Cultivos transgénicos
Los cultivos modificados genéticamente, o cultivos transgénicos son plantas utilizadas en la agricultura, cuyo ADN ha sido modificado mediante métodos de ingeniería genética. Los genomas de las plantas se pueden diseñar mediante métodos físicos o mediante el uso de Agrobacterium para la entrega de secuencias alojadas en vectores binarios de ADN-T. En la mayoría de los casos, el objetivo es introducir un nuevo rasgo en la planta que no ocurre naturalmente en la especie. Los ejemplos en cultivos alimentarios incluyen la resistencia a ciertas plagas, enfermedades, condiciones ambientales, reducción del deterioro, resistencia a tratamientos químicos (p. ej., resistencia a un herbicida) o mejora del perfil de nutrientes del cultivo. Los ejemplos en cultivos no alimentarios incluyen la producción de agentes farmacéuticos, biocombustibles y otros bienes de utilidad industrial, así como para la biorremediación.
Los agricultores han adoptado ampliamente la tecnología GM. La superficie en acres aumentó de 1,7 millones de hectáreas en 1996 a 185,1 millones de hectáreas en 2016, alrededor del 12 % de las tierras de cultivo mundiales. A partir de 2016, las principales características de los cultivos (soja, maíz, canola y algodón) consisten en tolerancia a herbicidas (95,9 millones de hectáreas), resistencia a insectos (25,2 millones de hectáreas) o ambas (58,5 millones de hectáreas). En 2015, se cultivaban 53,6 millones de hectáreas de maíz transgénico (casi 1/3 de la cosecha de maíz). El maíz GM superó a sus predecesores: el rendimiento fue de 5,6 a 24,5 % más alto con menos micotoxinas (−28,8 %), fumonisina (−30,6 %) y tricotecens (−36,5 %). Los organismos no objetivo no se vieron afectados, excepto Braconidae, representado por un parasitoide del barrenador europeo del maíz, el objetivo de los lepidópteros.maíz Bt activo. Los parámetros biogeoquímicos como el contenido de lignina no variaron, mientras que la descomposición de la biomasa fue mayor.
Un metanálisis de 2014 concluyó que la adopción de tecnología GM redujo el uso de pesticidas químicos en un 37 %, aumentó el rendimiento de los cultivos en un 22 % y aumentó las ganancias de los agricultores en un 68 %. Esta reducción en el uso de pesticidas ha sido ecológicamente beneficiosa, pero los beneficios pueden verse reducidos por el uso excesivo. Las ganancias de rendimiento y las reducciones de pesticidas son mayores para cultivos resistentes a insectos que para cultivos tolerantes a herbicidas. Las ganancias de rendimiento y ganancias son mayores en los países en desarrollo que en los países desarrollados. Las intoxicaciones por plaguicidas se redujeron entre 2,4 y 9 millones de casos por año solo en la India y la introducción generalizada del algodón Bt provocó una disminución del 25 % en los suicidios de agricultores en la India.
Existe un consenso científico de que los alimentos actualmente disponibles derivados de cultivos GM no representan un mayor riesgo para la salud humana que los alimentos convencionales, pero que cada alimento GM debe probarse caso por caso antes de su introducción. No obstante, los miembros del público son mucho menos propensos que los científicos a percibir los alimentos GM como seguros. El estatus legal y regulatorio de los alimentos GM varía según el país, con algunas naciones prohibiéndolos o restringiéndolos, y otros permitiéndolos con grados de regulación muy diferentes.
Sin embargo, los opositores se han opuesto a los cultivos transgénicos por motivos que incluyen impactos ambientales, seguridad alimentaria, si los cultivos transgénicos son necesarios para satisfacer las necesidades alimentarias, si son lo suficientemente accesibles para los agricultores en los países en desarrollo y preocupaciones sobre someter los cultivos a la ley de propiedad intelectual. Las preocupaciones de seguridad llevaron a 38 países, incluidos 19 en Europa, a prohibir oficialmente su cultivo.
Historia
Los seres humanos han influido directamente en la composición genética de las plantas para aumentar su valor como cultivo a través de la domesticación. La primera evidencia de domesticación de plantas proviene del trigo emmer y einkorn que se encuentran en las aldeas del Neolítico A anterior a la cerámica en el suroeste de Asia que datan de alrededor de 10,500 a 10,100 a. El Creciente Fértil de Asia occidental, Egipto y la India fueron los primeros lugares en los que se planeó la siembra y la cosecha de plantas que previamente se habían recolectado en la naturaleza. El desarrollo independiente de la agricultura ocurrió en el norte y el sur de China, el Sahel de África, Nueva Guinea y varias regiones de las Américas. Los ocho cultivos fundadores del Neolítico (trigo emmer, trigo einkorn, cebada, guisantes, lentejas, arveja amarga, garbanzos y lino) habían aparecido alrededor del 7000 a.Los fitomejoradores de cultivos tradicionales han introducido durante mucho tiempo germoplasma extranjero en los cultivos mediante la creación de cruces novedosos. En 1875 se creó un grano de cereal híbrido, cruzando trigo y centeno. Desde entonces, se han introducido de esa manera rasgos que incluyen genes de enanismo y resistencia a la roya. El cultivo de tejidos vegetales y las mutaciones deliberadas han permitido a los humanos alterar la composición de los genomas de las plantas.
