho más en desactivarse de nuevo. Durante el tiempo que está apagado, la cantidad de energía que se desperdicia aumenta. [123] Una modificación genética en tres genes permite corregir esto (en un ensayo con plantas de tabaco). Como resultado, los rendimientos fueron entre un 14 y un 20% mayores, en términos del peso de las hojas secas cosechadas. Las plantas tenían hojas más grandes, eran más altas y tenían raíces más vigorosas. [123] [124]
Otra mejora que se puede realizar en el proceso de fotosíntesis (con la vía C3 de las plantas ) es en la fotorrespiración . Al insertar la vía C4 en las plantas C3, la productividad puede aumentar hasta en un 50% en los cultivos de cereales , como el arroz. [125] [126] [127] [128] [129]
La Iniciativa de Aprovechamiento de Plantas se centra en la creación de plantas transgénicas que tengan mayor masa y profundidad de raíces y contenido de suberina.
Algunas sojas transgénicas ofrecen perfiles de aceite mejorados para su procesamiento. [130] Camelina sativa ha sido modificada para producir plantas que acumulan altos niveles de aceites similares a los aceites de pescado . [131] [132]
El arroz dorado , desarrollado por el Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI ) , proporciona mayores cantidades de vitamina A destinadas a reducir la deficiencia de vitamina A. [133] [134] En enero de 2016, el arroz dorado aún no se ha cultivado comercialmente en ningún país. [135]
Se está desarrollando una yuca modificada genéticamente que ofrece glucósidos con menos cianógeno y proteínas y otros nutrientes mejorados (llamado BioCassava). [136]
En noviembre de 2014, el USDA aprobó una papa que previene los hematomas y produce menos acrilamida cuando se fríe. [116] [117] No emplean genes de especies distintas de la papa. El rasgo se añadió a las variedades Russet Burbank , Ranger Russet y Atlantic. [116]
Las plantas han sido diseñadas para tolerar factores estresantes no biológicos , como sequía , [116] [117] [137] [138] heladas , [139] y alta salinidad del suelo . [68] En 2011, el maíz DroughtGard de Monsanto se convirtió en el primer cultivo transgénico resistente a la sequía en recibir aprobación de comercialización en Estados Unidos. [140]
La resistencia a la sequía se produce modificando los genes de la planta responsables del mecanismo conocido como metabolismo del ácido crasuláceo (CAM), que permite a las plantas sobrevivir a pesar de los bajos niveles de agua. Esto es prometedor para que los cultivos que requieren mucha agua, como el arroz, el trigo, la soja y el álamo, aceleren su adaptación a entornos con escasez de agua. [141] [142] Se han identificado varios mecanismos de tolerancia a la salinidad en cultivos tolerantes a la sal. Por ejemplo, los cultivos de arroz, canola y tomate han sido modificados genéticamente para aumentar su tolerancia al estrés salino. [143] [144]
El rasgo transgénico más prevalente es la tolerancia a los herbicidas, [145] donde la tolerancia al glifosato es la más común. [146] El glifosato (el ingrediente activo del Roundup y otros productos herbicidas) mata las plantas al interferir con la vía del shikimato en las plantas, que es esencial para la síntesis de los aminoácidos aromáticos fenilalanina , tirosina y triptófano . La vía del shikimato no está presente en los animales, que en cambio obtienen aminoácidos aromáticos de su dieta. Más específicamente, el glifosato inhibe la enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa (EPSPS).
Este rasgo se desarrolló porque los herbicidas utilizados en los cultivos de cereales y pastos en ese momento eran altamente tóxicos y no eran efectivos contra las malezas de hojas estrechas. Por lo tanto, desarrollar cultivos que puedan resistir la fumigación con glifosato reduciría los riesgos ambientales y de salud y daría una ventaja agrícola al agricultor. [147]
Algunos microorganismos tienen una versión de EPSPS resistente a la inhibición del glifosato. Uno de ellos fue aislado de una cepa CP4 de Agrobacterium (CP4 EPSPS) que era resistente al glifosato. [148] [149] El gen CP4 EPSPS se diseñó para la expresión en plantas fusionando el extremo 5' del gen con un péptido de tránsito al cloroplasto derivado de la petunia EPSPS. Este péptido de tránsito se utilizó porque había demostrado previamente su capacidad para transportar EPSPS bacteriano a los cloroplastos de otras plantas. Este gen CP4 EPSPS fue clonado y transfectado en soja .
El plásmido utilizado para trasladar el gen a la soja fue PV-GMGTO4. Contenía tres genes bacterianos, dos genes CP4 EPSPS y un gen que codifica la beta-glucuronidasa (GUS) de Escherichia coli como marcador. El ADN se inyectó en la soja mediante el método de aceleración de partículas . Para la transformación se utilizó el cultivar de soja A54O3 .
