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Cosechas modificadas genéticamente

Diciembre 06, 2021

Las cosechas modificadas genéticamente (Cultivos modificados genéticamente, cosechas Bt, cosechas transgénicas) son plantas que se utilizan en la agricultura y las cuales se les ha modificado su ADN usando técnicas de ingeniería genética. En la mayoría de los casos, el propósito es introducir una característica nueva a la planta que naturalmente no se presentaría en estas especies. Algunos ejemplos empleados en cosechas de comida incluyen resistencia a pesticidas, enfermedades o condiciones ambientales, reducción de deterioro o resistencia a tratamiento químicos (e.g. resistencia a herbicidas), o mejoramiento del perfil nutritivo requerido por el cultivo. Otros ejemplos, relacionados con cosechas que no son de comida, incluyen la producción de agentes farmacéuticos, biocombustibles y otros productos útiles en la industria, al igual que para la biorremediación.[1]​

Los agricultores han adoptado a gran escala la tecnología de modificación genética. Entre 1996 y el 2013, la superficie total de tierra cultivada con cosechas modificadas genéticamente aumentó en un factor de 100, de 17.000km² (4,2 millones de acres) a 1.750.000 km² (432 millones de acres).[1]​ En 2010, 10% de la tierra mundial cultivable se ha plantado con cosechas modificadas genéticamente.[2]​ En EUA, en el 2014 , 94% de las habas de soja plantadas, 96% del algodón, y 93% del maíz fueron variedades modificadas genéticamente.[3]​ El uso de los cultivos modificados genéticamente se expandió rápidamente en países en desarrollo, con alrededor de 10 millones de agricultores creciendo el 54% de las cosechas modificadas genéticamente a nivel mundial en el 2013. [1]​ Un meta-análisis en el 2014, concluyó que la adopción de la tecnología de modificados genéticamente redujo el uso de pesticidas en un 37%, incremento el porcentaje obtenido en las cosechas en un 22%. y aumentó las ganancias de los agricultores en un 68%.[4]​ Esta reducción en el uso de pesticidas ha sido benéfica para el ambiente, sin embargo los beneficios pueden reducirse por un uso excesivo.[5]​ La ganancia de mayores cosechas y la reducción de pesticidas es mayor para cosechas resistentes a los insectos que para las cosechas tolerantes a herbicidas. La producción y la ganancia son mayores en países en desarrollo que en países desarrollados.[4]​

Existe una aprobación general por la comunidad científica con respecto a que la comida que se venda proveniente de cosechas modificadas genéticamente no presenta mayores riesgos para la salud humana que los que presentan los alimentos convencionales, sin embargo deben ser probados en una base de caso por caso.[6]​[7]​[8]​[9]​[10]​[11]​[12]​[13]​[14]​[15]​ No obstante, existe oposición que ha objetado por diferentes razones. Incluyendo preocupación por el ambiente, si los alimentos modificados genéticamente son seguros o si son necesarios para poder atender las necesidades de alimentos en el mundo, así mismo existe una preocupación creciente por el hecho de que estos organismos están sujetos a la ley de propiedad intelectual.:)

Transferencia genética en la naturaleza y en la agricultura tradicional

El ADN se transfiere naturalmente entre organismos.[16]​ Varios mecanismos naturales permiten el flujo de genes a través de las especies. Esto ocurre en la naturaleza a gran escala – por ejemplo, un mecanismo se encarga del desarrollo de la resistencia a antibióticos en las bacterias.[17]​ Esto es facilitado por transposones, retrotransposones, provirus y otros elementos genéticos móviles que naturalmente trasladan el ADN a un nuevo loci en el genoma. [18]​[19]​ Este movimiento ocurre sobre una escala de tiempo evolutivo.[20]​[21]​[22]​

La introducción del germoplasmo a las cosechas se ha logrado por los criadores de cosechas al superar barreras naturales que existen para algunas especies. Un grano de cereal híbrido fue creado en 1875, al cruzar trigo y centeno.[23]​ Desde entonces, se han introducido importantes características incluyendo los genes de enanismo y resistencia al moho.[24]​ El cultivo de tejidos de plantas y las mutaciones deliberadas han permitido alterar la base de los genomas de la planta.[25]​[26]​

Historia

La primera cosecha de plantas genéticamente modificada se produjo en 1982, y fue una planta de tabaco resistente a los antibióticos.[27]​ Las primeras pruebas de campo fueron en Francia y en Estados Unidos en 1986, cuando las plantas de tabaco fueron diseñadas para resistencia a herbicidas.[28]​ En 1987, Plant Genetic Systems (Ghent, Bélgica), fundada por Marc Van Montagu y Jeff Schell, fue la primera compañía en diseñar genéticamente una planta (tabaco) resistente a los insectos, al incorporar genes que producían proteínas insecticidas obtenidas de Bacillus thuringiensis (Bt).[29]​

La República Popular de China fue el primer país que permitió comercializar plantas transgénicas introduciendo la planta de tabaco resistente a virus en 1992,[30]​ que fue retirada en 1997.[31]​:3 La primera cosecha modificada genéticamente aprobada para su venta en EE. UU., en 1994, fue el tomate FlavrSavr. Este tenía una vida útil más larga, porque le tomaba más tiempo suavizarse después de la maduración.[32]​ En 1994, la Unión Europea aprobó el tabaco diseñado genéticamente para resistir el herbicida bromoxinil, haciéndolo el primer cultivo diseñado comercializado y puesto en el mercado en Europa.[33]​

En 1995, la Patata Bt fue aprobada por la Agencia de Protección Ambiental de EU, convirtiéndola en la primera cosecha productora de pesticidas del país.[34]​ En 1995, la canola con una composición modificada de aceites (Calgene), el maíz Bt (Ciba-Geigy), el algodón resistente al bromoxinil (Calgene), el algodón Bt (Monsanto), los granos de soja resistentes al glifosato (Monsanto), el chayote resistente a virus (Asgrow), y otros jitomates retardantes de maduración (DNAP, Zeneca/Peto, and Monsanto) fueron aprobados.[28]​ A mediados de 1996, un total de 35 aprobaciones fueron otorgados para crecer comercialmente 8 cosechas y una de flores, con 8 diferentes características en 6 países y en la Unión Europea.[28]​[35]​

Métodos

 
Plantas (Solanum chacoense) siendo transformadas usando agrobacterium.

A las cosechas diseñadas genéticamente se les agregan o se les quitan genes utilizando técnicas de ingeniería genética,[36]​ incluyendo el uso de pistolas de genes, electroporación, microinyección y agrobacterium.

Las pistolas de genes (biolistic) "disparan" (partículas de alta energía o radiación en contra[37]​) los genes objetivo dentro de las células de la planta. Es el método más común. El ADN se une a pequeñas partículas de oro o tungsteno, que son disparadas hacia el tejido de la planta o hacia células bajo gran presión. Las partículas aceleradas penetran tanto la pared celular como la membrana celular. El ADN se separa del metal y se integra al ADN de la planta dentro del núcleo. Este método ha sido aplicado exitosamente para varios cultivos, especialmente de monocotiledóneas como el trigo y el maíz, cuya transformación usando Agrobacterium tumefaciens ha sido menos exitosa.[38]​ La desventaja más grande de este procedimiento es que se puede provocar un daño significativo al tejido celular.

La transformación mediada por Agrobacterium tumefaciens es otra técnica bastante común. Las agrobacterias son parásitos naturales de las plantas, y su habilidad natural para transferir genes provee otros método de diseño genético. Para crear un ambiente adecuado para ellas mismas, las agrobacterias insertan sus genes en plantas huéspedes, resultando en la proliferación de células de planta modificadas cerca del nivel del suelo. La información genética para el crecimiento de tumores está codificada en un fragmento de ADN circular, móvil (plásmido). Cuando las agrobacterias infectan una planta, transfiere este ADN-T a un sitio aleatorio en el genoma de la planta. Cuando se usa en ingeniería genética el ADN-T se remueve del plásmido bacteriano y se reemplaza con el gen de interés. La bacteria es un vector, al permitir el transporte de genes extraños a las plantas. Este método funciona principalmente para dicotiledóneas como papas, jitomates y tabaco. La infección con agrobacterias es menos exitosa en cosechas como maíz y trigo.

La electroporación se usa cuando el tejido de la planta no contiene paredes celulares. En esta técnica al ADN entra a las células de la planta a través de poros diminutos que son causados temporalmente por pulsos eléctricos.

La microinyección inyecta directamente el gen al ADN.[39]​

Los científicos de plantas, respaldados por los resultados del diseño moderno de perfiles para la composición de cultivos, señala que las cosechas modificadas genéticamente son menos viables a tener cambios no intencionados que las cosechas que son cultivadas convencionalmente.[40]​[41]​

El tabaco y la Arabidopsis thaliana son las plantas frecuentemente más modificadas, debido a los métodos de transformación que han sido desarrollados correctamente, a la facilidad de propagación y a los genomas bien estudiados.[42]​[43]​ Funcionan como organismos modelo para otras especies de plantas.

Introducir nuevos genes a las plantas requiere de un promotor específico al área donde el gen debe expresarse. Por ejemplo, para expresar un gen solo en granos de arroz y no en hojas, se utiliza un promotor endosperma específico. Los codones del gen deben ser optimizados para el organismo por el sesgo del uso de codón. Los productos de los genes transgénicos deben ser capaces de desnaturalizarse por calor para que se destruyan al ser cocinados.

Tipos de modificaciones

 
Maíz transgénico que contiene un gen de la bacteria Bacillus thuringiensis

Transgénica

A las plantas transgénicas se les insertan genes que se derivan de otras especies. Los genes insertados pueden ser de especies dentro del mismo reino (planta a planta) o entre reinos (por ejemplo, bacteria a planta). En muchos casos el ADN insertado debe ser ligeramente modificado para expresarse correctamente y eficientemente en el organismo huésped. Las plantas transgénicas se usan para expresar proteínas como las toxinas Cry de B. thuringiensis, los genes resistentes a los herbicidas, anticuerpos[44]​ o antígenos para vacunas [45]​ Un estudio dirigido por la Autoridad Europea de Seguridad de Alimentaria (EFSA) encontró también la presencia de genes virales en plantas transgénicas.[46]​

Las zanahorias transgénicas se han utilizado para producir Taliglucerasa alfa, que se utiliza para tratar la enfermedad de Gaucher.[47]​ En el laboratorio, las plantas transgénicas han sido modificadas para aumentar la fotosíntesis (actualmente en alrededor de un 2% en la mayoría de las plantas comparado con el potencial teórico de 9-10%)[48]​ Esto es posible al cambiar la enzima RuBisCo (cambiando plantas C3 a plantas C4[49]​), al poner a RuBisCo en un carboxisoma, agregando canales de CO2 en la pared celularl,[50]​[51]​ al cambiar la forma y tamaño de la hoja.[52]​[53]​[54]​[55]​ Algunas plantas han sido diseñadas para exhibir bioluminiscencia que podría convertirse en una alternativa sustentable a la luz eléctrica.[56]​

Cisgénica

Las plantas cisgénicas se hacen utilizando genes encontrados dentro de la misma especie, o una muy cercana donde la cruza de plantas convencional puede ocurrir. Algunos criadores y científicos argumentan que las modificaciones cisgénicas son útiles para plantas que son difícil de cruzar pos medios convencionales (como las papas), y que las plantas cisgénicas no deberían tener el mismo escrutinio de regulación que los transgénicos.[57]​

Subgénica

En el 2014, el investigagdor chino Gao Caixia presentó las patentes de la creación de una especie de trigo que es resistentes al oidio. Esta especie carece de genes que codifiquen proteínas para reprimir las defensas contra el oidio. Los investigadores eliminaron las tres copias de los genes del genoma hexaploide del trigo. La especie promete reducir o eliminar el uso inmoderado de fungicidas para controlar la enfermedad. Gao usó las herramientas de edición genética TALENs y CRISPR sin agregar o cambiar otros genes. No se planearon las pruebas de campo al momento.[58]​[59]​

