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El Impacto de la Introducción de Cultivos Transgénicos
en la Diversidad Biológica de los Países en Desarrollo
By
André de Kathen

 
Palabras clave:  Países en desarrollo (en general); Seguridad biológica/Inocuidad de los alimentos; Ingeniería genética; Diversidad biológica/Biodiversidad; Papa y boniato o batata.
Cita literal: Kathen, A. de (1999), "El Impacto de la Introducción de Cultivos Transgénicos en la Diversidad Biológica de los Países en Desarrollo." Monitor de Biotecnología y Desarollo, Compendio 1995-1997, p. 24-29.

Un número cada vez mayor de cultivos transgénicos se introduce deliberadamente en los centros de diversidad biológica, que se encuentran principalmente en los países en desarrollo. Dada la importancia de dichos centros para el futuro de los principales cultivos alimentarios del mundo, existe una gran preocupación acerca del impacto ecológico potencial de su introducción. Sin embargo, la información y el conocimiento disponibles al respecto son poquísimos. El presente artículo aborda los riesgos hipotéticos, usando la papa como ejemplo.

La diversidad biológica se define como la variabilidad total dentro de una especie de organismos vivos y sus hábitats así como entre ellas. En consecuencia, un centro de diversidad biológica se define como la región geográfica en la cual se encuentra la mayor variabilidad de una especie dada. Puesto que el término ‘especies’ incluye las variedades altamente domesticadas, los cultivares desarrollados por los agricultores (por ejemplo, las variedades locales adaptadas), las líneas seleccionadas y los parientes silvestres no cultivados, suele ser difícil trazar una línea divisoria entre las especies cultivadas y sus parientes silvestres así como entre el área cultivada y la silvestre. Además, en el garbanzo, el frijol común, el maíz, la papa, el arroz y otros cultivos se observa un ‘complejo cultivo-maleza-parientesilvestre’, que se caracteriza por un intercambio continuo de material genético (flujo genético) entre las formas silvestres y las cultivadas. En el hemisferio norte el flujo de genes puede ser considerado como un evento comparativamente raro porque solo excepcionalmente existen parientes silvestres de los cultivos. Sin embargo, los centros de diversidad biológica, instalados principalmente en países en desarrollo, brindan condiciones excelentes para promover este flujo de material genético.
La diversidad biológica evoluciona continuamente y debe considerarse como un proceso sumamente dinámico. También es una fuente de material genético para mejorar la producción agrícola al aportar variedades superiores de cultivos, mediante el mejoramiento convencional y la ingeniería genética.

Los cultivos transgénicos
Dos características obvias y específicas determinan las diferencias entre los cultivos transgénicos y los no transgénicos. Primero, la ingeniería genética ofrece la oportunidad de incorporar el material genético sin fronteras ‘naturales’. Las secuencias de ADN, que codifican una característica vegetal específica como la resistencia a un virus o la pigmentación de las flores que de otro modo nunca, o solamente en casos rarísimos, pertenecerían a ciertas especies, puede introducirse en el genoma de una planta. En otras palabras, la ingeniería genética añade nuevos genes al genoma de los cultivos, a diferencia del mejoramiento convencional que suele añadir variantes de un gen dado (nuevos alelos). Segundo, la secuencia de ADN introducida se encuentra ella misma en un contexto genético perturbado. Aunque faltan demostraciones empíricas, esto puede acarrear teóricamente efectos colaterales inesperados. Dos indicios de estos efectos inesperados son el atenuamiento subsecuente observado de un gen introducido en la progenie transgénica y la variación en la expresión de un gen transferido que depende de la ubicación en el genoma, los llamados ‘efectos de posición’.
Sin considerar estas dos diferencias entre los cultivos transgénicos y los no transgénicos, es el rasgo o la propiedad adquirida en sí, y no el proceso o el método de introducción, lo que interactúa con el medio ambiente y determina en gran medida el impacto ecológico potencial. Desde este punto de vista, no se justifica definir un riesgo intrínseco específico para las plantas transgénicas per se.

Introducciones de plantas transgénicas en los países en desarollo
(por especies y por características introducidas)
Especie Introduciones totales en el campo
Característica introducia
Resistencia a las herbicidas Resistencia a los insectos Resistecia a los virus Calidad del producto Otros
Maíz     46     29     16      1      3      5
Frijol de soja     27     25      -      1      1      -
Algodón     24     16     15      -      -      -
Tomate     19      -      2      1     16      -
Papa     13      -      1      6      -      6
Subtotal    129     70     34      9     20     11
Otras especies     30          
Total    159          
Nota: Es posible la transferencia de más de una característica.
Fuente: André de Kathen (1996), Gentechnik in Entwicklungsländern: Ein Überblick: Landwirtschaft. Berlín, Alemania: Umweltbundesambt.