Las plantas de tabaco han sido diseñadas para ser resistentes al herbicida bromoxinil . [150]
También se han comercializado cultivos resistentes al herbicida glufosinato . [151] Se están desarrollando cultivos diseñados para resistir múltiples herbicidas y permitir a los agricultores utilizar un grupo mixto de dos, tres o cuatro productos químicos diferentes para combatir la creciente resistencia a los herbicidas. [152] [153]
En octubre de 2014, la EPA de EE. UU. registró el maíz Enlist Duo de Dow , que está modificado genéticamente para ser resistente tanto al glifosato como al 2,4-D , en seis estados. [154] [155] [156] Al insertar un gen bacteriano de ariloxialcanoato dioxigenasa, aad1 hace que el maíz sea resistente al 2,4-D. [154] [157] El USDA había aprobado el maíz y la soja con la mutación en septiembre de 2014. [158]
Monsanto ha solicitado aprobación para una cepa apilada que es tolerante tanto al glifosato como al dicamba . La solicitud incluye planes para evitar la deriva de herbicidas a otros cultivos. [159] Se produjeron daños significativos a otros cultivos no resistentes debido a las formulaciones de dicamba destinadas a reducir la deriva de volatilización cuando se rociaron sobre soja resistente en 2017. [160] Las etiquetas de las formulaciones de dicamba más nuevas especifican no rociar cuando las velocidades promedio del viento son superiores a 10 a 15 millas. por hora (16 a 24 km/h) para evitar la deriva de partículas, velocidades promedio del viento inferiores a 3 millas por hora (4,8 km/h) para evitar inversiones de temperatura y lluvia o temperaturas altas se pronostican para el día siguiente. Sin embargo, estas condiciones normalmente sólo ocurren durante junio y julio durante unas pocas horas seguidas. [161] [162]
Se han modificado el tabaco, el maíz, el arroz y algunos otros cultivos para que expresen genes que codifican proteínas insecticidas del Bacillus thuringiensis (Bt). [163] [164] Se estima que la introducción de cultivos Bt durante el período comprendido entre 1996 y 2005 redujo el volumen total de uso de ingredientes activos de insecticidas en los Estados Unidos en más de 100 mil toneladas. Esto representa una reducción del 19,4% en el uso de insecticidas. [165]
A fines de la década de 1990, una papa genéticamente modificada que era resistente al escarabajo de la papa de Colorado fue retirada porque los principales compradores la rechazaron por temor a la oposición de los consumidores. [116]
La papaya, las patatas y la calabaza han sido diseñadas para resistir patógenos virales como el virus del mosaico del pepino que, a pesar de su nombre, infecta una amplia variedad de plantas. [166] La papaya resistente a virus se desarrolló en respuesta a un brote del virus de la mancha anular de la papaya (PRV) en Hawái a finales de los años 1990. Incorporan ADN PRV. [167] [168] En 2010, el 80% de las plantas de papaya hawaianas fueron modificadas genéticamente. [169] [170]
Las patatas fueron diseñadas para ser resistentes al virus del enrollamiento de la hoja de la patata y al virus Y de la patata en 1998. Las malas ventas llevaron a su retirada del mercado después de tres años. [171]
A partir de la década de 1990 se desarrollaron calabazas amarillas que eran resistentes al principio a dos y luego a tres virus. Los virus son el mosaico amarillo de sandía, pepino y calabacín/calabacín. La calabaza fue el segundo cultivo transgénico aprobado por los reguladores estadounidenses. Posteriormente, este rasgo se añadió al calabacín. [172]
En los últimos años se han desarrollado muchas cepas de maíz para combatir la propagación del virus del mosaico enano del maíz , un virus costoso que provoca retraso en el crecimiento y que se transmite por el pasto Johnson y se propaga mediante insectos vectores áfidos. Estas hebras están disponibles comercialmente, aunque la resistencia no es estándar entre las variantes del maíz transgénico. [173]
En 2012, la FDA aprobó el primer fármaco producido a base de plantas , un tratamiento para la enfermedad de Gaucher . [174] Las plantas de tabaco han sido modificadas para producir anticuerpos terapéuticos. [175]
Se están desarrollando algas para su uso en biocombustibles . [176] El enfoque de las microalgas para la producción masiva de biocombustibles modificando las algas para producir más lípidos se ha convertido en un enfoque, pero llevará años ver resultados debido al costo de este proceso para extraer lípidos. [177] Investigadores en Singapur estaban trabajando en jatrofa transgénica para la producción de biocombustibles. [178] Syngenta cuenta con la aprobación del USDA para comercializar un maíz con la marca Enogen que ha sido modificado genéticamente para convertir su almidón en azúcar para etanol . [179] Algunos árboles han sido modificados genéticamente para tener menos lignina o para expresar lignina con enlaces químicamente lábiles. La lignina es el factor limitante crítico cuando se utiliza madera para producir bioetanol porque limita la accesibilidad de las microfibrillas de celulosa a la despolimerización por enzimas . [180] Además de con los árboles, los enlaces de lignina químicamente lábiles también son muy útiles para cultivos de cereales como el maíz, [181] [182]
Empresas y laboratorios están trabajando en plantas que puedan utilizarse para fabricar bioplásticos . [183] También se han desarrollado patatas que producen almidones útiles industrialmente. [184] Las semillas oleaginosas se pueden modificar para producir ácidos grasos para detergentes , combustibles sustitutos y petroquímicos .