Economía

El valor económico de alimentos modificados genéticamente para agricultores es el mayor beneficio, incluyendo países en desarrollo.[60]​[61]​[62]​ Un estudio en el 2010, demostró que el maíz Bt proporciona beneficios económicos de 6.9 mil millones de dólares mayor al de los 14 años anteriores en cinco estados del medio oeste.[63]​[64]​ Economistas agrícolas calcularon que el superávit mundial aumentó en $240.3 millones para 1996. De este total, la parte más grande (59%) fue a los agricultores estadounidenses. La compañía de semillas Monsanto recibió la segunda parte más grandes (21%), seguido por los consumidores (9%), el resto del mundo (6%) el proveedor del germoplasma, Delta and Pine Land Company (5%)."[65]​

Según el Servicio Internacional para la Adquisición de Aplicaciones Agro - biotecnológicas (ISAAA), en el 2014 aproximadamente 18 millones de agricultores crecieron cosechas biotecnológicas en 28 países, alrededor de 94% de los agricultores estaban en países en vías de desarrollo, con muy pocos recursos. 53% de la cosecha biotec a nivel global, que ocupaba un área de 181.5 millones de hectáreas se crecieron en 20 países en desarrollo[66]​ El estudio comprensivo de PG Economics en 2012 concluyó que las cosechas genéticamente modificadas incrementaron los ingresos de las granjas a nivel mundial en $14 mil millones en el 2010, con más de la mitad de este total siendo para granjas países en desarrollo.[67]​

La cosecha principal que crecen las pequeñas granjas en países en desarrollo es de algodón. Una revisión en el 2006 de los resultados del algodón Bt por economistas agrícolas llegó a la conclusión que "el balance general aunque prometedor, está mezclado. Los retornos de inversión son sumamente variables con el paso de los años, el tipo de granja y la ubicación geográfica".[68]​ Sin embargo, el activista ambiental, Mark Lynas, dijo que el rechazo absoluto de la ingeniería genética es "ilógico y posiblemente peligroso para los intereses de las personas más pobres y del medio ambiente".[69]​

En el 2013 el Consejo Asesor Científico de las Academias Europeas le pidió permiso a la Unión Europea para permitir el desarrollo de las tecnologías de modificación genética agrícolas, para permitir una agricultura más sustentable, al explotar menos la tierra, el agua y las fuentes de recursos. El Consejo también criticó el marco regulatorio de trabajo de la Unión Europea por ser laborioso y costos, y argumentó que la UE se había atrasado en adoptar las tecnologías de modificación genética[70]​

De acuerdo con la revisión del 2012 basada en la información de la segunda mitad de los 90 y el principio de los 2000, muchas de las cosechas genéticamente modificadas crecidas cada año se usan para alimentar al ganado y el aumento de la demanda de la carne conduce a una mayor demanda de cosechas de comida modificadas genéticamente.[71]​

En el 2014 el valor global de la semilla biotec era de US$15,7 mil millones; US$11,3 mil millones (72%) era en países industrializados y US$4,4 mil millones (28%) era en países en vías de desarrollo.[66]​ En el 2009, Monsanto tenía $7,3 mil millones de ventas en semillas y por patentar su tecnología. DuPont, a través subsidiaria, Pioneer, fue la siguiente compañía más grande en el mercado[72]​ A partir del 2009, la línea completa de productos Roundup incluyendo las semillas modificadas genéticamente representó alrededor del 50% del negocio de Monsanto.[73]​

Algunas patentes relacionadas con las características obtenidas a partir de modificaciones genéticas han expirado, permitiendo el desarrollo legal de especies genéricas que incluyen estas características. Por ejemplo los granos de soja genéricos tolerantes a glifosato ya están disponibles. Otro factor que genera bastante impacto es que la característica desarrollada por un vendedor puede agregarse a la especie de otro vendedor, incrementando potencialmente la opción de productos y la competencia.[74]​ La patente del primer tipo de la cosecha RoundUp Ready que produjo la compañía Monsanto (granos de soja) expiró en el 2014[75]​ y la primera cosecha de granos de soja fuera de patente fue en la primavera del 2015[76]​ Monsanto ha patentado semillas de otras compañías que incluyen la característica de resistencia al glifosato en semillas.[77]​ Alrededor de 150 compañías han patentado su tecnología,[78]​ incluyendo a Syngenta[79]​ y a DuPont Pioneer.[80]​

Rendimiento de la cosecha

En el 2014 la revisión más grande que se haya hecho concluyó que los efectos de las cosechas modificadas genéticamente eran positivos en la agricultura. El meta-análisis consideró todos los exámenes de los impactos agronómicos y económicos entre 1995 y marzo del 2014. El estudio encontró que las cosechas tolerantes a los herbicidas tiene menores costos de producción, mientras que la reducción del uso de pesticidas en las cosechas resistentes a los insectos se compensó con precios más elevados de las semillas, dejando los costos de producción casi iguales[4]​[81]​

Los rendimientos aumentaron en un 9% para la tolerancia a herbicidas y en un 25% para las variedades resistentes a insectos. Los agricultores que adoptaron las cosechas modificadas genéticamente tuvieron un 69% más de ganancias que los que no. La revisión encontró las cosechas genéticamente modificadas ayudan a los agricultores en países en vías de desarrollo a incrementar sus rendimientos en 14 puntos porcentuales.[81]​

Los investigadores consideraron algunos estudios que no estaban revisados por expertos, y algunos pocos que no reportaban el tamaño de las muestras. Intentaron corregir para el sesgo de publicación, al considerar fuentes más allá de revistas académicas. La gran información obtenida permitió al estudio el control de variables que podían generar confusión como el uso de fertilizantes. Se concluyó que la fuente de confusión no influenciaba los resultados del estudio.[81]​

Características modificadas

Las cosechas modificadas genéticamente que se crecen hoy en día, o están bajo desarrollo, se han modificados con varias características. Estas características incluyen mayor tiempo de vida, resistencia a enfermedades, resistencia al estrés, resistencia a herbicidas y pesticidas, producción de bienes útiles como el biocombustible y fármacos y la habilidad para absorber toxinas y usarlas en biorremediación de la contaminación.

Recientemente, la investigación y desarrollo han sido puesto a cargo de mejorar las cosechas que son más importantes localmente en países en desarrollo como Vigna unguiculata resistente a insectos para África[82]​ y berenjena resistente a insectos.[83]​

Tiempo de vida

La primera cosechas modificada genéticamente aprobada en Estados Unidos fue el jitomate FlavrSavr que tenía mayor duración de vida.[32]​ Ya no está en el mercado, en noviembre del 2014, el Departamento de Agricultura de Estados Unidos aprobó una papa modificada genéticamente que previene la aparición de golpe.[84]​[85]​

En febrero de 2015 las manzanas árticas fueron aprobadas por el Departamento de Agricultura de EU,[86]​ convirtiéndose en la primera manzana modificada genéticamente aprobada para su venta en Estados Unidos.[87]​ El silenciamiento de genes fue usado para reducir la expresión de polifenol oxidasa (PPO), previniendo así, pardeamiento enzimático de la fruta después de se que se corte. Esta característica se le agregó a las variedades Granny Smith y Golden Delicious .[86]​[88]​ La característica incluye un gen bacterial resistente a antibióticos que proporciona resistencia al antibiótico kanamicina. La ingeniería genética incluía el cultivo en la presencia de kanamicina, que permitió que sólo los cultivos resistentes sobrevivieran. El consumo de manzanas por humanos no brinda la resistencia a la kanamicina.[89]​ La FDA aprobó las manzanas en marzo del 2015.[90]​

Nutrición

Aceites comestibles

Algunos granos de soja genéticamente modificados ofrecen mejores perfiles de aceites, para procesarlos y comer más saludablemente.[91]​[92]​La Camelina sativa ha sido modificada para producir plantas que acumulen altos niveles de aceite, similar al aceite de los pescados.[93]​[94]​

Enriquecimiento de vitaminas

El arroz dorado, desarrollado por el Instituto Internacional de Investigación del Arroz, proporciona grandes cantidades de Vitamina A y se utiliza para reducir la deficiencia de Vitamina A.[95]​[96]​

Los plátanos Cavedish modificados expresan 10 veces la cantidad de Vitamina A que la variedades no modificadas. [97]​[98]​

Reducción de toxinas

Una guacamota modficada genéticamente bajo desarrollo ofrece menor glucósidos de cianogénicos y una mayor cantidad de proteínas y otros nutrientes (llamada BioCassava).[99]​

En noviembre de 2014, el Departamento de Agricultura de Estados Unidos, aprobó una papa, desarrollada por J.R. Simplot Company, que previene los moretones y produce menos acrilamida cuando se fríe. Las modificaciones previenen que se formen proteínas dañinas vía ARN de interferencia.[84]​[85]​ No utilizan genes de otras especies que no sean papas. La característica fue agregada a la Russet Burbank, la Ranger Russetay a las variedades atlánticas[84]​

Resistencia al estrés

Se estaban desarrollando plantas diseñadas para tolerar estresores no biológicos, como las sequías,[84]​[85]​[100]​[101]​ el congelamiento[102]​[103]​ alta salinidad del suelo,[104]​[105]​ o falta de nitrógeno[106]​ En el 2011, el maíz DroughtGard de Monsanto se convirtió en la primera cosecha modificada genéticamente resistente a las sequías en ser aprobada para comercializar en E.U...[107]​

Herbicidas

Glifosato

Desde 1999 la característica más prevaleciente ha sido la resistencia al glifosato[108]​ El glifosato, (el ingrediente activo en Roundup y en otros productos herbicidas) mata plantas al interferir con la ruta del ácido shikímico, la cual es esencial para la síntesis de aminoácidos aromáticos, fenilalanina, tirosina, y triptófano . La ruta de shikímico no está presente en animales, que obtienen los aminoácidos aromáticos de su dieta. Más específico, el glifosato inhibe la enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sinteasa (EPSFS). Esta característica fue desarrollada porque los herbicidas usados en cosechas de granos y pastos quedaban sumamente tóxicas y no era efectiva contra hierba de hoja estrecha. Entonces, desarrollar cosechas que pudieran resistir el rociado de glifosato reduciría riesgos tanto en el ambiente como en la salud, y le daría una ventaja agrícola del agricultor.[108]​

Algunos microorganismos tienen una versión de EPSFS que es resistente a la inhibición del glifosato. Una de estas fue aislada de una cepa de Agrobacteria CP4 (CP4 EPSFS) que era resistente al glifosato.[109]​[110]​ El gen CP4 EPSFS fue diseñado para expresarse en plantas al fusionar el extremo 5' del gen al péptido de tránsito de cloroplasto derivado de la petunia EPSFS Este péptido transitorio se usó porque ya se había observado previamente su habilidad para llevar el EPSFS bacteriano a los clorolplastos de otras plantas. Este gen CP4 EPSFS fue clonado y transfectado a los granos de soja. El plásmido usado para mover el gen a los granos de soja fue PV-GMGTO4. Contiene 3 genes bacterianos, 2 genes CP4 EPSPS , y un gen que codfica beta-glucuronidasa(GUS) de Escherichia coli como marcador.

