“La aplicación de las nuevas tecnologías en agricultura” por Pere Puigdomènec

Foto: Leila Méndez

Foto: Leila Méndez

Este texto de Pere Puigdomènec apareció originalmente en el número 5 de la revista CIC Network (2009) y lo reproducimos en su integridad por su interés.

La aplicación de la Biología moderna a muy distintos ámbitos de la actividad humana se ha hecho desde sus inicios en un entorno de intenso debate. Podemos tomar como fecha de referencia el inicio de la década de los 70. En aquel momento se anuncia que se ha alcanzado por fin el objetivo de aislar y caracterizar genes. La aproximación con éxito se basaba en un conjunto de metodologías que procedían de la Microbiología y de la Bioquímica y dio lugar a lo que se ha denominado técnicas del DNA recombinante o ingeniería genética. 

Estas metodologías abrieron un camino a la Biología del que todavía vivimos ahora pero también dieron lugar a dos fenómenos nuevos: un conjunto de nuevas aplicaciones de interés industrial y un intenso debate sobre los límites a su uso. Como ejemplo de lo primero fueron las patentes que se concedieron a los inventores de estos métodos y las empresas que se fundaron a partir de ellos. Como ejemplo de lo segundo podemos citar la reunión de Asilomar en 1975 en la que se pidió una moratoria en el uso de estas tecnologías debido a las incertidumbres que aparecieron. Con el paso del tiempo se han consolidado algunas empresas, han fracasado o se han vendido otras y los riesgos que se habían proclamado han resultado inexistentes.

Las técnicas del DNA recombinante han tenido una expansión enorme, han hecho que volvamos a escribir la Biología y nos permiten un conocimiento del origen y el funcionamiento de los organismos vivos insospechado hasta entonces. Sus aplicaciones se han extendido hasta la criminología o la arqueología y sin duda las estamos aplicando para conocernos nosotros mismos y para conocer, diagnosticar y tratar cuando sea posible algunas de nuestras patologías más severas. Pero también las estamos aplicando en agricultura. De la misma forma que ocurrió en los años 70 estas aplicaciones a la agricultura se hacen con un gran interés industrial y en medio de un debate difícil. La situación en Europa nos permite reflexionar sobre la forma en la que aplicamos las nuevas tecnologías y sobre el lugar que la agricultura ocupa en nuestras sociedades desarrolladas.

La aplicación de las técnicas del DNA recombinante en plantas fue inmediata, de hecho en algunos lugares, incluso de España, los primeros fragmentos de DNA aislados y caracterizados con estas tecnologías fueron de plantas. Esto respondía también a la importancia que tienen las especies vegetales en la Genética. No hace falta llegar hasta Mendel para recordar que la Genética nació del estudio de la transmisión de caracteres en los guisantes, o recordar que en algunos lugares como en Cataluña la Genética llegó a la Universidad través de los estudios de Agricultura. Pero durante el siglo XX la Genética había sido uno de los factores decisivos en el aumento de la producción agrícola en todo el mundo. La llegada de variedades híbridas de maíz o el desarrollo de variedades enanas de trigo y maíz tras la segunda guerra mundial son buenas demostraciones de ello entre muchas otras. El hecho es que durante el siglo XX se demostró que las predicciones malthusianas de que nunca seríamos capaces de aumentar la producción de alimentos hasta compensar el aumento de la población habían resultado falsas. El uso de un conjunto de distintas aproximaciones agronómicas, el uso de fertilizantes y fitosanitarios, la extensión de la mecanización y los regadíos y, desde luego, de mejores semillas basadas en la Mejora Genética ha producido que el aumento de la producción de alimentos en los últimos cien años fuera superior, en términos globales, al aumento de la población. No es de extrañar por tanto que la aparición de las técnicas moleculares llamara la atención de quienes se interesan por obtener plantas más productivas o mejor adaptadas al medio ambiente. 