Además del cultivo oleaginoso modificado anteriormente, Camelina sativa también ha sido modificada para producir feromonas de Helicoverpa armigera y está en proceso con una versión de Spodoptera frugiperda . Las feromonas de H. armigera han sido probadas y son efectivas. [185]
Científicos de la Universidad de York desarrollaron una maleza ( Arabidopsis thaliana ) que contiene genes de bacterias que podrían limpiar TNT y RDX , contaminantes explosivos del suelo en 2011. [186] Se estiman 16 millones de hectáreas en los EE. UU. (1,5% de la superficie total) estar contaminado con TNT y RDX. Sin embargo , A. thaliana no era lo suficientemente resistente para su uso en campos de pruebas militares. [187] Las modificaciones en 2016 incluyeron switchgrass y bentgrass . [188]
Se han utilizado plantas genéticamente modificadas para la biorremediación de suelos contaminados. Mercurio , selenio y contaminantes orgánicos como los bifenilos policlorados (PCB). [187] [189]
Los entornos marinos son especialmente vulnerables ya que la contaminación, como la causada por los derrames de petróleo , no se puede contener. Además de la contaminación antropogénica, millones de toneladas de petróleo ingresan anualmente al medio marino a través de filtraciones naturales. A pesar de su toxicidad, una fracción considerable del petróleo que ingresa a los sistemas marinos es eliminada por las actividades degradantes de hidrocarburos de las comunidades microbianas. Particularmente exitoso es un grupo de especialistas descubierto recientemente, las llamadas bacterias hidrocarbonoclásticas (HCCB), que pueden ofrecer genes útiles. [190]
Cultivos como el maíz se reproducen sexualmente cada año. Esto aleatoriza qué genes se propagan a la siguiente generación, lo que significa que se pueden perder rasgos deseables. Para mantener una cosecha de alta calidad, algunos agricultores compran semillas todos los años. Normalmente, la empresa de semillas mantiene dos variedades endogámicas y las cruza en una cepa híbrida que luego se vende. Plantas relacionadas como el sorgo y el pasto gamma son capaces de realizar apomixis , una forma de reproducción asexual que mantiene intacto el ADN de la planta. Este rasgo aparentemente está controlado por un único gen dominante, pero el mejoramiento tradicional no ha logrado crear maíz con reproducción asexual. La ingeniería genética ofrece otra ruta hacia este objetivo. Una modificación exitosa permitiría a los agricultores replantar semillas cosechadas que conserven características deseables, en lugar de depender de semillas compradas. [191]
También existen modificaciones genéticas en algunos cultivos, que facilitan su procesamiento, es decir, su cultivo en una forma más compacta. [192] Cultivos como los tomates se han modificado para que no tengan semillas. [193] El tabaco ha sido modificado para producir clorofila c además de a y b , aumentando las tasas de crecimiento. El transgén se descubrió en algas marinas , que lo utilizan para obtener energía de la luz azul, que es capaz de penetrar el agua de mar con mayor eficacia que las longitudes de onda más largas. [194] [195]
Se han realizado varias modificaciones de Camelina sativa ; consulte §Aceites comestibles y §Productos para el control de plagas sin pesticidas más arriba.
El número de liberaciones de campo aprobadas por el USDA para pruebas aumentó de 4 en 1985 a 1.194 en 2002 y promedió alrededor de 800 por año a partir de entonces. El número de sitios por liberación y el número de construcciones genéticas (formas en que el gen de interés se empaqueta junto con otros elementos) han aumentado rápidamente desde 2005. Las liberaciones con propiedades agronómicas (como la resistencia a la sequía) aumentaron de 1.043 en 2005 a 5.190. en 2013. Hasta septiembre de 2013, se habían aprobado unas 7.800 liberaciones para el maíz, más de 2.200 para la soja, más de 1.100 para el algodón y unas 900 para la papa. Se aprobaron lanzamientos por tolerancia a herbicidas (6,772 lanzamientos), resistencia a insectos (4,809), calidad del producto como sabor o nutrición (4,896), propiedades agronómicas como resistencia a la sequía (5,190) y resistencia a virus/hongos (2,616). Las instituciones con más liberaciones de campo autorizadas incluyen a Monsanto con 6.782, Pioneer/DuPont con 1.405, Syngenta con 565 y el Servicio de Investigación Agrícola del USDA con 370. Hasta septiembre de 2013, el USDA había recibido propuestas para liberar arroz, calabaza, ciruela, rosa, tabaco, lino y achicoria. [210]
La exposición constante a una toxina crea una presión evolutiva para las plagas resistentes a esa toxina. [211] La dependencia excesiva del glifosato y una reducción en la diversidad de las prácticas de manejo de malezas permitieron la propagación de la resistencia al glifosato en 14 especies de malezas en los EE. UU., [210] y en la soja. [5]
Para reducir la resistencia a los cultivos de Bacillus thuringiensis (Bt), la comercialización de algodón y maíz transgénicos en 1996 vino acompañada de una estrategia de gestión para evitar que los insectos se volvieran resistentes. Los planes de manejo de la resistencia a los insectos son obligatorios para los cultivos Bt. El objetivo es fomentar una gran población de plagas para que cualquier gen de resistencia (recesivo) se diluya dentro de la población. La resistencia reduce la aptitud evolutiva en ausencia del factor estresante, Bt. En los refugios, las cepas no resistentes superan a las resistentes. [212]
Con niveles suficientemente altos de expresión transgénica, casi todos los heterocigotos (S/s), es decir, el segmento más grande de la población de la plaga que porta un alelo de resistencia, morirán antes de la maduración, previniendo así la transmisión del gen de resistencia a su progenie. [213] Los refugios (es decir, campos de plantas no transgénicas) adyacentes a campos transgénicos aumentan la probabilidad de que los individuos homocigotos resistentes (s/s) y cualquier heterocigoto superviviente se apareen con individuos susceptibles (S/S) del refugio, en lugar de con otros. individuos portadores del alelo de resistencia. Como resultado, la frecuencia de genes de resistencia en la población sigue siendo menor.