BromoxInil

Se han diseñado plantas de tabaco para ser resistentes al herbicida bromoxinil.[33]​

Glufosinato

También se han comercializado cosechas que son resistentes al herbicida glufosinatol.[111]​Las cosechas son diseñadas para que sean resistentes a múltiples herbicidas para permitirle a los agricultores usar una mezcla de un grupo de dos, tres o cuatro químicos bajo desarrollo para combatir la resistencia a herbicidas.[112]​[113]​

2,4-D

En octubre del 2014 la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos registró el maíz Enlist Duo de Dow que es modificado genéticamente para ser resistente tanto al glifosato y al 2,4-D, en seis estados.[114]​[115]​ Al insertar un gen bacteriano, ariloxyalkanoato dioxigenasa aad1, se hace al maíz resistente a 2,4-D.[114]​[116]​ El Departamento de Agricultura de E.U. aprobó el maíz y los granos de soja con las mutaciones en septiembre del 2014.[117]​

Dicamba

Monsanto ha solicitado la aprobación para una nueva especie que es tolerante tanto al glifosato como a dicamba.[118]​

Resistencia a plagas

Insectos

El tabaco, el maíz, el arroz y muchas otras cosechas se han diseñado para expresar genes que codifican para proteínas insecticidas de Bacillus thuringiensis (Bt).[34]​[119]​ La papaya, las papas, y el chayote han sido diseñados para resistir patógenos virales como el virus del mosaico del pepino que, a pesa de su nombre, infecta a una gran variedad de plantas[120]​ La introducción de cosechas Bt durante el periodo entre 1996 y 2005 ha sido estimado en haber reducido el volumen total de ingrediente activo de insecticida usado en Estados Unidos por 100 mil toneladas. Esto representa un 19.4% de reducción de uso del insecticida.[121]​

A finales de los 90, una papa modificada genéticamente que era resistente al escarabajo de la patata fue retirada porque compradores importantes se negaron a adquirirla por miedo a la oposición de los consumidores.[84]​

Virus

Se desarrolló una papaya resistente a los virus en respuesta al brote del virus de la mancha anular de la fruta bomba en Hawaii a finales de los 90. Incorporan el ADN del virus[122]​[123]​ Para el 2010, el 80% de las plantas de papaya que crecen en Hawái fueron modificadas genéticamente.[124]​[125]​

Se diseñaron patatas resistentes al potato leaf roll virus y al virus de la patata en 1998. Sus ventas bajas condujeron a que se retiraran del mercado después de 3 años.[126]​

Se diseñaron chayotes amarillos que fueran resistentes a dos al principio, y después a tres virus al inicio de los 90. Los virus mosaico de sandía, pepino,y calabacín amarillo. El chayote fue la segunda cosecha en ser aprobada por los reguladores de Estados Unidos. La característica después se agregó al calabacín.[127]​

Muchas especies de maíz han sido desarrolladas en los últimos años para combatir que el crecimiento del virus de mosaico de maíz enano, un virus muy costoso que causa retraso en el crecimiento que se lleva en el sorgo de alepo y esparcido por vectores de áfidos. Estas especies están disponibles comercialmente aunque la resistencia no es estándar entre las variantes del maíz genéticamente modificado.[128]​

Por productos

Fármacos

En el 2012, la FDA, aprobó el primer fármaco producido con base de una planta, un tratamiento para la enfermedad de Gaucher.[129]​ Se modificaron las plantas de tabaco para producir anticuerpos terapéuticos.[130]​

Biocombustible

Las algas están bajo desarrollo para usarse en los biocombustibles.[131]​ Las jatrophaomodificadas ofrecen cualidades mejoradas para combustible. Syngenta tiene la aprobación del Departamento de Agircultura para comercializar el maíz con la marca registrada, Enogen que ha sido modificada genéticamente para convertir su almidón en azúcar para producir etanol.[132]​ En el 2013, el Instituto de Biotecnología Flemish estaba investigando árboles modificados genéticamente para contener menos lignina para facilitar la conversión a etanol. .[133]​La lignina es el factor crítico limitante cuando se usa madera para producir bioetanol porque la lignina limita la accesibilidad de microfibrillas de celulosa a la despolimerización por enzimas.[134]​

Materiales

Compañías y laboratorios están trabajando en plantas que pueden ser usadas como bioplásticos.[135]​ También se han desarrollada papas que producen almidones industrialmente útilesl.[136]​ Las oleaginosas pueden ser modificadas para producir ácidos grasos para detergentes sustituyendo combustibles y petroquímicos.

Biorremediación

Científicos en la Universidad de York, desarrollaron una hierba (Arabidopsis thaliana) que contiene genes de bacteria que puede limpiarel suelo de contaminantes de TNT y de explosivos de RDX.[137]​ 16 millones de hectáreas en Estados Unidos (1.5% de su superficie total) están estimadas en contener contaminantes debe contaminantes de TNT y de RDX. Sin embargo, A. thaliana, no fue suficientemente fuerte para ser usada en campos de pruebas militares.[138]​Se han utilizado plantas genéticamente modificadas para biorremediación de suelos contaminados. Mercurio, Slenio y contaminantes orgánicos como bifenilos policlorado .[138]​[139]​

Los ecosistemas marinos son especialmente vulnerables ya que contaminantes como derrames de petróleo no son contenibles. Además la contaminación antropogénica, millones de toneladas de petróleo entran anualmente al ecosistema marino, de filtraciones naturales. A pesar de su toxicidad, una parte considerable del petróleo entrando a los sistemas marinos es eliminado por comunidades microbianas degradadoras de hidrocarburos. Especialmente exitosa ha sido una descubierta hace poco por un grupo de especialistas, la bacteria hydrocrabonoclastica que puede ofrecer genes útiles.[140]​

Reproducción asexual

Cosechas como del maíz se reproducen sexualmente cada año. Esto vuelve aleatorio que genes se propagan a la siguiente generación, quiere decir que características de interés se podrían perder. Para mantener una cosecha de alta calidad, algunos agricultores compran semillas cada año. Normalmente, la compañía de semillas guarda dos variedades innatas y las cruzan con una híbrida que luego es vendida. Plantas relacionadas como el sorgho pueden hacer apomixis, una forma de reproducción asexual que mantiene el ADN de la planta intacto. Esta característica es controlada aparentemente por un solo gen dominante, pero cruzas tradicionales no han sido exitosas en crear maíz que se reproduzca asexualmente. La ingeniería genética ofrecer otra alternativa para lograr este objetivo. La modificación exitosa podría permitir a los agricultores volver a usar semillas que hayan sido cultivadas y que mantengan las características deseadas, en lugar de confiar en la semilla comprada.[141]​

Cosechas

A partir del 2010 las especies de comida para las cuales una versión genéticamente modificada se creció:[142]​[143]​[144]​[145]​[146]​[147]​

Cosecha Características Modificación Porcentaje modificado en EU Porcentaje modificado en el mundo
Alfalfa Tolerancia al glifosato Genes agregados Plantadas en EU de 2005-2007; 2007-2010 mandato judicial de la corte; 2011 aprobada para venta
Manzanas Retraso de pardeamiento[88]​ Genes agregados de otras manzanas para menor producción de polifenol oxidasa(PPO) [88]​ 2015 aprobada para venta[86]​
Canola Tolerancia al glifosato. Canola alta en laurato,[148]​ ácido de Canola oléico[149]​ Genes agregados 87% (2005)[147]​ 21%
Maíz Tolerancia a herbicidas glifosato, y 2,4-D. Resistencia a insectos. Se agrega la enzíma alfa-amilasa que convierte almidón a azúcar para facilitar la producción de etanol. Resistencia viral[150]​ Genes agregados, algunos de Bt.[151]​ Resitente a herbicidas: 2013, 85%[152]​ Bt: 2013, 76%[152]​ SAlmacenada 2013, 71% 26%
Algodón (aceite de algodón) Resistencia a los insectos Genes agregados, algunos de Bt Resistente a herbicidas: 2013, 82%[152]​ Bt: 2013, 75%[152]​ Almacenada: 2013, 71%[152]​ 49%
Berenjena Resistencia a los insectos[153]​ Genes de Bt Despreciable Despreciable
Papaya (Hawaiana) Resistencia al virus de la mancha angular en papaya.[154]​ Genes agregados 80%
Papa (alimento) Resistencia al escarabajo de Colorado

Resistenciaoal virus de rizado de la papa y al virus Y de la papa. Menos acrilamida al freír y menos amoretamiento[84]​||Bt cry3A, capa proteica de PVY[155]​ papas "innatas" se le agrega material genético para codificar de ARNm a ARNi[84]​

0% 0%
Papa (almidón) Gen de resistencia a antibióticos, usado para selección

Mejor producción de almidón[156]​

Gen de resistencia a antibióticos de bacterias

Modificaciones a enzimas endógenas productoras de almidón

0% 0%
Arroz Enriquecido con caroteno-beta (fuente de vitamina A) Genes de maíz y un microorganismo común del suelo.[157]​[158]​ Se estima que llegue al mercado en 2016[159]​
Granos de soja Tolerancia al glifosato o al glufosinato

Reducción de grasas saturadas;[160]​

Mata plagas de insectos suscepetibles

Resistencia viral

Gen resistente a herbicidas tomado de bacterias

Se quitan genes nativos que catalizan la saturación

Gen de una o más proteínas de cristal Bt

2014: 94%[152]​ 77%
Chayote Resistencia a virus de mosaico de sandía, pepino, y calabacín amarillo[149]​[161]​[162]​ Genes de capa proteica viral 13% (figure is from 2005)[147]​
Remolacha azucarera Tolerancia a glifosato y glufosinato Genes agregados 95% (2010); regulada 2011; desregulada 2012 9%
Caña de azúcar Tolerancia a pesticidas

Alto contenido de sacarosa

Genes agregados
Pimientos dulces Resistencia al virus de mosaico del pepino[163]​[164]​ Genes de capa proteica viral Pequeñas cantidades producidas en China
Jitomates Supresión de la enzima poligalacuronasa (PG), retarda ablandamiento de la fruta después de la cosecha[165]​ mientras que al mismo tiempo retiene tanto el color natural y el sabor de la fruta. Gen antisentido se agrega, del gen responsable de la producción de la producción de la enzima PG Se sacó del mercado por fallar comercialmente. Pequeñas cantidades producidas en China

Desarrollo

El número de aprobaciones por parte del Departamento de Agricultura para hacer pruebas de campo creció de 4 en 1985 a 1,194 en 2002, un promedio de 800 por año desde entonces. El número de sitios de lanzamiento y el número de construcción génica (maneras en que el gen de interés es empaquetado junto con otros elementos) ha incrementado rápidamente desde el 2005. Los nuevos productos con propiedades agronómicas (como resistencia a las sequías) crecieron de 1.043 en 2005 a 5.190 en 2013. Para septiembre de 2013, alrededor de 7.800 nuevos lanzamientos habían sido aprobados para maíz, más de 2.200 para granos de soja, más de 1.100 para algodón, y alrededor de 900 para papas. Los lanzamientos que fueron aprobados para tolerancia a los herbicidas (6,772 lanzamientos), resistencia a insectos (4.809), calidad del producto como sabor o nutrición (4.896), propiedades agronómicas como resistencia a sequías (5.190), y resistencia a virus y hongos (2.616). Las instituciones con mayor número de autorizaciones de lanzamientos de campo incluye a Monsanto con 6.782, Pioneer/DuPont con 1.405, Syngenta con 565, y el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de Estados Unidos con 370. Para septiembre de 2013 el Departamento de Agricultura había recibido propuestas para liberar arroz, chayote, ciruela, tabaco, lino y achicoria genéticamente modificados.[152]​

Prácticas agrícolas

Resistencia

Resistencia Bt

La exposición continua a una toxina crea presión evolutiva para pestes resistentes a esa toxina. La dependencia excesiva del glifosato y la reducción de la diversidad de manejo de hierbas permitieron que se esparciera la resistencia al glifosato en 14 especies/biotipos de hierba en Estados Unidos.[152]​

Un método para reducir la resistencia es la creación de refugios para permitir al organismo no resistente sobrevivir y mantener una población susceptible.

Para reducir la resistencia a las cosechas Bt, la comercialización de 1996 de algodón y maíz transgénicos se realizó con una estrategia de control para prevenir que los insectos se volvieran resistentes. Los planes de control de la resistencia a insectos eran obligatorios para las cosechas Bt. El propósito es alentar a una población grande de pestes para que cualquier gen de resistencia (recesivo) se diluyan dentro de la población. .[166]​

Con el nivel suficiente de expresión transgénica, casi todos los hertozigotos (S/s), por ejemplo., el segmento más largo de la población de la peste que carga un alelo de resistencia no sobrevivirá y morirá antes de la maduración, así previniendo la transmisión de su gen de resistencia a su progenie.[167]​ Los refugios de plantas no transgénicas adyacentes a los campos de plantas transgénicas tienen más posibilidad de que individuos homozigotos resistentes (s/s) y cualquier heterozigoto que sobreviva se reproducirán con individuos susceptibles(S/S) del refugio. Como resultado, la frecuencia del gen de la resistencia permanece baja.