Los riesgos hipotéticos
La agricultura tradicional o la introducción de cultivos transgénicos pueden afectar ambos la estabilidad y la diversidad de un ecosistema. No es posible hacer una predicción generalizada sobre el comportamiento de los cultivos transgénicos. Por ende, sólo unos pocos estudios abordan el impacto potencial de la introducción de cultivos (transgénicos), de los cuales la mayoría es de naturaleza teórica. Esto es sorprendente, ya que el impacto ecológico no se limita al ADN recombinante o a las plantas transgénicas. En particular el comportamiento de las especies exóticas introducidas en el pasado, tomándose en consideración la diferencia respectiva entre ‘exótico’ y ‘transgénico’, puede servir de modelo empírico útil para la introducción de cultivos transgénicos.
Basándose en el debate sobre los riesgos teóricos, se identifican los tres escenarios generales siguientes que describen cómo los cultivos transgénicos pueden influir en la composición y la estabilidad de un ecosistema natural. Los tres se apoyan en los mecanismos conocidos o más probables. Los riesgos especulativos no se discutirán, puesto que demostrar la inexistencia de un riesgo desconocido es una imposibilidad lógica.

1) La planta transgénica en sí se convierte en maleza debido a sus características añadidas. Ésta abandona el área de cultivo y desplaza las especies silvestres. El cultivo "se escapa". Cabe notar que el cultivo transgénico también puede escaparse debido a cambios genéticos menores que no están relacionados con el ADN transferido. Las plantas transgénicas de especies altamente domesticadas tendrán una probabilidad menor de escaparse comparadas con los cultivos de bajos insumos como los forrajes, las leguminosas, el sorgo o el caupé, debido a que los primeros generalmente no pueden competir con otras plantas fuera de las explotaciones agrícolas.

Sin embargo resulta difícil definir qué es una maleza. Sus propiedades típicas se describen en la lista de Baker (‘Baker’s list of characters’). La Impatiens glandulifera, por ejemplo, tiene solamente dos rasgos de los doce de esa lista, pero se ha vuelto agresiva. Probablemente ninguna lista sea muy coherente ni tenga gran valor para hacer predicciones.

2) El ADN introducido se transmite sexualmente a la población silvestre y puede conferir características de maleza si se expresa en la progenie de una cruza entre el cultivo respectivo y su pariente silvestre compatible (un híbrido). Esto puede considerarse como un acontecimiento probable, especialmente en centros de diversidad biológica. La transmisión en sí no se restringe al ADN recombinante, sino sólo al ADN recombinante que no suele tener una contraparte alélica en su pariente silvestre.
No obstante, cualquier efecto perjudicial que resulte de una hibridación entre el cultivo transgénico y su pariente silvestre, puede ser de importancia secundaria. Un híbrido puede invadir el área sólo si el agresor (por ejemplo un virus) representa una presión importante fuera de esa zona de cultivo. Sin embargo, por lo general, los agresores importantes en las explotaciones agrícolas carecen de importancia para las poblaciones silvestres. Suponiendo que el ADN introducido confiera una adecuación mayor, la difusión de este rasgo único y dominante a la población silvestre, se producirá con mayor rapidez que si fueran multigénicos y recesivos ‘naturales’. Por otro lado, estos últimos podrían no estar sujetos a la selección inmediata y permanecer ‘latentes’ en una población y seguir durante más tiempo formando parte del conjunto de genes del cultivo.
Con frecuencia, se entienden mal, a nivel molecular, las características de resistencia ‘natural’. Una buena comparación de la transferencia del material genético relacionado con la resistencia de los cultivos transgénicos o de los no transgénicos con respecto a sus parientes silvestres, requeriría un conocimiento más detallado de los procesos básicos que intervienen en las resistencias naturales. Los cultivos y sus híbridos pueden establecerse fuera de la zona cultivada (un proceso que se llama ‘naturalización’), pero no hay ejemplos de un cultivo o de un híbrido interfértil que se haya vuelto agresivo.

3) El ADN introducido se transmite asexualmente a las especies de otros reinos, como bacterias, virus y animales. Aunque no hay pruebas experimentales hasta ahora de que esto pueda suceder, esta transferencia horizontal de genes ocurre en la naturaleza. De hecho, la transferencia genética horizontal por medio de la bacteria fitopatógena Agrobacterium tumefaciens se ha vuelto la herramienta más exitosa de la ingeniería fitogenética. Este flujo dinámico entre especies de genes, tan poco entendido, puede representar la fuerza motriz de la evolución. Al respecto, merecen más atención tanto el papel, que se ha subestimado, del ADN, así como los microorganismos con función y distribución desconocida.