Los factores que complican la situación pueden afectar el éxito de la estrategia de dosis altas/refugio. Por ejemplo, si la temperatura no es la ideal, el estrés térmico puede reducir la producción de toxina Bt y dejar a la planta más susceptible. Más importante aún, se ha documentado una expresión reducida al final de la temporada, posiblemente como resultado de la metilación del ADN del promotor . [214] El éxito de la estrategia de dosis altas/refugio ha logrado mantener el valor de los cultivos Bt. Este éxito ha dependido de factores independientes de la estrategia de manejo, incluidas las bajas frecuencias de alelos de resistencia inicial, los costos de aptitud asociados con la resistencia y la abundancia de plantas hospedantes no Bt fuera de los refugios. [215]
Las empresas que producen semillas Bt están introduciendo cepas con múltiples proteínas Bt. Monsanto hizo esto con el algodón Bt en la India, donde el producto fue rápidamente adoptado. [216] Monsanto también lo ha hecho; en un intento por simplificar el proceso de implementación de refugios en los campos para cumplir con las políticas de Manejo de Resistencia a Insectos (MRI) y prevenir prácticas de siembra irresponsables; comenzó a comercializar bolsas de semillas con una proporción determinada de semillas refugio (no transgénicas) mezcladas con las semillas Bt que se venden. Esta práctica, denominada "Refugio en bolsa" (RIB), tiene como objetivo aumentar el cumplimiento de los requisitos de refugio por parte de los agricultores y reducir la mano de obra adicional necesaria durante la siembra al tener a mano bolsas separadas de semillas Bt y de refugio. [217] Es probable que esta estrategia reduzca la probabilidad de que se produzca resistencia al Bt en el gusano de la raíz del maíz , pero puede aumentar el riesgo de resistencia en las plagas de lepidópteros del maíz, como el barrenador europeo del maíz . Las crecientes preocupaciones sobre la resistencia con mezclas de semillas incluyen que las larvas parcialmente resistentes en una planta Bt puedan trasladarse a una planta susceptible para sobrevivir o la polinización cruzada del polen refugio en plantas Bt que puede reducir la cantidad de Bt expresada en los granos para los insectos que se alimentan de las mazorcas. [218] [219]
Las mejores prácticas de manejo (BMP) para controlar las malezas pueden ayudar a retrasar la resistencia. Las mejores prácticas recomendadas incluyen la aplicación de múltiples herbicidas con diferentes modos de acción, la rotación de cultivos, la siembra de semillas libres de malezas, la exploración rutinaria de los campos, la limpieza de equipos para reducir la transmisión de malezas a otros campos y el mantenimiento de los límites de los campos. [210] Los cultivos transgénicos más plantados están diseñados para tolerar herbicidas. En 2006, algunas poblaciones de malezas habían evolucionado para tolerar algunos de los mismos herbicidas. El amaranto palmer es una maleza que compite con el algodón. Originario del suroeste de Estados Unidos, viajó hacia el este y se encontró por primera vez resistente al glifosato en 2006, menos de 10 años después de la introducción del algodón transgénico. [220] [221]
Los agricultores generalmente utilizan menos insecticidas cuando plantan cultivos resistentes al Bt. El uso de insecticidas en las granjas de maíz disminuyó de 0,21 libras por acre plantado en 1995 a 0,02 libras en 2010. Esto es consistente con la disminución de las poblaciones europeas del barrenador del maíz como resultado directo del maíz Bt y el algodón. El establecimiento de requisitos mínimos de refugio ayudó a retrasar la evolución de la resistencia al Bt. Sin embargo, parece que se está desarrollando resistencia a algunos rasgos Bt en algunas áreas. [210] En Colombia, el algodón transgénico ha reducido el uso de insecticidas en un 25% y el uso de herbicidas en un 5%, y el maíz transgénico ha reducido el uso de insecticidas y herbicidas en un 66% y un 13%, respectivamente. [222]
Al dejar al menos el 30% de los residuos de los cultivos en la superficie del suelo desde la cosecha hasta la siembra, la labranza de conservación reduce la erosión del suelo provocada por el viento y el agua, aumenta la retención de agua y reduce la degradación del suelo , así como la escorrentía de agua y productos químicos. Además, la labranza de conservación reduce la huella de carbono de la agricultura. [223] Una revisión de 2014 que abarcó 12 estados entre 1996 y 2006 encontró que un aumento del 1% en la adopción de soja tolerante a herbicidas (HT) conduce a un aumento del 0,21% en la labranza de conservación y una disminución del 0,3% en el uso de herbicidas ajustados por calidad. [223]
Las características combinadas de mayor rendimiento, menor uso de la tierra, menor uso de fertilizantes y menor uso de maquinaria agrícola crean un circuito de retroalimentación que reduce las emisiones de carbono relacionadas con la agricultura. Estas reducciones se han estimado en un 7,5% del total de las emisiones agrícolas en la UE o 33 millones de toneladas de CO 2 [224] y aproximadamente 8,76 millones de toneladas de CO 2 en Colombia. [222]
El uso de cultivos tolerantes a la sequía puede aumentar el rendimiento en lugares con escasez de agua, haciendo posible la agricultura en nuevas áreas. Se demostró que la adopción de maíz tolerante a la sequía en Ghana aumentó el rendimiento en más de un 150% e impulsó la intensidad de la comercialización, aunque no afectó significativamente los ingresos agrícolas. [225]
La regulación de la ingeniería genética se refiere a los enfoques adoptados por los gobiernos para evaluar y gestionar los riesgos asociados con el desarrollo y liberación de cultivos genéticamente modificados. Existen diferencias en la regulación de los cultivos transgénicos entre países, y algunas de las diferencias más marcadas se producen entre Estados Unidos y Europa. La regulación varía en un país determinado dependiendo del uso previsto de cada producto. Por ejemplo, un cultivo no destinado a uso alimentario generalmente no es revisado por las autoridades responsables de la seguridad alimentaria. [226] [227]
En 2013, se plantaron cultivos transgénicos en 27 países; 19 eran países en desarrollo y 8 eran países desarrollados. 2013 fue el segundo año en el que los países en desarrollo cultivaron la mayoría (54%) de la cosecha total de transgénicos. 18 millones de agricultores cultivaron cultivos transgénicos; alrededor del 90% eran pequeños agricultores de países en desarrollo. [1]
El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) informa cada año sobre la superficie total de variedades de cultivos transgénicos plantadas en los Estados Unidos. [229] [230] Según el Servicio Nacional de Estadísticas Agrícolas , los estados publicados en estas tablas representan entre el 81 y el 86 por ciento de toda el área plantada de maíz, entre el 88 y el 90 por ciento de toda el área plantada de soja y entre el 81 y el 93 por ciento de toda el área plantada de algodón americano (upland). zona (según el año).