Otros factores pueden afectar el éxito de la estrategia de alto contenid/refugios. Por ejemplo, si la temperatura no es ideal, el estrés térmico puede reducir la producción de toxinas Bt dejando a la planta más susceptible. Más importante, la reducción de la expresión de maduración tardía ha sido probada, posiblemente resultando de la metilación del ADN del promotor.[168]​ El éxito de esta estratgia ha mantenido el valor de las cosechas Bt. Y ha dependido de factores independientes del control y la ejecución de la estrategia, incluyendo frecuencias bajas del alelo de resistencias bajas iniciales y la abundancia de plantas que no son Bt que funcionan como huéspedes fuera de los refugios.[169]​

Las compañías que producen semillas Bt están indtroduciendo nuevas especies con varias proteínas Bt. Monsanto hizo esto con el algodón Bt en India, donde el producto fue adoptado de manera muy rápida.[170]​ Monsanto también ha, con el propósito de intentar simplificar el proceso de implementación de refugios en campos para cumplir con las políticas de Insect Resistance Management(IRM) y prevenir prácticas irresponsables de cultivo. empezado empezado a comercializar bolsas de semillas con una proporción establecida de las semillas del refugio (no transgénicas) con las semillas Bt que se venden.[171]​ Esta estrategia es probable que reduzca la posibilidad de que ocurra resistencia a Bt para el gusano de la raíz del maíz., pero puede incrementar el riesgo de resistencia para las plagas de lepidópteros del maízs.[172]​[173]​

Resistencia a herbicidas

Las mejores prácticas de manejo para controlar hierbas puedes ayudar a retrasar la resistencia. Estas prácticas incluyen la aplicación de varios herbicidas con diferentes modos de aplicación, rotanto las cosechas, plantando semillas libres de malas hierbas, revisando los campos de manera rutinaria, limpiando el equipo para reducir la transferencia de hierbas malas de otros campos y mantener las fronteras del campo.[152]​ Los organismos modificados genéticamente más plantados están diseñado para tolerar herbicidas. Para el 2006, algunas poblaciones de hierbas habían evolucionado para tolerar algunos de los mismos herbicidas. Palmer amaranth es una hierba que compite con el algodón. Una nativa del suroeste de Estados Unidos, viajó al este y fue la primera en ser descubierta resistente al glifosato en el 2006, menos de diez años de que el algodón Bt fue presentado.[174]​[175]​[176]​

Protección de las plantas

Los agricultores normalmente usan menos insecticida cuando plantan cosechas Bt resistentes. El uso de insecticidas en cultivos de maíz se redujo de 0,21 libras por acre plantado en 1995 a 0,02 libras en el 2010. Esto es consistente con la disminución de las poblaciones de taladro de maíz europea, como un resultado directo del uso del maíz Bt y del algodón Bt. Establecer un refugio mínimo ayudó a retrasar la evolución de la resistencia a Bts. Sin embargo la resistencia parece estar desarrollándose para tener características Bt en algunas zonas.[152]​

Labranza

Al dejar al menos 30% de los residuos de la cosecha en la superficie del suelo desde la cosecha hasta la siembra, la labranza de conservación reduce la erosión del suelo por aire y agua, aumentando la retención de agua, y reduciendo la degradación al igual que la escasez de agua y químicos. Además la labranza de conservación reduce la huella de carbón en la agricultura.[177]​ Una revisión en el 2014 que abarcó 12 estados de 1996 a 2006, encontró que un incremento del 1% en la adopción de granos de soja tolerante a herbicidas condujo a un incremento de 0,21% en la labranza de conservación y un decrecimiento de 0,3% en el uso herbicidas de calidad adecuada.[177]​

Regulación

La regulación de la ingeniería genética considera los acercamientos hechos por los gobiernos para valorar y controlar los riesgos asociados con el desarrollo y lanzamiento de cosechas modificadas genéticamentes. Existen diferencias en la regulación de cosechas Bt entre países, con algunas de las diferencias más marcadas presentes en EU y en Europa. La regulación varía en algún país dependiendo en el uso destinado de cada producto. Por ejemplo, una cosecha no destinada para comida, generalmente no es revisada por autoridades responsables de la seguridad de los alimentos.[178]​[179]​

Producción

En 2013, la cosechas modificadas genéticamente se plantaron en 27 países; 19 eran países en desarrollo y 8 eran países desarrollados. 2013 fue el segundo año en que países en desarrollo crecieron la mayoría del total de las cosechas (54%). 18 millones de agricultores crecieron cosechas modificadas genéticamente; alrededor de 90% eran agricultores pequeños en países en desarrollo.[1]​

País 2013– Área plantada modificada genéticamente(millones de hectáreas)[180]​ Cosechas Biotec
EUA 70.1 Maíz, granos de soja, algodón, Canola, remolacha azucarera, Alfalfa, Papaya, chayote
Brasil 40.3 Granos de soja, Maíz, Algodón
Argentina 24.4 Granos de soja, Maíz, Algodón
India 11.0 Algodón
Canadá 10.8 Canola, Maíz, Granos de soja, remolacha azucarera
Total 175.2 ----

El Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) reporta cada año el área total las variedades de organismos modificados genéticamente plantados en Estados Unidos.[181]​[182]​ De acuerdo con el Servicio Nacional de Estadística Agrícola, los estados publicados en estas tablas representan del 81 al 86 por ciento de toda el área plantada con maíz, 88–90 por ciento de toda el área plantada con granos de soja y 81–93 por ciento de toda el área plantada con algodón.

Las estimaciones globales son producidos por el Servicio Internacional para la Adquisición de Aplicaciones Agro-biotecnológicas (ISAAA) y puede encontrarse in sus reportes anuales, "Estado global de las Cosechas transgénicas comercializadas".[1]​[183]​

Los agricultores han aceptado a gran escala la tecnología de modificaciones genéticas (ver figura). Entre 1996 y el 2013, la superficie total del área de tierra cultivada con cosechas modificadas genéticamente incrementó por un factor de 100, de 17,000 acres a 1,750,000 km² (432 million acres).[1]​ 10% de la tierra arable fue plantada con cosechas modificadas genéticamente en el 2010.[2]​ Para el 2011, 11 cosechas transgénicas diferentes fueron crecidas comercialmente en 395 millones de acres (160 millones de hectáreas) en 29 países como EU, Brasil, Argentina, India, Canadá, Paraguay, Paquistán, Sudáfrica, Uruguay, Bolivia, Australia, Filipinas, Myanmar, Burkina Faso, México y España.[2]​ Una de las razones clave para la adopción a gran escala es el beneficio económico que esta tecnología ofrece a los agricultores. Por ejemplo, el sistema para plantas semillas resistentes al glifosato y después la aplicación de glifosato una vez que las plantas han crecido les proporciona a los agricultores la oportunidad con aumentar su porcentaje de producción de una porción específica de tierra, ya que esto les permitía crecer varias filas más juntas. Sin esto, los agricultores tendrías que plantas las filas lo suficientemente alejadas para controlar el crecimiento de hierbas con labranza mecánica.[184]​ Del mismo modo, usar semillas Bt, significa que los agricultores no tendrían que comprar insecticidas e invertir ese tiempo, combustible y equipo en su aplicación. Sin embargo, algunos críticos han argumentado si los porcentajes son mayores y si el uso de químicos en realidad es menor con cosechas modificadas genéticamente.

 
Área de tierra usada para cosechas modificadas genéticamente por país (1996–2009), en millones de hectáreas. En el 2011, la tierra usada era 160 millones de hectáreas, or 1.6 millones de kilómetros cuadrados.[2]​

En EE.UU., para el 2014, el 94% del área plantada de granos de soja, 96% del algodón y 93% del maíz eran variedades modificadas genéticamente.[3]​[142]​[143]​ Los granos de soja modificados genéticamente llevan únicamente características de tolerancia a herbicidas, pero el maíz y el algodón llevan características tanto de tolerancia a herbicidas como protección contra insectos (la última una proteían Bt).[185]​ Estas constituyen características que buscan beneficiar financieramente a los productores, pero pueden tener beneficios indirectos al medio ambiente y a los consumidores en cuanto al costo. La Grocery Manufacturers of America estimó en el 2003 que el 70–75% de toda la comida procesada en EU contenía un ingrediente modificado genéticamente.[186]​

Europa crece relativamente pocas cosechas diseñadas genéticamente[187]​ con excepción de España, donde una quinta parte del maíz es diseñada genéticamente,[188]​ y cantidades menores en otros 5 países.[189]​ La Unión Europea tenía una prohibición 'de facto' en la aprobación de nuevas cosechas modificadas genéticamente de 1999 hasta el 2004.[190]​[191]​ Las cosechas modificadas genéticamente ahora son reguladas por la Unión Europea.[192]​ En el 2015, las cosechas diseñadas genéticamente se prohíben en 38 países a nivel mundial, 19 de ellos en Europa.[193]​[194]​ Los países en desarrollo crecieron 54 por ciento de las cosechas diseñadas genéticamente en el 2013.[1]​

En años recientes las cosechas modificadas genéticamente se expandieron rápidamente en países en vías de desarrollo. En el 2013, aproximadamente 18 millones de agricultores crecieron 54% de las cosechas Bt a nivel mundial.[1]​ El aumento más gande del 2013 fue en Brasil (403,000 km² contra 368,000 km² en 2012). El algodón GM comenzó creciendo en India en el 2002, alcanzando 110,000 km² en 2013.[1]​

Controversia

Los alimentos modificados genéticamente son controvertidos y es tema de protestas, vandalismo, legislación y acción jurídica [195]​ y disputas científicas. Las controversias involucran a los consumidores, compañías biotecnológicas, reguladores gubernamentales, organizaciones no gubernamentales y científicos. Las áreas clave son si los alimentos modificados genéticamente deberían marcarse, el papel de los reguladores gubernamentales, el efecto de las cosechas modificadas genéticamente en la salud y en el medio ambiente, los efectos del uso de pesticidas y la resistencia, el impacto en los agricultores y su rol de alimentar al mundo y producción de energía

Existe una aprobación general por la comunidad científica con respecto a que la comida que se venda proveniente de cosechas modificadas genéticamente no presenta riesgos mayores la salud humana que los que presentan los alimentos convencionales.[7]​[9]​[12]​ No se han reportado casos de enfermedad en la población humana como efecto de los alimentos modificados genéticamente.[13]​[196]​[197]​ Aunque se requiere etiquetar los organismos modificados genéticamente en muchos países, la Food and Drug Administration de Estados Unidos no requiere etiquetar, ni reconoce una distinción entre los alimentos modificados genéticamente aprobados y los alimentos no modificados.[198]​

Grupos de defensa como Center for Food Safety, Union of Concerned Scientists, Greenpeace y el World Wildlife Fund argumentan que los riesgos relacionados con alimentos modificados genéticamente no han sido examinados y controlados adecuadamente, que los organismos modificados genéticamente no son probados lo suficientes y deberían ser etiquetados y las autoridades reguladoras y los cuerpos científicos están muy atados a la industria. Algunos estudios argumentan que las cosechas modificadas genéticamente puedes provocar daño;[199]​[200]​ un estudio en el 2016 que volvió a analizar la información de seis estudios encontró que sus metodologías estadísticas tenían errores y no demostraban el daño, y dijeron que las conclusiones respecto a la seguridad de las cosechas de organismos modificados genéticamente deben proceder de "la totalidad de las pruebas... en lugar de pruebas inverosímil de los estudios individuales.".[201]​

Un mayor uso de semillas mejoradas y fertilizantes inorgánicos, y una mayor mecanización, podrían impulsar la productividad agrícola en algunos países de ingresos bajos o medios-bajos. Sin embargo, todavía no existe un consenso con respecto a si el subsidio de estos insumos constituye una forma efectiva de estimular su uso. Por ello, se ha planteado examinar la evidencia acerca de los impactos de los subsidios a los insumos, en factores como la productividad agrícola, los ingresos y el bienestar de los beneficiarios, el bienestar de los consumidores y el crecimiento económico.