Los avances modernos en genética han permitido a los humanos alterar más directamente la genética de las plantas. En 1970, el laboratorio de Hamilton Smith descubrió enzimas de restricción que permitían cortar el ADN en lugares específicos, lo que permitió a los científicos aislar genes del genoma de un organismo. Las ligasas de ADN que unen el ADN roto se habían descubierto a principios de 1967 y, al combinar las dos tecnologías, fue posible "cortar y pegar" secuencias de ADN y crear ADN recombinante. Los plásmidos, descubiertos en 1952, se convirtieron en herramientas importantes para transferir información entre células y replicar secuencias de ADN. En 1907 se descubrió una bacteria que causaba tumores en las plantas, Agrobacterium tumefaciens, y a principios de la década de 1970 se descubrió que el agente inductor de tumores era un plásmido de ADN llamado plásmido Ti.Al eliminar los genes en el plásmido que causó el tumor y agregar genes nuevos, los investigadores pudieron infectar plantas con A. tumefaciens y dejar que las bacterias insertaran la secuencia de ADN elegida en los genomas de las plantas. Como no todas las células vegetales eran susceptibles a la infección por A. tumefaciens, se desarrollaron otros métodos, como la electroporación, la microinyección y el bombardeo de partículas con una pistola genética (inventada en 1987). En la década de 1980 se desarrollaron técnicas para volver a introducir cloroplastos aislados en una célula vegetal a la que se le había quitado la pared celular. Con la introducción de la pistola de genes en 1987, fue posible integrar genes extraños en un cloroplasto.La transformación genética se ha vuelto muy eficiente en algunos organismos modelo. En 2008 se produjeron semillas genéticamente modificadas en Arabidopsis thaliana sumergiendo las flores en una solución de Agrobacterium. En 2013, CRISPR se utilizó por primera vez para modificar los genomas de las plantas.
La primera planta de cultivo modificada genéticamente fue el tabaco, informado en 1983. Se desarrolló creando un gen quimérico que unía un gen resistente a los antibióticos al plásmido T1 de Agrobacterium. El tabaco se infectó con Agrobacterium transformado con este plásmido dando como resultado que el gen quimérico se insertara en la planta. A través de técnicas de cultivo de tejidos, se seleccionó una sola célula de tabaco que contenía el gen y una nueva planta creció a partir de ella. Los primeros ensayos de campo de plantas transgénicas ocurrieron en Francia y los EE. UU. en 1986, las plantas de tabaco fueron modificadas para ser resistentes a los herbicidas.En 1987, Plant Genetic Systems, fundada por Marc Van Montagu y Jeff Schell, fue la primera empresa en modificar genéticamente plantas resistentes a los insectos mediante la incorporación de genes que producían proteínas insecticidas de Bacillus thuringiensis (Bt) en el tabaco. La República Popular de China fue el primer país en comercializar plantas transgénicas, introduciendo un tabaco resistente a virus en 1992. En 1994, Calgene obtuvo la aprobación para lanzar comercialmente el tomate Flavr Savr, un tomate diseñado para tener una vida útil más prolongada. También en 1994, la Unión Europea aprobó el tabaco modificado para ser resistente al herbicida bromoxinil, convirtiéndolo en el primer cultivo genéticamente modificado comercializado en Europa.En 1995, la Papa Bt fue aprobada como segura por la Agencia de Protección Ambiental, luego de haber sido aprobada por la FDA, convirtiéndola en el primer cultivo productor de pesticidas aprobado en los EE. UU. En 1996 se habían otorgado un total de 35 aprobaciones para cultivar comercialmente 8 cultivos transgénicos y un cultivo de flores (clavel), con 8 características diferentes en 6 países más la UE. Para 2010, 29 países habían plantado cultivos genéticamente modificados comercializados y otros 31 países habían otorgado la aprobación reglamentaria para la importación de cultivos transgénicos.