Las estimaciones globales son producidas por el Servicio Internacional para la Adquisición de Aplicaciones Agrobiotecnológicas (ISAAA) y se pueden encontrar en sus informes anuales, "Estado global de los cultivos transgénicos comercializados". [1] [231]
Los agricultores han adoptado ampliamente la tecnología transgénica (ver figura). Entre 1996 y 2013, la superficie total de tierra cultivada con cultivos transgénicos aumentó en un factor de 100, de 17.000 kilómetros cuadrados (4.200.000 acres) a 1.750.000 km 2 (432 millones de acres). [1] El 10% de la tierra cultivable del mundo fue sembrada con cultivos transgénicos en 2010. [55] En 2011, se cultivaron comercialmente 11 cultivos transgénicos diferentes en 395 millones de acres (160 millones de hectáreas) en 29 países como Estados Unidos, Brasil , Argentina, India, Canadá, China, Paraguay, Pakistán, Sudáfrica, Uruguay, Bolivia, Australia, Filipinas, Myanmar, Burkina Faso, México y España. [55] Una de las razones clave de esta adopción generalizada es el beneficio económico percibido que la tecnología aporta a los agricultores. Por ejemplo, el sistema de plantar semillas resistentes al glifosato y luego aplicar glifosato una vez que surgieron las plantas brindó a los agricultores la oportunidad de aumentar drásticamente el rendimiento de una determinada parcela de tierra, ya que esto les permitió plantar hileras más juntas. Sin él, los agricultores tenían que plantar hileras lo suficientemente separadas para controlar las malezas post-emergentes con labranza mecánica. [232] Asimismo, el uso de semillas Bt significa que los agricultores no tienen que comprar insecticidas y luego invertir tiempo, combustible y equipo para aplicarlos. Sin embargo, los críticos han cuestionado si los rendimientos son mayores y si el uso de químicos es menor con los cultivos transgénicos. Consulte el artículo sobre controversias sobre alimentos genéticamente modificados para obtener información.
En Estados Unidos, en 2014, el 94% de la superficie plantada de soja, el 96% del algodón y el 93% del maíz eran variedades genéticamente modificadas. [233] [234] [235] La soja genéticamente modificada tenía rasgos de tolerancia a herbicidas únicamente, pero el maíz y el algodón tenían rasgos de tolerancia a herbicidas y de protección contra insectos (este último en gran parte proteína Bt). [236] Se trata de "características de insumos" cuyo objetivo es beneficiar financieramente a los productores, pero que pueden tener beneficios ambientales indirectos y beneficios en términos de costos para los consumidores. Los Grocery Manufacturers of America estimaron en 2003 que entre el 70% y el 75% de todos los alimentos procesados en Estados Unidos contenían un ingrediente transgénico. [237]
Europa cultiva relativamente pocos cultivos genéticamente modificados [238] , con excepción de España, donde una quinta parte del maíz es genéticamente modificado, [239] y cantidades menores en otros cinco países. [240] La UE tenía una prohibición 'de facto' sobre la aprobación de nuevos cultivos transgénicos, desde 1999 hasta 2004. [241] [242] Los cultivos transgénicos ahora están regulados por la UE. [243] En 2015, los cultivos genéticamente modificados están prohibidos en 38 países de todo el mundo, 19 de ellos en Europa. [244] [245] Los países en desarrollo cultivaron el 54 por ciento de cultivos genéticamente modificados en 2013. [1]
En los últimos años, los cultivos transgénicos se expandieron rápidamente en los países en desarrollo . En 2013, aproximadamente 18 millones de agricultores cultivaron el 54% de los cultivos transgénicos del mundo en países en desarrollo. [1] El mayor aumento de 2013 se produjo en Brasil (403.000 km 2 frente a 368.000 km 2 en 2012). El algodón transgénico comenzó a crecer en la India en 2002, alcanzando 110.000 km 2 en 2013. [1]
Según el informe del ISAAA de 2013: "un total de 36 países (35 + EU-28) han otorgado aprobaciones regulatorias para cultivos biotecnológicos para uso alimentario y/o forrajero y para liberación o plantación ambiental desde 1994... un total de 2.833 regulaciones Las autoridades han emitido aprobaciones que involucran 27 cultivos transgénicos y 336 eventos transgénicos (NB: un "evento" es una modificación genética específica en una especie específica), de los cuales 1.321 son para uso alimentario (uso directo o procesamiento), 918 para uso alimentario (uso directo o procesamiento) y 599 para liberación ambiental o plantación. Japón tiene el mayor número (198), seguido por Estados Unidos (165, sin incluir eventos "apilados"), Canadá (146), México (131), Corea del Sur. (103), Australia (93), Nueva Zelanda (83), Unión Europea (71 incluidas aprobaciones vencidas o en proceso de renovación), Filipinas (68), Taiwán (65), Colombia (59), China (55) y Sudáfrica (52). El maíz tiene el mayor número (130 eventos en 27 países), seguido por el algodón (49 eventos en 22 países), la papa (31 eventos en 10 países), la canola (30 eventos en 12 países) y la soja ( 27 eventos en 26 países). [1]
La ingeniería genética directa ha sido controvertida desde su introducción. La mayoría de las controversias, aunque no todas, giran en torno a los alimentos transgénicos y no a los cultivos per se. Los alimentos transgénicos son objeto de protestas, vandalismo, referendos, legislación, acciones judiciales [246] y disputas científicas. Las controversias involucran a consumidores, empresas de biotecnología, reguladores gubernamentales, organizaciones no gubernamentales y científicos.