Las técnicas moleculares se aplicaron de forma inmediata a las plantas, tanto a especies modelo como a la mayoría de las plantas cultivadas. Y se puede decir que nuestro conocimiento de la fisiología de las plantas, de su desarrollo o de las bases de los principales caracteres de interés agronómico como es la resistencia a los patógenos ha experimentado un aumento vertiginoso en los últimos treinta años. Pero también podemos decir lo mismo en el uso de aproximaciones moleculares en la Mejora Genética. La Mejora de plantas se basa en identificar en la variabilidad natural que existe en una especie, aquellas poblaciones que son portadoras de caracteres de interés agronómico y tratar de transferir estos caracteres a las variedades más utilizadas en el campo. Esta transferencia se realiza mediante cruces entre individuos y puede ser más o menos complicada dependiendo de la especie y del carácter. Todo aquello que permita acelerar el proceso de identificación de caracteres de interés, de acelerar su transferencia a las variedades interesantes y de aumentar la variabilidad de la especie es importante para la Mejora. Son en estos aspectos a los que contribuyen las técnicas moleculares. Y en ello podemos distinguir dos tipos de aplicaciones: los marcadores moleculares y las plantas transgénicas.

Los marcadores moleculares es una de las aproximaciones moleculares más utilizadas actualmente en mejora de plantas. Se basa en encontrar en un gen o en su cercanía una característica molecular ligada a un carácter genético y que sea fácilmente detectable. Un marcador nos permite fácilmente y en cualquier tejido de la planta saber que ésta es portadora de un carácter interesante sin necesidad de realizar una prueba biológica que puede ser larga y costosa. Las mismas técnicas se utilizan en clínica para detectar variaciones genéticas en humanos asociadas a ciertas patologías. La limitación de la Genética clásica, incluyendo los marcadores moleculares se da cuando en toda la variabilidad existente en la especie no encontramos ninguna variedad resistente a una enfermedad determinada.

Hasta 1983 no había ninguna posibilidad de resolver el problema. En 1983 aparecieron dos artículos en dos de las principales revistas científicas del mundo, Nature y Cell, en el que se abría una vía para producir variabilidad genética nueva en especies de plantas. Los dos artículos demostraban que era posible introducir en el genoma del tabaco un gen de origen bacteriano, aislado y modificado en el laboratorio mediante el uso de las técnicas del DNA recombinante. Para ello se basaban por un parte en la propiedad de las plantas que pueden regenerar plantas normales a partir de cultivos de células. Por otra parte se basaban en las propiedades de ciertas bacterias que infectan plantas de transferir a las plantas que infectan un fragmento de DNA. Los investigadores demostraron que éste se incorporaba al genoma de la planta y funcionaba como uno de los genes propios de la planta. Habían nacido las plantas transgénicas o plantas modificadas genéticamente.

Tras aparecer en 1983 los artículos que demostraban la posibilidad de modificar genéticamente las reacciones fueron muy similares a las que se produjeron en el desarrollo de las técnicas del DNA recombinante. Se abrieron unas grandes posibilidades de estudiar el funcionamiento de los genes en plantas y se convirtieron rápidamente en una herramienta esencial para la investigación en Biología Vegetal. También aparecieron las oportunidades de aplicación para obtener plantas con caracteres que no son accesibles por la Mejora Genética clásica y ello tenía un claro interés industrial. Aparecieron en este campo también las patentes, las compañías spin-off s y las inversiones de las grandes compañías de semillas. Y como en los años 70, se comenzó a discutir la posible existencia de riesgos que se podían presentar para la salud y el medio ambiente. De esta forma, ya desde 1986 en los Estados Unidos y desde 1990 en Europa se dictaron unas regulaciones que estaban destinadas a analizar el riesgo que podía suponer una planta modificada genéticamente y, caso por caso, realizar una aprobación de cada una de ellas de forma que se garantizase que no presentara ningún riesgo para la salud o el medio ambiente. Este análisis se hace actualmente por el Panel de Organismos Modificados Genéticamente de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA).

El proceso de aprobación de una planta transgénica es muy complejo y se examina la modificación genética de la planta, los posibles cambios en su composición, posibles efectos de toxicidad y alergenicidad así como comportamiento agronómico y efectos sobre el medio ambiente. Los datos suelen llegar a costes de millones de euros y son analizados por el panel europeo que debe también considerar los comentarios que formulen las autoridades competentes de los países miembros. El nivel de exigencia es teóricamente similar en los distintos países del mundo pero de hecho en Europa existen diferencias regulatorias como la necesidad de etiquetar los alimentos que contienen más del 0,9% de un componente modificado genéticamente.