Suponiendo que un cultivo transgénico o un híbrido se haya vuelto una maleza, esto puede ocasionar la pérdida de especies autóctonas debido a la competencia. Es importante destacar que el número de especies en un ecosistema no basta para describir la diversidad biológica. La variabilidad genética dentro de una especie, que permite la adaptación a un entorno variable, probablemente reviste la misma importancia. Además, el establecimiento de un cultivo transgénico o el ADN introducido en el medio ambiente natural depende del número de plantas, o sea, del tamaño de la población establecida. Además, el número de genes introducidos o de alelos (no es necesario aquí hacer una distinción entre ellos) puede influir en el aumento potencial de las malezas. En principio, cuanto mayor sea la cantidad de características nuevas introducidas en el sistema, mayor será la probabilidad de encontrar un nicho ecológico respectivo dentro de él que encaje perfectamente en el patrón de características introducido. Empero, este principio no excluye la posibilidad de que sólo un gen nuevo baste para conferir esa agresividad.
Todo el debate relativo al impacto en la diversidad biológica de los cultivos transgénicos se concentra en el potencial de ese nuevo cultivo de convertirse en maleza (escenarios 1 y 2). Aunque parezca sorprendente, se suele dejar de lado la importante cuestión de si, o en qué medida, las resistencias a las bacterias y los hongos, adquiridas a través de la ingeniería genética o de los métodos convencionales, afectan la microflora asociada del suelo y los microorganismos endofíticos (escenario 3).

La papa como modelo
Un principio básico del análisis de riesgos en los centros de diversidad biológica es suponer que podría darse el flujo genético. El análisis de impacto tiene que concentrarse en las consecuencias de tal flujo genético, en vez de hacerlo en la probabilidad de que ocurra. La estrategia propuesta, por lo tanto, consiste en dos elementos: Dos talleres recientes se ocuparon de las preocupaciones ambientales relacionadas con la introducción de cultivos transgénicos en centros de diversidad. Uno, llevado a cabo en Argentina en junio de 1995, se concentró en la papa; fue organizado por la Comisión asesora de biotecnología del Instituto de medio ambiente en Estocolmo (SEI) de Suecia, junto con el Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA) de Costa Rica. El otro se realizó en México en septiembre de 1995, y se concentró en el maíz; estuvo a cargo del Centro Internacional de Mejoramiento del Maíz y el Trigo (CIMMYT) de México.

Se conocen ocho especies cultivadas de papa del género Solanum, con numerosas variedades y varios centenares de parientes no cultivados. Muchas de estas especies contienen genes de resistencia a plagas y patógenos. Los principales centros de diversidad biológica están localizados en México, Perú, Bolivia y el noroeste de Argentina. El género abarca una serie poliploides, o sea, pueden encontrarse especies en las que hay dos juegos de cromosomas (diploide) y especies hasta con 6 (hexaploides).
Es posible la transferencia del ADN introducido en papas transgénicas cultivadas a sus parientes silvestres siempre que se disponga de los polinizadores (principalmente abejorros) y de una constitución genética compatible. El flujo de genes se reduce al cultivar papas transgénicas en áreas sin parientes silvestres compatibles, ni polinizadores, como los abejorros o los escarabajos, así como cultivando variedades masculinas estériles.
Otro ejemplo es el maíz. El género Zea tiene cuatro especies, de las cuales todas son sexualmente compatibles y producen híbridos fértiles. Sin embargo, no se observa la formación de híbridos en condiciones naturales debido a las distancias geográficas, los tiempos de floración diferentes y la incompatibilidad morfológica de las flores. Sin embargo, los Zea mays ssp. mays y Zea mays ssp. mexicana (teozintle) son motivo de preocupación porque el flujo de genes se da en condiciones experimentales, aunque los híbridos no tienen una adecuación superior. Debido al hecho de que el maíz y el "teozintle" forman híbridos fértiles, podría haber entrecruzamiento de cualquier secuencia de ADN (incluido el ADN recombinante) del Zea mays ssp. mays con el ‘teozintle’.

Introducción de plantas transgénicas en los países en desarollo 
(por país)
Países estudiandos Introducciones confirmadas Total de introducciones
Argentina           43           43
Belice            -            4
Bolivia            1            5
Costa Rica            6            8
Cuba           13           13
Chile            9           17
Egipto            1            1
Guatemala            2            3
India            2            3
México           20           20
Perú            2            2
Puerto Rico           21           21
República Dominicana            1            1
Sudáfrica           17           17
Tailandia            1            1
Total          139          159
Notas: 
•    No se dispone de información documentada para el Brasil, Colombia, Filipinas, Indonesia, Kenya, Malaisia, Nigeria, Paquistán, Venezuela y Zimbabwe.
•    El total incluyde también las introducciones para las cuales no fue posible obtener confirmación ni del gobierno ni de las empresa u organización responsable.
Fuente: André de Kathen (1996), Gentechnik in Entwicklungsländern: Ein Überblick: Landwirtschaft. Berlín, Alemania: Umweltbundesambt.