Los opositores se han opuesto a los cultivos transgénicos por múltiples motivos, incluidos los impactos ambientales, la seguridad alimentaria, si los cultivos transgénicos son necesarios para satisfacer las necesidades alimentarias, si son suficientemente accesibles para los agricultores de los países en desarrollo, [28] preocupaciones sobre el sometimiento de los cultivos a las leyes de propiedad intelectual y por motivos religiosos. [247] Las cuestiones secundarias incluyen el etiquetado, el comportamiento de los reguladores gubernamentales, los efectos del uso de pesticidas y la tolerancia a los pesticidas.
Una preocupación ambiental importante acerca del uso de cultivos genéticamente modificados es el posible cruzamiento con cultivos relacionados, lo que les otorga ventajas sobre las variedades naturales. Un ejemplo es un cultivo de arroz resistente al glifosato que se cruza con un pariente de la maleza, lo que le da a la maleza una ventaja competitiva. El híbrido transgénico tenía tasas más altas de fotosíntesis, más brotes y flores y más semillas que los híbridos no transgénicos. [248] Esto demuestra la posibilidad de daños al ecosistema por el uso de cultivos transgénicos.
El papel de la biopiratería en el desarrollo de cultivos transgénicos también es potencialmente problemático, ya que los países desarrollados han obtenido beneficios económicos utilizando los recursos genéticos de los países en desarrollo. En el siglo XX, el Instituto Internacional de Investigación del Arroz catalogó los genomas de casi 80.000 variedades de arroz de granjas asiáticas, que desde entonces se han utilizado para crear nuevas variedades de arroz de mayor rendimiento. Estas nuevas variedades generan cada año casi 655 millones de dólares de ganancias económicas para Australia, Estados Unidos, Canadá y Nueva Zelanda. [249]
Existe un consenso científico [8] [9] [10] [11] de que los alimentos disponibles actualmente derivados de cultivos transgénicos no representan un riesgo mayor para la salud humana que los alimentos convencionales, [12] [13] [14] [15] [16 ] pero que cada alimento transgénico debe ser analizado caso por caso antes de su introducción. [17] [18] [19] Sin embargo, es mucho menos probable que el público perciba los alimentos transgénicos como seguros que los científicos. [20] [21] [22] [23] El estado legal y regulatorio de los alimentos transgénicos varía según el país: algunas naciones los prohíben o restringen, y otras los permiten con grados de regulación muy diferentes. [24] [25] [26] [27]
No se han documentado informes de efectos nocivos de los alimentos genéticamente modificados en la población humana. [250] [251] [252] El etiquetado de cultivos transgénicos es obligatorio en muchos países, aunque la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos no distingue entre alimentos transgénicos y no transgénicos aprobados. [253] Estados Unidos promulgó una ley que exige que las regulaciones de etiquetado se emitan antes de julio de 2018. Permite la divulgación indirecta, como por ejemplo con un número de teléfono, un código de barras o un sitio web. [254]
Grupos de defensa como el Centro para la Seguridad Alimentaria , la Unión de Científicos Preocupados y Greenpeace afirman que los riesgos relacionados con los alimentos genéticamente modificados no se han examinado ni gestionado adecuadamente, que los cultivos genéticamente modificados no se prueban suficientemente y deberían etiquetarse, y que las autoridades reguladoras y los organismos científicos están demasiado estrechamente vinculados a la industria. [ cita necesaria ] Algunos estudios han afirmado que los cultivos genéticamente modificados pueden causar daño; [255] [256] una revisión de 2016 que volvió a analizar los datos de seis de estos estudios encontró que sus metodologías estadísticas eran defectuosas y no demostraban daño, y dijo que las conclusiones sobre la seguridad de los cultivos transgénicos deben extraerse de "la totalidad de la evidencia". .. en lugar de evidencia descabellada de estudios individuales". [257]
Resumen ejecutivo, Estado mundial de los cultivos transgénicos/biotecnológicos comercializados
Hemos revisado la literatura científica sobre la seguridad de los cultivos transgénicos durante los últimos 10 años que capta el consenso científico madurado desde que las plantas transgénicas se cultivaron ampliamente en todo el mundo, y podemos concluir que la investigación científica realizada hasta ahora no ha detectado ninguna peligro significativo directamente relacionado con el uso de cultivos transgénicos.
La literatura sobre la biodiversidad y el consumo de alimentos y piensos genéticamente modificados ha dado lugar en ocasiones a un animado debate sobre la idoneidad de los diseños experimentales, la elección de los métodos estadísticos o la accesibilidad pública de los datos. Dicho debate, aunque sea positivo y forme parte del proceso natural de revisión por parte de la comunidad científica, con frecuencia ha sido distorsionado por los medios de comunicación y a menudo utilizado políticamente e inapropiadamente en campañas contra los cultivos transgénicos.
Los cultivos transgénicos actualmente disponibles y los alimentos derivados de ellos se han considerado seguros para el consumo y los métodos utilizados para probar su seguridad se han considerado apropiados. Estas conclusiones representan el consenso de la evidencia científica analizada por el ICSU (2003) y son consistentes con las opiniones de la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2002). Varias autoridades reguladoras nacionales (entre otros, Argentina, Brasil, Canadá, China, el Reino Unido y los Estados Unidos) han evaluado estos alimentos para detectar mayores riesgos para la salud humana utilizando sus procedimientos nacionales de inocuidad de los alimentos (ICSU). Hasta la fecha, no se han descubierto en ningún lugar del mundo efectos adversos, tóxicos o nutricionalmente nocivos verificables resultantes del consumo de alimentos derivados de cultivos modificados genéticamente (GM Science Review Panel). Muchos millones de personas han consumido alimentos derivados de plantas genéticamente modificadas (principalmente maíz, soja y colza) sin que se hayan observado efectos adversos (ICSU).