Una revisión sistemática de 31 estudios, la mayoría concernientes al África subsahariana, encontró que los subsidios a fertilizantes y semillas están asociados con un mayor uso de estos insumos, mayor producción agrícola y mayores ingresos en los hogares agrícolas. Asimismo, los modelos usados muestran efectos positivos para los consumidores y un crecimiento económico más amplio. Sin embargo, hay evidencia de que estos esquemas de subsidios son propensos a la ineficiencia y la corrupción. Por último, la base de evidencia es pequeña, por lo que es necesario realizar más investigaciones y en países fuera del África subsahariana para que estos resultados tengan más validez.[202]​

Referencias

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  •   Datos: Q1503477

Diciembre 06, 2021
cosechas, modificadas, genéticamente, cosechas, modificadas, genéticamente, cultivos, modificados, genéticamente, cosechas, cosechas, transgénicas, plantas, utilizan, agricultura, cuales, modificado, usando, técnicas, ingeniería, genética, mayoría, casos, prop. Las cosechas modificadas geneticamente Cultivos modificados geneticamente cosechas Bt cosechas transgenicas son plantas que se utilizan en la agricultura y las cuales se les ha modificado su ADN usando tecnicas de ingenieria genetica En la mayoria de los casos el proposito es introducir una caracteristica nueva a la planta que naturalmente no se presentaria en estas especies Algunos ejemplos empleados en cosechas de comida incluyen resistencia a pesticidas enfermedades o condiciones ambientales reduccion de deterioro o resistencia a tratamiento quimicos e g resistencia a herbicidas o mejoramiento del perfil nutritivo requerido por el cultivo Otros ejemplos relacionados con cosechas que no son de comida incluyen la produccion de agentes farmaceuticos biocombustibles y otros productos utiles en la industria al igual que para la biorremediacion 1 Los agricultores han adoptado a gran escala la tecnologia de modificacion genetica Entre 1996 y el 2013 la superficie total de tierra cultivada con cosechas modificadas geneticamente aumento en un factor de 100 de 17 000km 4 2 millones de acres a 1 750 000 km 432 millones de acres 1 En 2010 10 de la tierra mundial cultivable se ha plantado con cosechas modificadas geneticamente 2 En EUA en el 2014 94 de las habas de soja plantadas 96 del algodon y 93 del maiz fueron variedades modificadas geneticamente 3 El uso de los cultivos modificados geneticamente se expandio rapidamente en paises en desarrollo con alrededor de 10 millones de agricultores creciendo el 54 de las cosechas modificadas geneticamente a nivel mundial en el 2013 1 Un meta analisis en el 2014 concluyo que la adopcion de la tecnologia de modificados geneticamente redujo el uso de pesticidas en un 37 incremento el porcentaje obtenido en las cosechas en un 22 y aumento las ganancias de los agricultores en un 68 4 Esta reduccion en el uso de pesticidas ha sido benefica para el ambiente sin embargo los beneficios pueden reducirse por un uso excesivo 5 La ganancia de mayores cosechas y la reduccion de pesticidas es mayor para cosechas resistentes a los insectos que para las cosechas tolerantes a herbicidas La produccion y la ganancia son mayores en paises en desarrollo que en paises desarrollados 4 Existe una aprobacion general por la comunidad cientifica con respecto a que la comida que se venda proveniente de cosechas modificadas geneticamente no presenta mayores riesgos para la salud humana que los que presentan los alimentos convencionales sin embargo deben ser probados en una base de caso por caso 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 No obstante existe oposicion que ha objetado por diferentes razones Incluyendo preocupacion por el ambiente si los alimentos modificados geneticamente son seguros o si son necesarios para poder atender las necesidades de alimentos en el mundo asi mismo existe una preocupacion creciente por el hecho de que estos organismos estan sujetos a la ley de propiedad intelectual Indice 1 Transferencia genetica en la naturaleza y en la agricultura tradicional 2 Historia 3 Metodos 4 Tipos de modificaciones 4 1 Transgenica 4 2 Cisgenica 4 3 Subgenica 5 Economia 6 Rendimiento de la cosecha 7 Caracteristicas modificadas 7 1 Tiempo de vida 7 2 Nutricion 7 2 1 Aceites comestibles 7 2 2 Enriquecimiento de vitaminas 7 2 3 Reduccion de toxinas 7 3 Resistencia al estres 7 3 1 Herbicidas 7 3 1 1 Glifosato 7 3 1 2 BromoxInil 7 3 1 3 Glufosinato 7 3 1 4 2 4 D 7 3 1 5 Dicamba 7 4 Resistencia a plagas 7 4 1 Insectos 7 4 2 Virus 7 5 Por productos 7 5 1 Farmacos 7 5 2 Biocombustible 7 5 3 Materiales 7 6 Biorremediacion 7 7 Reproduccion asexual 8 Cosechas 8 1 Desarrollo 9 Practicas agricolas 9 1 Resistencia 9 1 1 Resistencia Bt 9 1 2 Resistencia a herbicidas 9 2 Proteccion de las plantas 9 3 Labranza 10 Regulacion 11 Produccion 12 Controversia 13 ReferenciasTransferencia genetica en la naturaleza y en la agricultura tradicional EditarEl ADN se transfiere naturalmente entre organismos 16 Varios mecanismos naturales permiten el flujo de genes a traves de las especies Esto ocurre en la naturaleza a gran escala por ejemplo un mecanismo se encarga del desarrollo de la resistencia a antibioticos en las bacterias 17 Esto es facilitado por transposones retrotransposones provirus y otros elementos geneticos moviles que naturalmente trasladan el ADN a un nuevo loci en el genoma 18 19 Este movimiento ocurre sobre una escala de tiempo evolutivo 20 21 22 La introduccion del germoplasmo a las cosechas se ha logrado por los criadores de cosechas al superar barreras naturales que existen para algunas especies Un grano de cereal hibrido fue creado en 1875 al cruzar trigo y centeno 23 Desde entonces se han introducido importantes caracteristicas incluyendo los genes de enanismo y resistencia al moho 24 El cultivo de tejidos de plantas y las mutaciones deliberadas han permitido alterar la base de los genomas de la planta 25 26 Historia EditarLa primera cosecha de plantas geneticamente modificada se produjo en 1982 y fue una planta de tabaco resistente a los antibioticos 27 Las primeras pruebas de campo fueron en Francia y en Estados Unidos en 1986 cuando las plantas de tabaco fueron disenadas para resistencia a herbicidas 28 En 1987 Plant Genetic Systems Ghent Belgica fundada por Marc Van Montagu y Jeff Schell fue la primera compania en disenar geneticamente una planta tabaco resistente a los insectos al incorporar genes que producian proteinas insecticidas obtenidas de Bacillus thuringiensis Bt 29 La Republica Popular de China fue el primer pais que permitio comercializar plantas transgenicas introduciendo la planta de tabaco resistente a virus en 1992 30 que fue retirada en 1997 31 3 La primera cosecha modificada geneticamente aprobada para su venta en EE UU en 1994 fue el tomate FlavrSavr Este tenia una vida util mas larga porque le tomaba mas tiempo suavizarse despues de la maduracion 32 En 1994 la Union Europea aprobo el tabaco disenado geneticamente para resistir el herbicida bromoxinil haciendolo el primer cultivo disenado comercializado y puesto en el mercado en Europa 33 En 1995 la Patata Bt fue aprobada por la Agencia de Proteccion Ambiental de EU convirtiendola en la primera cosecha productora de pesticidas del pais 34 En 1995 la canola con una composicion modificada de aceites Calgene el maiz Bt Ciba Geigy el algodon resistente al bromoxinil Calgene el algodon Bt Monsanto los granos de soja resistentes al glifosato Monsanto el chayote resistente a virus Asgrow y otros jitomates retardantes de maduracion DNAP Zeneca Peto and Monsanto fueron aprobados 28 A mediados de 1996 un total de 35 aprobaciones fueron otorgados para crecer comercialmente 8 cosechas y una de flores con 8 diferentes caracteristicas en 6 paises y en la Union Europea 28 35 Metodos Editar Plantas Solanum chacoense siendo transformadas usando agrobacterium A las cosechas disenadas geneticamente se les agregan o se les quitan genes utilizando tecnicas de ingenieria genetica 36 incluyendo el uso de pistolas de genes electroporacion microinyeccion y agrobacterium Las pistolas de genes biolistic disparan particulas de alta energia o radiacion en contra 37 los genes objetivo dentro de las celulas de la planta Es el metodo mas comun El ADN se une a pequenas particulas de oro o tungsteno que son disparadas hacia el tejido de la planta o hacia celulas bajo gran presion Las particulas aceleradas penetran tanto la pared celular como la membrana celular El ADN se separa del metal y se integra al ADN de la planta dentro del nucleo Este metodo ha sido aplicado exitosamente para varios cultivos especialmente de monocotiledoneas como el trigo y el maiz cuya transformacion usando Agrobacterium tumefaciens ha sido menos exitosa 38 La desventaja mas grande de este procedimiento es que se puede provocar un dano significativo al tejido celular La transformacion mediada por Agrobacterium tumefaciens es otra tecnica bastante comun Las agrobacterias son parasitos naturales de las plantas y su habilidad natural para transferir genes provee otros metodo de diseno genetico Para crear un ambiente adecuado para ellas mismas las agrobacterias insertan sus genes en plantas huespedes resultando en la proliferacion de celulas de planta modificadas cerca del nivel del suelo La informacion genetica para el crecimiento de tumores esta codificada en un fragmento de ADN circular movil plasmido Cuando las agrobacterias infectan una planta transfiere este ADN T a un sitio aleatorio en el genoma de la planta Cuando se usa en ingenieria genetica el ADN T se remueve del plasmido bacteriano y se reemplaza con el gen de interes La bacteria es un vector al permitir el transporte de genes extranos a las plantas Este metodo funciona principalmente para dicotiledoneas como papas jitomates y tabaco La infeccion con agrobacterias es menos exitosa en cosechas como maiz y trigo La electroporacion se usa cuando el tejido de la planta no contiene paredes celulares En esta tecnica al ADN entra a las celulas de la planta a traves de poros diminutos que son causados temporalmente por pulsos electricos La microinyeccion inyecta directamente el gen al ADN 39 Los cientificos de plantas respaldados por los resultados del diseno moderno de perfiles para la composicion de cultivos senala que las cosechas modificadas geneticamente son menos viables a tener cambios no intencionados que las cosechas que son cultivadas convencionalmente 40 41 El tabaco y la Arabidopsis thaliana son las plantas frecuentemente mas modificadas debido a los metodos de transformacion que han sido desarrollados correctamente a la facilidad de propagacion y a los genomas bien estudiados 42 43 Funcionan como organismos modelo para otras especies de plantas Introducir nuevos genes a las plantas requiere de un promotor especifico al area donde el gen debe expresarse Por ejemplo para expresar un gen solo en granos de arroz y no en hojas se utiliza un promotor endosperma especifico Los codones del gen deben ser optimizados para el organismo por el sesgo del uso de codon Los productos de los genes transgenicos deben ser capaces de desnaturalizarse por calor para que se destruyan al ser cocinados Tipos de modificaciones Editar Maiz transgenico que contiene un gen de la bacteria Bacillus thuringiensis Transgenica Editar A las plantas transgenicas se les insertan genes que se derivan de otras especies Los genes insertados pueden ser de especies dentro del mismo reino planta a planta o entre reinos por ejemplo bacteria a planta En muchos casos el ADN insertado debe ser ligeramente modificado para expresarse correctamente y eficientemente en el organismo huesped Las plantas transgenicas se usan para expresar proteinas como las toxinas Cry de B thuringiensis los genes resistentes a los herbicidas anticuerpos 44 o antigenos para vacunas 45 Un estudio dirigido por la Autoridad Europea de Seguridad de Alimentaria EFSA encontro tambien la presencia de genes virales en plantas transgenicas 46 Las zanahorias transgenicas se han utilizado para producir Taliglucerasa alfa que se utiliza para tratar la enfermedad de Gaucher 47 En el laboratorio las plantas transgenicas han sido modificadas para aumentar la fotosintesis actualmente en alrededor de un 2 en la mayoria de las plantas comparado con el potencial teorico de 9 10 48 Esto es posible al cambiar la enzima RuBisCo cambiando plantas C3 a plantas C4 49 al poner a RuBisCo en un carboxisoma agregando canales de CO2 en la pared celularl 50 51 al cambiar la forma y tamano de la hoja 52 53 54 55 Algunas plantas han sido disenadas para exhibir bioluminiscencia que podria convertirse en una alternativa sustentable a la luz electrica 56 Cisgenica Editar Las