El cultivo de plantas transgénicas continúa extendiéndose por el mundo y en el 2008 ya se plantaron más de 100 millones de hectáreas. Se trata esencialmente de grandes cultivos como maíz, soja, algodón o colza. A estos cultivos el carácter que se les ha introducido es principalmente una nueva resistencia a insectos o tolerancia a herbicidas. Ello reduce las pérdidas en los cultivos debido a los insectos, sobre todo los taladros en el maíz e insectos similares en el algodón y hace el cultivo más fácil en el caso de la soja tolerante a herbicidas. A principios del año 2009 la situación sigue polarizada entre aquellos que están dispuestos a aprovechar las ventajas de las plantas transgénicas y aquellos que se oponen a ellas de forma radical.

El debate sobre las plantas transgénicas ilustra la complejidad del debate entorno a la introducción de las nuevas tecnologías en agricultura. Sabemos que si bien en términos globales la producción de alimentos ha crecido en el mundo, también sabemos que no es suficiente ya que tenemos todavía casi 1.000 millones de personas sin un acceso correcto a la alimentación. La crisis de producción que se produjo el año 2007 demostró la fragilidad de la actual producción agrícola mundial. Y sabemos que la demanda de alimentos crece por el aumento de la población y por la mayor exigencia en calidad de los países emergentes. Esto se produce en un entorno de cambio climático y de altos costes de la energía que continuarán a medio y largo plazo. Las decisiones que se tomen en cuanto a nuevas tecnologías aplicadas a la producción agrícola deberían, por tanto, estar basadas en asegurar alimento suficiente, seguro y saludable al conjunto de la población humana. Pero sabemos también que algunas de nuestras prácticas agrícolas son agresivas con el medio ambiente. El uso intensivo de abonos o pesticidas puede producir contaminación en el medio ambiente y la agricultura intensiva, erosión del suelo y aparecen nuevos usos de las plantas como los biocombustibles. Todo ello en una situación que no deseamos ganar terreno cultivado a los espacios salvajes que deseamos conservar y cuya pérdida es una causa importante de producción de gases que causan el cambio climático. Por otra parte la agricultura es un componente esencial de nuestra cultura en cuanto a métodos de producción, en cuanto a fuente de aquellos alimentos que asociamos a nuestra cultura y en cuanto a preservar un entorno social y paisajístico. Por tanto es imposible encontrar soluciones únicas a un conjunto de cuestiones de tan gran complejidad.

En este contexto en las nuevas tecnologías aplicadas a la agricultura parece necesario priorizar aquellas tecnologías que permitan por una parte asegurar una alimentación segura a la población humana en condiciones de sostenibilidad de las tecnologías de cara al futuro. Esto incluye el respeto a la diversidad biológica de las especies cultivadas y del entorno ecológico y a la diversidad cultural del entorno social. Por estas razones proponer a priori el uso exclusivo o la prohibición radical de cualquier nueva tecnología parece inadecuado, aunque los niveles de discusión que tenemos hoy día parece que sólo dejan espacio a la simplificación de las posturas. Nada sustituye al análisis riguroso de los datos y al debate abierto y respetuoso de las opciones que se presentan ante nosotros.

Foto: Carmen Secanella

Foto: Carmen Secanella

Pere Puigdoménech Rosell. Licenciado en Ciencias Físicas (UB, 1970). Doctor en Ciencias Biológicas (UAB, 1975). Profesor de Investigación del CSIC. Director del Centro de Investigaciones en Agrogenómica (CRAG) CSIC-IRTA-UAB.  Es miembro de EMBO, del Institut d’Estudis Catalans, de la Real Academia de Ciencias y Artes de Barcelona, de l’Académie d’Agriculture de France y del Grupo Europeo de Ética de las Ciencias y las Nuevas Tecnologías de la Comisión Europea.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por CIC Network


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