Existe un amplio consenso científico en que los cultivos genéticamente modificados que se encuentran actualmente en el mercado son seguros para el consumo. Después de 14 años de cultivo y un total acumulado de 2 mil millones de acres plantados, no se han producido efectos adversos para la salud o el medio ambiente debido a la comercialización de cultivos genéticamente modificados (Junta de Agricultura y Recursos Naturales, Comité de Impactos Ambientales Asociados con la Comercialización de Plantas Transgénicas, National Research Consejo y División de Estudios de la Tierra y la Vida 2002). Tanto el Consejo Nacional de Investigación de EE.UU. como el Centro Común de Investigación (el laboratorio de investigación científica y técnica de la Unión Europea y parte integral de la Comisión Europea) han llegado a la conclusión de que existe un cuerpo integral de conocimientos que aborda adecuadamente la cuestión de la seguridad alimentaria de los cultivos genéticamente modificados. (Comité para la identificación y evaluación de efectos no deseados de alimentos genéticamente modificados en la salud humana y Consejo Nacional de Investigación 2004; Centro Conjunto de Investigación de la Comisión Europea 2008). Estos y otros informes recientes concluyen que los procesos de ingeniería genética y mejoramiento convencional no son diferentes en términos de consecuencias no deseadas para la salud humana y el medio ambiente (Dirección General de Investigación e Innovación de la Comisión Europea, 2010).
Pero vea también:
Domingo JL, Giné Bordonaba J (mayo de 2011). "Una revisión de la literatura sobre la evaluación de la seguridad de plantas genéticamente modificadas" (PDF) . Medio Ambiente Internacional . 37 (4): 734–42. doi :10.1016/j.envint.2011.01.003. PMID 21296423. A pesar de ello, el número de estudios centrados específicamente en la evaluación de la seguridad de plantas transgénicas es todavía limitado. Sin embargo, es importante señalar que por primera vez se ha logrado un cierto equilibrio en el número de grupos de investigación que sugieren, basándose en sus estudios, que varias variedades de productos genéticamente modificados (principalmente maíz y soja) son tan seguros y nutritivos como así como las respectivas plantas convencionales no modificadas genéticamente, y aquellas que todavía plantean serias preocupaciones. Además, cabe mencionar que la mayoría de los estudios que demuestran que los alimentos transgénicos son tan nutricionales y seguros como los obtenidos mediante mejoramiento convencional, han sido realizados por empresas biotecnológicas o asociadas, que también se encargan de comercializar estas plantas transgénicas. De todos modos, esto representa un avance notable en comparación con la falta de estudios publicados en los últimos años en revistas científicas por esas empresas.
Krimsky S (2015). "Un consenso ilusorio detrás de la evaluación de la salud de los OGM". Ciencia, tecnología y valores humanos . 40 (6): 883–914. doi :10.1177/0162243915598381. S2CID 40855100. Comencé este artículo con testimonios de científicos respetados de que literalmente no existe controversia científica sobre los efectos de los OGM en la salud. Mi investigación de la literatura científica cuenta otra historia.
Y contraste:
Panchin AY, Tuzhikov AI (marzo de 2017). "Los estudios publicados sobre OGM no encuentran evidencia de daño cuando se corrigen para comparaciones múltiples". Reseñas críticas en biotecnología . 37 (2): 213–217. doi :10.3109/07388551.2015.1130684. PMID 26767435. S2CID 11786594. Aquí, mostramos que una serie de artículos, algunos de los cuales han influido fuerte y negativamente en la opinión pública sobre los cultivos transgénicos e incluso han provocado acciones políticas, como el embargo de transgénicos, comparten fallas comunes en la evaluación estadística de los datos. . Habiendo tenido en cuenta estos defectos, concluimos que los datos presentados en estos artículos no proporcionan ninguna evidencia sustancial del daño de los OGM.
Los artículos presentados que sugieren posibles daños de los OGM recibieron gran atención pública. Sin embargo, a pesar de sus afirmaciones, en realidad debilitan la evidencia del daño y la falta de equivalencia sustancial de los OGM estudiados. Destacamos que con más de 1783 artículos publicados sobre OGM en los últimos 10 años, se espera que algunos de ellos hayan informado diferencias no deseadas entre los OGM y los cultivos convencionales, incluso si tales diferencias no existen en la realidad.
y
Yang YT, Chen B (abril de 2016). "Gobierno de los OGM en los EE. UU.: ciencia, derecho y salud pública". Revista de Ciencias de la Alimentación y la Agricultura . 96 (6): 1851–5. Código Bib : 2016JSFA...96.1851Y. doi :10.1002/jsfa.7523. PMID 26536836.Por lo tanto, no sorprende que los esfuerzos para exigir el etiquetado y prohibir los OGM hayan sido una cuestión política creciente en los EE. UU. (citando a Domingo y Bordonaba, 2011) . En general, un amplio consenso científico sostiene que los alimentos genéticamente modificados actualmente comercializados no representan un riesgo mayor que los alimentos convencionales... Las principales asociaciones médicas y científicas nacionales e internacionales han declarado que no se han informado ni comprobado efectos adversos para la salud humana relacionados con los alimentos genéticamente modificados en investigaciones similares. literatura revisada hasta la fecha.
A pesar de diversas preocupaciones, hoy en día, la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, la Organización Mundial de la Salud y muchas organizaciones científicas internacionales independientes coinciden en que los OGM son tan seguros como otros alimentos. En comparación con las técnicas de mejoramiento convencionales, la ingeniería genética es mucho más precisa y, en la mayoría de los casos, es menos probable que genere un resultado inesperado.