plantas cisgenicas se hacen utilizando genes encontrados dentro de la misma especie o una muy cercana donde la cruza de plantas convencional puede ocurrir Algunos criadores y cientificos argumentan que las modificaciones cisgenicas son utiles para plantas que son dificil de cruzar pos medios convencionales como las papas y que las plantas cisgenicas no deberian tener el mismo escrutinio de regulacion que los transgenicos 57 Subgenica Editar En el 2014 el investigagdor chino Gao Caixia presento las patentes de la creacion de una especie de trigo que es resistentes al oidio Esta especie carece de genes que codifiquen proteinas para reprimir las defensas contra el oidio Los investigadores eliminaron las tres copias de los genes del genoma hexaploide del trigo La especie promete reducir o eliminar el uso inmoderado de fungicidas para controlar la enfermedad Gao uso las herramientas de edicion genetica TALENs y CRISPR sin agregar o cambiar otros genes No se planearon las pruebas de campo al momento 58 59 Economia EditarEl valor economico de alimentos modificados geneticamente para agricultores es el mayor beneficio incluyendo paises en desarrollo 60 61 62 Un estudio en el 2010 demostro que el maiz Bt proporciona beneficios economicos de 6 9 mil millones de dolares mayor al de los 14 anos anteriores en cinco estados del medio oeste 63 64 Economistas agricolas calcularon que el superavit mundial aumento en 240 3 millones para 1996 De este total la parte mas grande 59 fue a los agricultores estadounidenses La compania de semillas Monsanto recibio la segunda parte mas grandes 21 seguido por los consumidores 9 el resto del mundo 6 el proveedor del germoplasma Delta and Pine Land Company 5 65 Segun el Servicio Internacional para la Adquisicion de Aplicaciones Agro biotecnologicas ISAAA en el 2014 aproximadamente 18 millones de agricultores crecieron cosechas biotecnologicas en 28 paises alrededor de 94 de los agricultores estaban en paises en vias de desarrollo con muy pocos recursos 53 de la cosecha biotec a nivel global que ocupaba un area de 181 5 millones de hectareas se crecieron en 20 paises en desarrollo 66 El estudio comprensivo de PG Economics en 2012 concluyo que las cosechas geneticamente modificadas incrementaron los ingresos de las granjas a nivel mundial en 14 mil millones en el 2010 con mas de la mitad de este total siendo para granjas paises en desarrollo 67 La cosecha principal que crecen las pequenas granjas en paises en desarrollo es de algodon Una revision en el 2006 de los resultados del algodon Bt por economistas agricolas llego a la conclusion que el balance general aunque prometedor esta mezclado Los retornos de inversion son sumamente variables con el paso de los anos el tipo de granja y la ubicacion geografica 68 Sin embargo el activista ambiental Mark Lynas dijo que el rechazo absoluto de la ingenieria genetica es ilogico y posiblemente peligroso para los intereses de las personas mas pobres y del medio ambiente 69 En el 2013 el Consejo Asesor Cientifico de las Academias Europeas le pidio permiso a la Union Europea para permitir el desarrollo de las tecnologias de modificacion genetica agricolas para permitir una agricultura mas sustentable al explotar menos la tierra el agua y las fuentes de recursos El Consejo tambien critico el marco regulatorio de trabajo de la Union Europea por ser laborioso y costos y argumento que la UE se habia atrasado en adoptar las tecnologias de modificacion genetica 70 De acuerdo con la revision del 2012 basada en la informacion de la segunda mitad de los 90 y el principio de los 2000 muchas de las cosechas geneticamente modificadas crecidas cada ano se usan para alimentar al ganado y el aumento de la demanda de la carne conduce a una mayor demanda de cosechas de comida modificadas geneticamente 71 En el 2014 el valor global de la semilla biotec era de US 15 7 mil millones US 11 3 mil millones 72 era en paises industrializados y US 4 4 mil millones 28 era en paises en vias de desarrollo 66 En el 2009 Monsanto tenia 7 3 mil millones de ventas en semillas y por patentar su tecnologia DuPont a traves subsidiaria Pioneer fue la siguiente compania mas grande en el mercado 72 A partir del 2009 la linea completa de productos Roundup incluyendo las semillas modificadas geneticamente represento alrededor del 50 del negocio de Monsanto 73 Algunas patentes relacionadas con las caracteristicas obtenidas a partir de modificaciones geneticas han expirado permitiendo el desarrollo legal de especies genericas que incluyen estas caracteristicas Por ejemplo los granos de soja genericos tolerantes a glifosato ya estan disponibles Otro factor que genera bastante impacto es que la caracteristica desarrollada por un vendedor puede agregarse a la especie de otro vendedor incrementando potencialmente la opcion de productos y la competencia 74 La patente del primer tipo de la cosecha RoundUp Ready que produjo la compania Monsanto granos de soja expiro en el 2014 75 y la primera cosecha de granos de soja fuera de patente fue en la primavera del 2015 76 Monsanto ha patentado semillas de otras companias que incluyen la caracteristica de resistencia al glifosato en semillas 77 Alrededor de 150 companias han patentado su tecnologia 78 incluyendo a Syngenta 79 y a DuPont Pioneer 80 Rendimiento de la cosecha EditarEn el 2014 la revision mas grande que se haya hecho concluyo que los efectos de las cosechas modificadas geneticamente eran positivos en la agricultura El meta analisis considero todos los examenes de los impactos agronomicos y economicos entre 1995 y marzo del 2014 El estudio encontro que las cosechas tolerantes a los herbicidas tiene menores costos de produccion mientras que la reduccion del uso de pesticidas en las cosechas resistentes a los insectos se compenso con precios mas elevados de las semillas dejando los costos de produccion casi iguales 4 81 Los rendimientos aumentaron en un 9 para la tolerancia a herbicidas y en un 25 para las variedades resistentes a insectos Los agricultores que adoptaron las cosechas modificadas geneticamente tuvieron un 69 mas de ganancias que los que no La revision encontro las cosechas geneticamente modificadas ayudan a los agricultores en paises en vias de desarrollo a incrementar sus rendimientos en 14 puntos porcentuales 81 Los investigadores consideraron algunos estudios que no estaban revisados por expertos y algunos pocos que no reportaban el tamano de las muestras Intentaron corregir para el sesgo de publicacion al considerar fuentes mas alla de revistas academicas La gran informacion obtenida permitio al estudio el control de variables que podian generar confusion como el uso de fertilizantes Se concluyo que la fuente de confusion no influenciaba los resultados del estudio 81 Caracteristicas modificadas EditarLas cosechas modificadas geneticamente que se crecen hoy en dia o estan bajo desarrollo se han modificados con varias caracteristicas Estas caracteristicas incluyen mayor tiempo de vida resistencia a enfermedades resistencia al estres resistencia a herbicidas y pesticidas produccion de bienes utiles como el biocombustible y farmacos y la habilidad para absorber toxinas y usarlas en biorremediacion de la contaminacion Recientemente la investigacion y desarrollo han sido puesto a cargo de mejorar las cosechas que son mas importantes localmente en paises en desarrollo como Vigna unguiculata resistente a insectos para Africa 82 y berenjena resistente a insectos 83 Tiempo de vida Editar La primera cosechas modificada geneticamente aprobada en Estados Unidos fue el jitomate FlavrSavr que tenia mayor duracion de vida 32 Ya no esta en el mercado en noviembre del 2014 el Departamento de Agricultura de Estados Unidos aprobo una papa modificada geneticamente que previene la aparicion de golpe 84 85 En febrero de 2015 las manzanas articas fueron aprobadas por el Departamento de Agricultura de EU 86 convirtiendose en la primera manzana modificada geneticamente aprobada para su venta en Estados Unidos 87 El silenciamiento de genes fue usado para reducir la expresion de polifenol oxidasa PPO previniendo asi pardeamiento enzimatico de la fruta despues de se que se corte Esta caracteristica se le agrego a las variedades Granny Smith y Golden Delicious 86 88 La caracteristica incluye un gen bacterial resistente a antibioticos que proporciona resistencia al antibiotico kanamicina La ingenieria genetica incluia el cultivo en la presencia de kanamicina que permitio que solo los cultivos resistentes sobrevivieran El consumo de manzanas por humanos no brinda la resistencia a la kanamicina 89 La FDA aprobo las manzanas en marzo del 2015 90 Nutricion Editar Aceites comestibles Editar Algunos granos de soja geneticamente modificados ofrecen mejores perfiles de aceites para procesarlos y comer mas saludablemente 91 92 La Camelina sativa ha sido modificada para producir plantas que acumulen altos niveles de aceite similar al aceite de los pescados 93 94 Enriquecimiento de vitaminas Editar El arroz dorado desarrollado por el Instituto Internacional de Investigacion del Arroz proporciona grandes cantidades de Vitamina A y se utiliza para reducir la deficiencia de Vitamina A 95 96 Los platanos Cavedish modificados expresan 10 veces la cantidad de Vitamina A que la variedades no modificadas 97 98 Reduccion de toxinas Editar Una guacamota modficada geneticamente bajo desarrollo ofrece menor glucosidos de cianogenicos y una mayor cantidad de proteinas y otros nutrientes llamada BioCassava 99 En noviembre de 2014 el Departamento de Agricultura de Estados Unidos aprobo una papa desarrollada por J R Simplot Company que previene los moretones y produce menos acrilamida cuando se frie Las modificaciones previenen que se formen proteinas daninas via ARN de interferencia 84 85 No utilizan genes de otras especies que no sean papas La caracteristica fue agregada a la Russet Burbank la Ranger Russetay a las variedades atlanticas 84 Resistencia al estres Editar Se estaban desarrollando plantas disenadas para tolerar estresores no biologicos como las sequias 84 85 100 101 el congelamiento 102 103 alta salinidad del suelo 104 105 o falta de nitrogeno 106 En el 2011 el maiz DroughtGard de Monsanto se convirtio en la primera cosecha modificada geneticamente resistente a las sequias en ser aprobada para comercializar en E U 107 Herbicidas Editar Glifosato Editar Desde 1999 la caracteristica mas prevaleciente ha sido la resistencia al glifosato 108 El glifosato el ingrediente activo en Roundup y en otros productos herbicidas mata plantas al interferir con la ruta del acido shikimico la cual es esencial para la sintesis de aminoacidos aromaticos fenilalanina tirosina y triptofano La ruta de shikimico no esta presente en animales que obtienen los aminoacidos aromaticos de su dieta Mas especifico el glifosato inhibe la enzima 5 enolpiruvilshikimato 3 fosfato sinteasa EPSFS Esta caracteristica fue desarrollada porque los herbicidas usados en cosechas de granos y pastos quedaban sumamente toxicas y no era efectiva contra hierba de hoja estrecha Entonces desarrollar cosechas que pudieran resistir el rociado de glifosato reduciria riesgos tanto en el ambiente como en la salud y le daria una ventaja agricola del agricultor 108 Algunos microorganismos tienen una version de EPSFS que es resistente a la inhibicion del glifosato Una de estas fue aislada de una cepa de Agrobacteria CP4 CP4 EPSFS que era resistente al glifosato 109 110 El gen CP4 EPSFS fue disenado para expresarse en plantas al fusionar el extremo 5 del gen al peptido de transito de cloroplasto derivado de la petunia EPSFS Este peptido transitorio se uso porque ya se habia observado previamente su habilidad para llevar el EPSFS bacteriano a los clorolplastos de otras plantas Este gen CP4 EPSFS fue clonado y transfectado a los granos de soja El plasmido usado para mover el gen a los granos de soja fue PV GMGTO4 Contiene 3 genes bacterianos 2 genes CP4 EPSPS y un gen que codfica beta glucuronidasa GUS de Escherichia coli como marcador BromoxInil Editar Se han disenado plantas de tabaco para ser resistentes al herbicida bromoxinil 33 Glufosinato Editar Tambien se han comercializado cosechas que son resistentes al herbicida glufosinatol 111 Las cosechas son disenadas para que sean resistentes a multiples herbicidas para permitirle a los agricultores usar una mezcla de un grupo de dos tres o cuatro quimicos bajo desarrollo para combatir la resistencia a herbicidas 112 113 2 4 D Editar En octubre del 2014 la Agencia de Proteccion Ambiental de Estados Unidos registro el maiz Enlist Duo de Dow que es modificado geneticamente para ser resistente tanto al glifosato y al 2 4 D en seis estados 114 115 Al insertar un gen bacteriano