La evaluación de los riesgos
Como no se puede excluir el flujo de genes del ADN introducido, tanto del maíz como de la papa, a las variedades silvestres, cabe plantearse las siguientes preguntas para la evaluación de los riesgos: En el caso de la papa se demostró durante el taller que la mayoría de los factores bióticos, causantes del estrés, como los virus, los hongos y los insectos, no representaban un riesgo específico. Para la resistencia a los virus se dispone de suficiente experiencia, ya que anteriormente se habían producido variedades resistentes mediante el mejoramiento convencional y que se encuentra dicha resistencia en la población silvestre. La transcapsidación (por ejemplo, el empaquetamiento de un virus con una cubierta proteica por manipulación) y la recombinación (el desarrollo de nuevas secuencias virales al combinar el ácido nucleico viral y el manipulado) pueden considerarse como técnicas de bajo riesgo (adicional), puesto que también en la naturaleza una planta suele enfrentarse a una mezcla de virus.
La resistencia a las bacterias generalmente afecta el desarrollo del tubérculo. Su influencia en la fertilidad y la adaptabilidad es comparativamente baja. En consecuencia, la utilización de papas transgénicas resistentes a las bacterias no parece conllevar un riesgo ni mayor ni específico. El mismo supuesto se puede aplicar a la resistencia a los hongos. Por ejemplo, la Phytophthora infestans es una plaga seria que afecta la producción de papa pero que no es un factor limitativo en las poblaciones silvestres.
La situación es diferente con respecto a la resistencia a los factores abióticos, como la tolerancia al frío. Obviamente, las variedades tolerantes al frío se cultivarán en áreas en que existan parientes silvestres. Cabe repetir que ninguna ventaja selectiva es obvia, pero si esa característica se incorpora en variedades sensibles al frío, estas variedades naturales o híbridas pueden, a su vez, reemplazar a sus parientes tolerantes al frío, siempre y cuando las nuevas contengan propiedades con ventajas adicionales.

Otros cultivos
Aunque las consideraciones antes mencionadas parecen válidas y, en principio, aplicables a otros cultivos como el caupé, la yuca y el plátano, el análisis sigue basándose en supuestos teóricos en lugar de en datos empíricos. Para pronunciarse a ciencia cierta sobre los impactos ecológicos potenciales de la introducción de plantas transgénicas, hace falta reunir más información empírica. La evaluación de los riesgos exige un enfoque multidisciplinario, que debería incluir los cultivos transgénicos así como las especies no autóctonas y las nuevas líneas mejoradas. En este sentido, es sorprendente que no se preste la misma atención a la introducción de cultivares seleccionados, tolerantes al frío o resistentes a las herbicidas, o de especies exóticas, como la Trithordeum (una cruza entre trigo y avena) y la Triticale (una cruza entre trigo duro y centeno), que a la introducción de variedades transgénicas.
André de Kathen

Departamento de genética molecular
Universidad de Hannover
Herrenhäuserstr. 2
30419 Hannover
Alemania

Fax (+49) 511 762 4088
E-mail kathen@mbox.lgm.uni-hannover.de

Este artículo se basa principalmente en André de Kathen (1996), Gentechnik in Entwicklungsländern: Ein Überblick: Landwirtschaft. Berlín, Alemania: Umweltbundesamt.

Fuentes
M. Crawley (1990), "The Ecology of Genetically Engineered Organisms: Assessing the environment risks." En: H.A. Mooney y G. Bernardi (eds.), Introduction of Genetically Modified Organisms into the Environment, págs. 133-150

N.C. Ellstrand (1994), Are There Unique Risks When Testing in Centres of Diversity. Proceedings of the 3rd International Symposium on the Biosafety Results of Field Tests of Genetically Modified Plants and Microorganisms. University of California. págs. 311-313.

K. Harding y P. S. Harris (1994), Risk Assessment of the Release of Genetically Modified Plants: A review. MAFF - Chief Scientists’ Group, Ministry of Agriculture, Fisheries and Food.

R. J. Frederick, I. Virgin y E. Lindarte (1995), Environmental Concerns with Transgenic Plants in Centres of Diversity: Potato as a model. Estocolmo: BAC/SEI e IICA.

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