La UE, por ejemplo, ha invertido más de 300 millones de euros en investigación sobre la bioseguridad de los OGM. Su reciente informe afirma: "La principal conclusión que se desprende de los esfuerzos de más de 130 proyectos de investigación, que abarcan un período de más de 25 años de investigación y en los que participan más de 500 grupos de investigación independientes, es que la biotecnología, y en particular los OGM, no son per se más riesgosas que, por ejemplo, las tecnologías convencionales de fitomejoramiento". La Organización Mundial de la Salud, la Asociación Médica Estadounidense, la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, la Sociedad Real Británica y todas las demás organizaciones respetadas que han examinado la evidencia han llegado a la misma conclusión: consumir alimentos que contienen ingredientes derivados de cultivos transgénicos no es más riesgoso. que consumir los mismos alimentos que contienen ingredientes de plantas cultivadas modificadas mediante técnicas convencionales de mejora de plantas.
Un informe emitido por el consejo científico de la Asociación Médica Estadounidense (AMA) dice que no se han detectado efectos a largo plazo en la salud por el uso de cultivos transgénicos y alimentos genéticamente modificados, y que estos alimentos son sustancialmente equivalentes a sus contrapartes convencionales". "Los cultivos y alimentos producidos utilizando técnicas de ADN recombinante están disponibles desde hace menos de 10 años y hasta la fecha no se han detectado efectos a largo plazo. Estos alimentos son sustancialmente equivalentes a sus homólogos convencionales.
Los alimentos elaborados mediante bioingeniería se han consumido durante casi 20 años y, durante ese tiempo, no se han informado ni fundamentado consecuencias manifiestas para la salud humana en la literatura revisada por pares.
Varias organizaciones científicas en los EE. UU. han publicado estudios o declaraciones sobre la seguridad de los OGM indicando que no hay evidencia de que los OGM presenten riesgos de seguridad únicos en comparación con los productos obtenidos convencionalmente. Estos incluyen el Consejo Nacional de Investigación, la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y la Asociación Médica Estadounidense. Los grupos en Estados Unidos que se oponen a los OGM incluyen algunas organizaciones ambientalistas, organizaciones de agricultura orgánica y organizaciones de consumidores. Un número sustancial de académicos del derecho ha criticado el enfoque de Estados Unidos para regular los OGM.
Hallazgo general sobre supuestos efectos adversos en la salud humana de los alimentos derivados de cultivos transgénicos: sobre la base de un examen detallado de comparaciones de alimentos transgénicos actualmente comercializados con alimentos no transgénicos en análisis de composición, pruebas de toxicidad aguda y crónica en animales, datos a largo plazo sobre la salud. de ganado alimentado con alimentos transgénicos y datos epidemiológicos humanos, el comité no encontró diferencias que impliquen un mayor riesgo para la salud humana de los alimentos transgénicos que de sus contrapartes no transgénicos.
Los diferentes organismos transgénicos incluyen diferentes genes insertados de diferentes maneras. Esto significa que los alimentos transgénicos individuales y su seguridad deben evaluarse caso por caso y que no es posible hacer declaraciones generales sobre la seguridad de todos los alimentos transgénicos.
Los alimentos transgénicos actualmente disponibles en el mercado internacional han pasado evaluaciones de seguridad y no es probable 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 parte de la población general en los países donde han sido aprobados. La aplicación continua de evaluaciones de seguridad basadas en los principios del Codex Alimentarius y, cuando corresponda, un seguimiento adecuado posterior a la comercialización, debería constituir la base para garantizar la seguridad de los alimentos genéticamente modificados.
Estos principios dictan una evaluación previa a la comercialización caso por caso que incluye una evaluación de los efectos directos e involuntarios.
En nuestra opinión, el potencial de los alimentos genéticamente modificados para causar efectos nocivos para la salud es muy pequeño y muchas de las preocupaciones expresadas se aplican con igual vigor a los alimentos derivados convencionalmente. Sin embargo, hasta el momento no se pueden descartar por completo los problemas de seguridad basándose en la información actualmente disponible.
Cuando se busca optimizar el equilibrio entre beneficios y riesgos, es prudente pecar de cauteloso y, sobre todo, aprender acumulando conocimientos y experiencia. Cualquier tecnología nueva, como la modificación genética, debe examinarse en busca de posibles beneficios y riesgos para la salud humana y el medio ambiente. Como ocurre con todos los nuevos alimentos, las evaluaciones de seguridad en relación con los alimentos genéticamente modificados deben realizarse caso por caso.
Los miembros del jurado del proyecto GM fueron informados sobre diversos aspectos de la modificación genética por un grupo diverso de reconocidos expertos en los temas relevantes. El jurado de transgénicos llegó a la conclusión de que se debe detener la venta de alimentos transgénicos actualmente disponibles y que se debe continuar con la moratoria sobre el crecimiento comercial de cultivos transgénicos. Estas conclusiones se basaron en el principio de precaución y la falta de evidencia de algún beneficio. El jurado expresó su preocupación por el impacto de los cultivos transgénicos en la agricultura, el medio ambiente, la seguridad alimentaria y otros posibles efectos sobre la salud.
La revisión de la Royal Society (2002) concluyó que los riesgos para la salud humana asociados con el uso de secuencias de ADN viral específicas en plantas transgénicas son insignificantes y, si bien pidió precaución en la introducción de alérgenos potenciales en cultivos alimentarios, destacó la ausencia de evidencia de que Los alimentos transgénicos disponibles comercialmente causan manifestaciones clínicas alérgicas. La BMA comparte la opinión de que no existe evidencia sólida que demuestre que los alimentos transgénicos no sean seguros, pero respaldamos el llamado a realizar más investigaciones y vigilancia para proporcionar evidencia convincente de seguridad y beneficio.
Las mayores diferencias entre el público y los científicos de la AAAS se encuentran en las creencias sobre la seguridad de comer alimentos genéticamente modificados (GM). Casi nueve de cada diez científicos (88%) dicen que, en general, es seguro comer alimentos transgénicos en comparación con el 37% del público en general, una diferencia de 51 puntos porcentuales.