ariloxyalkanoato dioxigenasa aad1 se hace al maiz resistente a 2 4 D 114 116 El Departamento de Agricultura de E U aprobo el maiz y los granos de soja con las mutaciones en septiembre del 2014 117 Dicamba Editar Monsanto ha solicitado la aprobacion para una nueva especie que es tolerante tanto al glifosato como a dicamba 118 Resistencia a plagas Editar Insectos Editar El tabaco el maiz el arroz y muchas otras cosechas se han disenado para expresar genes que codifican para proteinas insecticidas de Bacillus thuringiensis Bt 34 119 La papaya las papas y el chayote han sido disenados para resistir patogenos virales como el virus del mosaico del pepino que a pesa de su nombre infecta a una gran variedad de plantas 120 La introduccion de cosechas Bt durante el periodo entre 1996 y 2005 ha sido estimado en haber reducido el volumen total de ingrediente activo de insecticida usado en Estados Unidos por 100 mil toneladas Esto representa un 19 4 de reduccion de uso del insecticida 121 A finales de los 90 una papa modificada geneticamente que era resistente al escarabajo de la patata fue retirada porque compradores importantes se negaron a adquirirla por miedo a la oposicion de los consumidores 84 Virus Editar Se desarrollo una papaya resistente a los virus en respuesta al brote del virus de la mancha anular de la fruta bomba en Hawaii a finales de los 90 Incorporan el ADN del virus 122 123 Para el 2010 el 80 de las plantas de papaya que crecen en Hawai fueron modificadas geneticamente 124 125 Se disenaron patatas resistentes al potato leaf roll virus y al virus de la patata en 1998 Sus ventas bajas condujeron a que se retiraran del mercado despues de 3 anos 126 Se disenaron chayotes amarillos que fueran resistentes a dos al principio y despues a tres virus al inicio de los 90 Los virus mosaico de sandia pepino y calabacin amarillo El chayote fue la segunda cosecha en ser aprobada por los reguladores de Estados Unidos La caracteristica despues se agrego al calabacin 127 Muchas especies de maiz han sido desarrolladas en los ultimos anos para combatir que el crecimiento del virus de mosaico de maiz enano un virus muy costoso que causa retraso en el crecimiento que se lleva en el sorgo de alepo y esparcido por vectores de afidos Estas especies estan disponibles comercialmente aunque la resistencia no es estandar entre las variantes del maiz geneticamente modificado 128 Por productos Editar Farmacos Editar En el 2012 la FDA aprobo el primer farmaco producido con base de una planta un tratamiento para la enfermedad de Gaucher 129 Se modificaron las plantas de tabaco para producir anticuerpos terapeuticos 130 Biocombustible Editar Las algas estan bajo desarrollo para usarse en los biocombustibles 131 Las jatrophaomodificadas ofrecen cualidades mejoradas para combustible Syngenta tiene la aprobacion del Departamento de Agircultura para comercializar el maiz con la marca registrada Enogen que ha sido modificada geneticamente para convertir su almidon en azucar para producir etanol 132 En el 2013 el Instituto de Biotecnologia Flemish estaba investigando arboles modificados geneticamente para contener menos lignina para facilitar la conversion a etanol 133 La lignina es el factor critico limitante cuando se usa madera para producir bioetanol porque la lignina limita la accesibilidad de microfibrillas de celulosa a la despolimerizacion por enzimas 134 Materiales Editar Companias y laboratorios estan trabajando en plantas que pueden ser usadas como bioplasticos 135 Tambien se han desarrollada papas que producen almidones industrialmente utilesl 136 Las oleaginosas pueden ser modificadas para producir acidos grasos para detergentes sustituyendo combustibles y petroquimicos Biorremediacion Editar Cientificos en la Universidad de York desarrollaron una hierba Arabidopsis thaliana que contiene genes de bacteria que puede limpiarel suelo de contaminantes de TNT y de explosivos de RDX 137 16 millones de hectareas en Estados Unidos 1 5 de su superficie total estan estimadas en contener contaminantes debe contaminantes de TNT y de RDX Sin embargo A thaliana no fue suficientemente fuerte para ser usada en campos de pruebas militares 138 Se han utilizado plantas geneticamente modificadas para biorremediacion de suelos contaminados Mercurio Slenio y contaminantes organicos como bifenilos policlorado 138 139 Los ecosistemas marinos son especialmente vulnerables ya que contaminantes como derrames de petroleo no son contenibles Ademas la contaminacion antropogenica millones de toneladas de petroleo entran anualmente al ecosistema marino de filtraciones naturales A pesar de su toxicidad una parte considerable del petroleo entrando a los sistemas marinos es eliminado por comunidades microbianas degradadoras de hidrocarburos Especialmente exitosa ha sido una descubierta hace poco por un grupo de especialistas la bacteria hydrocrabonoclastica que puede ofrecer genes utiles 140 Reproduccion asexual Editar Cosechas como del maiz se reproducen sexualmente cada ano Esto vuelve aleatorio que genes se propagan a la siguiente generacion quiere decir que caracteristicas de interes se podrian perder Para mantener una cosecha de alta calidad algunos agricultores compran semillas cada ano Normalmente la compania de semillas guarda dos variedades innatas y las cruzan con una hibrida que luego es vendida Plantas relacionadas como el sorgho pueden hacer apomixis una forma de reproduccion asexual que mantiene el ADN de la planta intacto Esta caracteristica es controlada aparentemente por un solo gen dominante pero cruzas tradicionales no han sido exitosas en crear maiz que se reproduzca asexualmente La ingenieria genetica ofrecer otra alternativa para lograr este objetivo La modificacion exitosa podria permitir a los agricultores volver a usar semillas que hayan sido cultivadas y que mantengan las caracteristicas deseadas en lugar de confiar en la semilla comprada 141 Cosechas EditarA partir del 2010 las especies de comida para las cuales una version geneticamente modificada se crecio 142 143 144 145 146 147 Cosecha Caracteristicas Modificacion Porcentaje modificado en EU Porcentaje modificado en el mundoAlfalfa Tolerancia al glifosato Genes agregados Plantadas en EU de 2005 2007 2007 2010 mandato judicial de la corte 2011 aprobada para ventaManzanas Retraso de pardeamiento 88 Genes agregados de otras manzanas para menor produccion de polifenol oxidasa PPO 88 2015 aprobada para venta 86 Canola Tolerancia al glifosato Canola alta en laurato 148 acido de Canola oleico 149 Genes agregados 87 2005 147 21 Maiz Tolerancia a herbicidas glifosato y 2 4 D Resistencia a insectos Se agrega la enzima alfa amilasa que convierte almidon a azucar para facilitar la produccion de etanol Resistencia viral 150 Genes agregados algunos de Bt 151 Resitente a herbicidas 2013 85 152 Bt 2013 76 152 SAlmacenada 2013 71 26 Algodon aceite de algodon Resistencia a los insectos Genes agregados algunos de Bt Resistente a herbicidas 2013 82 152 Bt 2013 75 152 Almacenada 2013 71 152 49 Berenjena Resistencia a los insectos 153 Genes de Bt Despreciable DespreciablePapaya Hawaiana Resistencia al virus de la mancha angular en papaya 154 Genes agregados 80 Papa alimento Resistencia al escarabajo de Colorado Resistenciaoal virus de rizado de la papa y al virus Y de la papa Menos acrilamida al freir y menos amoretamiento 84 Bt cry3A capa proteica de PVY 155 papas innatas se le agrega material genetico para codificar de ARNm a ARNi 84 0 0 Papa almidon Gen de resistencia a antibioticos usado para seleccion Mejor produccion de almidon 156 Gen de resistencia a antibioticos de bacterias Modificaciones a enzimas endogenas productoras de almidon 0 0 Arroz Enriquecido con caroteno beta fuente de vitamina A Genes de maiz y un microorganismo comun del suelo 157 158 Se estima que llegue al mercado en 2016 159 Granos de soja Tolerancia al glifosato o al glufosinato Reduccion de grasas saturadas 160 Mata plagas de insectos suscepetiblesResistencia viral Gen resistente a herbicidas tomado de bacterias Se quitan genes nativos que catalizan la saturacionGen de una o mas proteinas de cristal Bt 2014 94 152 77 Chayote Resistencia a virus de mosaico de sandia pepino y calabacin amarillo 149 161 162 Genes de capa proteica viral 13 figure is from 2005 147 Remolacha azucarera Tolerancia a glifosato y glufosinato Genes agregados 95 2010 regulada 2011 desregulada 2012 9 Cana de azucar Tolerancia a pesticidas Alto contenido de sacarosa Genes agregadosPimientos dulces Resistencia al virus de mosaico del pepino 163 164 Genes de capa proteica viral Pequenas cantidades producidas en ChinaJitomates Supresion de la enzima poligalacuronasa PG retarda ablandamiento de la fruta despues de la cosecha 165 mientras que al mismo tiempo retiene tanto el color natural y el sabor de la fruta Gen antisentido se agrega del gen responsable de la produccion de la produccion de la enzima PG Se saco del mercado por fallar comercialmente Pequenas cantidades producidas en ChinaDesarrollo Editar El numero de aprobaciones por parte del Departamento de Agricultura para hacer pruebas de campo crecio de 4 en 1985 a 1 194 en 2002 un promedio de 800 por ano desde entonces El numero de sitios de lanzamiento y el numero de construccion genica maneras en que el gen de interes es empaquetado junto con otros elementos ha incrementado rapidamente desde el 2005 Los nuevos productos con propiedades agronomicas como resistencia a las sequias crecieron de 1 043 en 2005 a 5 190 en 2013 Para septiembre de 2013 alrededor de 7 800 nuevos lanzamientos habian sido aprobados para maiz mas de 2 200 para granos de soja mas de 1 100 para algodon y alrededor de 900 para papas Los lanzamientos que fueron aprobados para tolerancia a los herbicidas 6 772 lanzamientos resistencia a insectos 4 809 calidad del producto como sabor o nutricion 4 896 propiedades agronomicas como resistencia a sequias 5 190 y resistencia a virus y hongos 2 616 Las instituciones con mayor numero de autorizaciones de lanzamientos de campo incluye a Monsanto con 6 782 Pioneer DuPont con 1 405 Syngenta con 565 y el Servicio de Investigacion Agricola del Departamento de Agricultura de Estados Unidos con 370 Para septiembre de 2013 el Departamento de Agricultura habia recibido propuestas para liberar arroz chayote ciruela tabaco lino y achicoria geneticamente modificados 152 Practicas agricolas EditarResistencia Editar Resistencia Bt Editar La exposicion continua a una toxina crea presion evolutiva para pestes resistentes a esa toxina La dependencia excesiva del glifosato y la reduccion de la diversidad de manejo de hierbas permitieron que se esparciera la resistencia al glifosato en 14 especies biotipos de hierba en Estados Unidos 152 Un metodo para reducir la resistencia es la creacion de refugios para permitir al organismo no resistente sobrevivir y mantener una poblacion susceptible Para reducir la resistencia a las cosechas Bt la comercializacion de 1996 de algodon y maiz transgenicos se realizo con una estrategia de control para prevenir que los insectos se volvieran resistentes Los planes de control de la resistencia a insectos eran obligatorios para las cosechas Bt El proposito es alentar a una poblacion grande de pestes para que cualquier gen de resistencia recesivo se diluyan dentro de la poblacion 166 Con el nivel suficiente de expresion transgenica casi todos los hertozigotos S s por ejemplo el segmento mas largo de la poblacion de la peste que carga un alelo de resistencia no sobrevivira y morira antes de la maduracion asi previniendo la transmision de su gen de resistencia a su progenie 167 Los refugios de plantas no transgenicas adyacentes a los campos de plantas transgenicas tienen mas posibilidad de que individuos homozigotos resistentes s s y cualquier heterozigoto que sobreviva se reproduciran con individuos susceptibles S S del refugio Como resultado la frecuencia del gen de la resistencia permanece baja Otros factores pueden afectar el exito de la estrategia de alto contenid refugios Por ejemplo si la temperatura no es ideal el estres termico puede reducir la produccion de toxinas Bt dejando a la planta mas susceptible Mas importante la reduccion de la expresion de maduracion tardia ha sido probada posiblemente resultando de la metilacion del ADN del promotor 168 El exito de esta estratgia ha mantenido el valor de las cosechas Bt Y ha dependido de factores independientes del control y la ejecucion de la estrategia incluyendo frecuencias bajas del alelo de resistencias bajas iniciales y la abundancia de plantas que no son Bt que funcionan como huespedes fuera de los refugios 169 Las companias que producen semillas Bt estan indtroduciendo nuevas especies con varias proteinas Bt Monsanto hizo esto con el algodon Bt en India donde el producto fue adoptado de manera muy rapida 170 Monsanto tambien ha con el proposito de intentar simplificar el proceso de implementacion de refugios en campos para cumplir con las politicas de Insect Resistance Management IRM y prevenir practicas irresponsables de cultivo empezado empezado a comercializar bolsas de semillas con una proporcion establecida de las semillas del refugio no transgenicas con las semillas Bt que se venden 171 Esta estrategia es probable que reduzca la posibilidad de que ocurra resistencia a Bt para el gusano de la raiz del maiz pero puede incrementar el riesgo de resistencia para las plagas de lepidopteros del maizs 172 173 Resistencia a herbicidas Editar Las mejores practicas de manejo para controlar hierbas puedes ayudar a retrasar la resistencia Estas practicas incluyen la aplicacion de varios herbicidas con diferentes modos de aplicacion rotanto las cosechas plantando semillas libres de malas hierbas revisando los campos de manera rutinaria limpiando el equipo para reducir la transferencia de hierbas malas de otros campos y mantener las fronteras del campo 152 Los organismos modificados geneticamente mas plantados estan disenado para tolerar herbicidas Para el 2006 algunas poblaciones de hierbas habian evolucionado para tolerar algunos de los mismos herbicidas Palmer amaranth es una hierba que compite con el algodon Una nativa del suroeste de Estados Unidos viajo al este y fue la primera en ser descubierta resistente al glifosato en el 2006 menos de diez anos de que el algodon Bt fue presentado 174 175 176 Proteccion de las plantas Editar Los agricultores normalmente usan menos insecticida cuando plantan cosechas Bt resistentes El uso de insecticidas en cultivos de maiz se redujo de 0 21 libras por acre plantado en 1995 a 0 02 libras en el 2010 Esto es consistente con la disminucion de las poblaciones de taladro de maiz europea como un resultado directo del uso del maiz Bt y del algodon Bt Establecer un refugio minimo ayudo a retrasar la evolucion de la resistencia a Bts Sin embargo la resistencia parece estar desarrollandose para tener caracteristicas Bt en algunas zonas 152 Labranza Editar Al dejar al menos 30 de los residuos de la cosecha en la superficie del suelo desde la cosecha hasta la siembra la labranza de conservacion reduce la erosion del suelo por aire y agua aumentando la retencion de agua y reduciendo la degradacion al igual que la escasez de agua y quimicos Ademas la labranza de conservacion reduce la huella de carbon en la agricultura 177 Una revision en el 2014 que abarco 12 estados de 1996 a 2006 encontro que un incremento del 1 en la adopcion de granos de soja tolerante a herbicidas condujo a un incremento de 0 21 en la labranza de conservacion y un decrecimiento de 0 3 en el uso herbicidas de calidad adecuada 177 Regulacion EditarLa regulacion de la ingenieria genetica considera los acercamientos hechos por los gobiernos para valorar y controlar los riesgos asociados con el desarrollo y lanzamiento de cosechas modificadas geneticamentes Existen diferencias en la regulacion de cosechas Bt entre paises con algunas de las diferencias mas marcadas presentes en EU y en Europa La regulacion varia en algun pais dependiendo en el uso destinado de cada producto Por ejemplo una cosecha no destinada para comida generalmente no es revisada por autoridades responsables de la seguridad de los alimentos 178 179 Produccion EditarEn 2013 la cosechas modificadas geneticamente se plantaron en 27 paises 19 eran paises en desarrollo y 8 eran paises desarrollados 2013 fue el segundo ano en que paises en desarrollo crecieron la mayoria del total de las cosechas 54 18 millones de agricultores crecieron cosechas modificadas geneticamente alrededor de 90 eran agricultores pequenos en paises en desarrollo 1 Pais 2013 Area plantada modificada geneticamente millones de hectareas 180 Cosechas BiotecEUA 70 1 Maiz granos de soja algodon Canola remolacha azucarera Alfalfa Papaya chayoteBrasil 40 3 Granos de soja Maiz AlgodonArgentina 24 4 Granos de soja Maiz AlgodonIndia 11 0 AlgodonCanada 10 8 Canola Maiz Granos de soja remolacha azucareraTotal 175 2 El Departamento de Agricultura de Estados Unidos USDA reporta cada ano el area total las variedades de organismos modificados geneticamente plantados en Estados Unidos 181 182 De acuerdo con el Servicio Nacional de Estadistica Agricola los estados publicados en estas tablas representan del 81 al 86 por ciento de toda el area plantada con maiz 88 90 por ciento de toda el area plantada con granos de soja y 81 93 por ciento de toda el area plantada con algodon Las estimaciones globales son producidos por el Servicio Internacional para la Adquisicion de Aplicaciones Agro biotecnologicas ISAAA y puede encontrarse in sus reportes anuales Estado global de las Cosechas transgenicas comercializadas 1 183 Los agricultores han aceptado a gran escala la tecnologia de modificaciones geneticas ver figura Entre 1996 y el 2013 la superficie total del area de tierra cultivada con cosechas modificadas geneticamente incremento por un factor de 100 de 17 000 acres a 1 750 000 km 432 million acres 1 10 de la tierra arable fue plantada con cosechas modificadas geneticamente en el 2010 2 Para el 2011 11 cosechas transgenicas diferentes fueron crecidas comercialmente en 395 millones de acres 160 millones de hectareas en 29 paises como EU Brasil Argentina India Canada Paraguay Paquistan Sudafrica Uruguay Bolivia Australia Filipinas Myanmar Burkina Faso Mexico y Espana 2 Una de las razones clave para la adopcion a gran escala es el beneficio economico que esta tecnologia ofrece a los agricultores Por ejemplo el sistema para plantas semillas resistentes al glifosato y despues la aplicacion de glifosato una vez que las plantas han crecido les proporciona a los agricultores la oportunidad con aumentar su porcentaje de produccion de una porcion especifica de tierra ya que esto les permitia crecer varias filas mas juntas Sin esto los agricultores tendrias que plantas las filas lo suficientemente alejadas para controlar el crecimiento de hierbas con labranza mecanica 184 Del mismo modo usar semillas Bt significa que los agricultores no tendrian que comprar insecticidas e invertir ese tiempo combustible y equipo en su aplicacion Sin embargo algunos criticos han argumentado si los porcentajes son mayores y si el uso de quimicos en realidad es menor con cosechas modificadas geneticamente Area de tierra usada para cosechas modificadas geneticamente por pais 1996 2009 en millones de hectareas En el 2011 la tierra usada era 160 millones de hectareas or 1 6 millones de kilometros cuadrados 2 En EE UU para el 2014 el 94 del area plantada de granos de soja 96 del algodon y 93 del maiz eran variedades modificadas geneticamente 3 142 143 Los granos de soja modificados geneticamente llevan unicamente caracteristicas de tolerancia a herbicidas pero el maiz y el algodon llevan caracteristicas tanto de tolerancia a herbicidas como proteccion contra insectos la ultima una proteian Bt 185 Estas constituyen caracteristicas que buscan beneficiar financieramente a los productores pero pueden tener beneficios indirectos al medio ambiente y a los consumidores en cuanto al costo La Grocery Manufacturers of America estimo en el 2003 que el 70 75 de toda la comida procesada en EU contenia un ingrediente modificado geneticamente 186 Europa crece relativamente pocas cosechas disenadas geneticamente 187 con excepcion de Espana donde una quinta parte del maiz es disenada geneticamente 188 y cantidades menores en otros 5 paises 189 La Union Europea tenia una prohibicion de facto en la aprobacion de nuevas cosechas modificadas geneticamente de 1999 hasta el 2004 190 191 Las cosechas modificadas geneticamente ahora son reguladas por la Union Europea 192 En el 2015 las cosechas disenadas geneticamente se prohiben en 38 paises a nivel mundial 19 de ellos en Europa 193 194 Los paises en desarrollo crecieron 54 por ciento de las cosechas disenadas geneticamente en el 2013 1 En anos recientes las cosechas modificadas geneticamente se expandieron rapidamente en paises en vias de desarrollo En el 2013 aproximadamente 18 millones de agricultores crecieron 54 de las cosechas Bt a nivel mundial 1 El aumento mas gande del 2013 fue en Brasil 403 000 km contra 368 000 km en 2012 El algodon GM comenzo creciendo en India en el 2002 alcanzando 110 000 km en 2013 1 Controversia EditarLos alimentos modificados geneticamente son controvertidos y es tema de protestas vandalismo legislacion y accion juridica 195 y disputas cientificas Las controversias involucran a los consumidores companias biotecnologicas reguladores gubernamentales organizaciones no gubernamentales y cientificos Las areas clave son si los alimentos modificados geneticamente deberian marcarse el papel de los reguladores gubernamentales el efecto de las cosechas modificadas geneticamente en la salud y en el medio ambiente los efectos del uso de pesticidas y la resistencia el impacto en los agricultores y su rol de alimentar al mundo y produccion de energiaExiste una aprobacion general por la comunidad cientifica con respecto a que la comida que se venda proveniente de cosechas modificadas geneticamente no presenta riesgos mayores la salud humana que los que presentan los alimentos convencionales 7 9 12 No se han reportado casos de enfermedad en la poblacion humana como efecto de los alimentos modificados geneticamente 13 196 197 Aunque se requiere etiquetar los organismos modificados geneticamente en muchos paises la Food and Drug Administration de Estados Unidos no requiere etiquetar ni reconoce una distincion entre los alimentos modificados geneticamente aprobados y los alimentos no modificados 198 Grupos de defensa como Center for Food Safety Union of Concerned Scientists Greenpeace y el World Wildlife Fund argumentan que los riesgos relacionados con alimentos modificados geneticamente no han sido examinados y controlados adecuadamente que los organismos modificados geneticamente no son probados lo suficientes y deberian ser etiquetados y las autoridades reguladoras y los cuerpos cientificos estan muy atados a la industria Algunos estudios argumentan que las cosechas modificadas geneticamente puedes provocar dano 199 200 un estudio en el 2016 que volvio a analizar la informacion de seis estudios encontro que sus metodologias estadisticas tenian errores y no demostraban el dano y dijeron que las conclusiones respecto a la seguridad de las cosechas de organismos modificados geneticamente deben proceder de la totalidad de las pruebas en lugar de pruebas inverosimil de los estudios individuales 201 Un mayor uso de semillas mejoradas y fertilizantes inorganicos y una mayor mecanizacion podrian impulsar la productividad agricola en algunos paises de ingresos bajos o medios bajos Sin embargo todavia no existe un consenso con respecto a si el subsidio de estos insumos constituye una forma efectiva de estimular su uso Por ello se ha planteado examinar la evidencia acerca de los impactos de los subsidios a los insumos en factores como la productividad agricola los ingresos y el bienestar de los beneficiarios el bienestar de los consumidores y el crecimiento economico Una revision sistematica de 31 estudios la mayoria concernientes al Africa subsahariana encontro que los subsidios a fertilizantes y semillas estan asociados con un mayor uso de estos insumos mayor produccion agricola y mayores ingresos en los hogares agricolas Asimismo los modelos usados muestran efectos positivos para los consumidores y un crecimiento economico mas amplio Sin embargo hay evidencia de que estos esquemas de subsidios son propensos a la ineficiencia y la corrupcion Por ultimo la base de evidencia es pequena por lo que es necesario realizar mas investigaciones y en paises fuera del Africa subsahariana para que estos resultados tengan mas validez 202 Referencias Editar a b c d e f g h i ISAAA 2013 Annual Report Executive Summary Global Status of Commercialized Biotech GM Crops 2013 ISAAA Brief 46 2013 Retrieved 6 August 2014 a b c d James C 2011 ISAAA Brief 43 Global Status of Commercialized Biotech GM Crops 2011 ISAAA Briefs Ithaca New York International Service for the Acquisition of Agri biotech Applications ISAAA Consultado el 2 de junio de 2012 a b Adoption of Genetically Engineered Crops in the U S Economic Research Service of the U S Department of Agriculture a b c Klumper W Qaim M 2014 A Meta Analysis of the Impacts of Genetically Modified Crops PLoS ONE 9 11 e111629 Bibcode 2014PLoSO 9k1629K PMID 25365303 doi 10 1371 journal pone 0111629 Andrew Pollack for the New York Times April 13 2010 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