El primer animal genéticamente modificado que se comercializó fue el GloFish, un pez cebra con un gen fluorescente agregado que le permite brillar en la oscuridad bajo la luz ultravioleta. El primer animal genéticamente modificado que se aprobó para uso alimentario fue el salmón AquAdvantage en 2015. El salmón se transformó con un gen regulador de la hormona del crecimiento de un salmón Chinook del Pacífico y un promotor de un faneca oceánica que le permite crecer durante todo el año en lugar de solo durante la primavera y el verano.
Métodos
Los cultivos genéticamente modificados tienen genes agregados o eliminados mediante técnicas de ingeniería genética, que originalmente incluían pistolas de genes, electroporación, microinyección y agrobacterium. Más recientemente, CRISPR y TALEN ofrecieron técnicas de edición mucho más precisas y convenientes.
Las pistolas de genes (también conocidas como biolística) "disparan" (partículas o radiaciones directas de alta energía contra) genes diana en las células vegetales. Es el método más común. El ADN se une a diminutas partículas de oro o tungsteno que posteriormente se inyectan en el tejido vegetal o en células vegetales individuales a alta presión. Las partículas aceleradas penetran tanto en la pared celular como en las membranas. El ADN se separa del metal y se integra en el ADN vegetal dentro del núcleo. Este método se ha aplicado con éxito en muchos cultivos, especialmente monocotiledóneas como el trigo o el maíz, para los que la transformación con Agrobacterium tumefaciens ha tenido menos éxito. La principal desventaja de este procedimiento es que se pueden producir daños graves en el tejido celular.
La transformación mediada por Agrobacterium tumefaciens es otra técnica común. Las agrobacterias son parásitos naturales de las plantas. Su capacidad natural para transferir genes proporciona otro método de ingeniería. Para crear un entorno adecuado para ellos mismos, estas agrobacterias insertan sus genes en las plantas hospedantes, lo que da como resultado una proliferación de células vegetales modificadas cerca del nivel del suelo (agalla de la corona). La información genética para el crecimiento del tumor está codificada en un fragmento de ADN circular móvil (plásmido). Cuando Agrobacteriuminfecta una planta, transfiere este T-DNA a un sitio aleatorio en el genoma de la planta. Cuando se usa en ingeniería genética, el T-DNA bacteriano se elimina del plásmido bacteriano y se reemplaza con el gen extraño deseado. La bacteria es un vector que permite el transporte de genes extraños a las plantas. Este método funciona especialmente bien para plantas dicotiledóneas como patatas, tomates y tabaco. La infección por agrobacterias tiene menos éxito en cultivos como el trigo y el maíz.
La electroporación se utiliza cuando el tejido vegetal no contiene paredes celulares. En esta técnica, "el ADN ingresa a las células vegetales a través de poros en miniatura que son causados temporalmente por pulsos eléctricos".
La microinyección se utiliza para inyectar directamente ADN extraño en las células.
Los científicos de plantas, respaldados por los resultados de los perfiles modernos e integrales de la composición de los cultivos, señalan que los cultivos modificados con técnicas GM tienen menos probabilidades de tener cambios no deseados que los cultivos mejorados convencionalmente.
En la investigación, el tabaco y Arabidopsis thaliana son las plantas modificadas con mayor frecuencia, debido a métodos de transformación bien desarrollados, fácil propagación y genomas bien estudiados. Sirven como organismos modelo para otras especies de plantas.
La introducción de nuevos genes en las plantas requiere un promotor específico para el área donde se va a expresar el gen. Por ejemplo, para expresar un gen solo en granos de arroz y no en hojas, se usa un promotor específico de endospermo. Los codones del gen deben optimizarse para el organismo debido al sesgo de uso de codones.
Tipos de modificaciones
Transgénico
Las plantas transgénicas tienen genes insertados en ellas que se derivan de otra especie. Los genes insertados pueden provenir de especies dentro del mismo reino (planta a planta), o entre reinos (por ejemplo, bacteria a planta). En muchos casos, el ADN insertado tiene que modificarse ligeramente para que se exprese correcta y eficientemente en el organismo huésped. Las plantas transgénicas se utilizan para expresar proteínas, como las toxinas cry de B. thuringiensis, genes resistentes a herbicidas, anticuerpos y antígenos para vacunas. Un estudio liderado por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) también encontró genes virales en plantas transgénicas.
Las zanahorias transgénicas se han utilizado para producir el fármaco Taliglucerasa alfa, que se utiliza para tratar la enfermedad de Gaucher. En el laboratorio, las plantas transgénicas se han modificado para aumentar la fotosíntesis (actualmente alrededor del 2 % en la mayoría de las plantas frente al potencial teórico del 9 al 10 %). Esto es posible cambiando la enzima rubisco (es decir, cambiando plantas C 3 a plantas C 4), colocando el rubisco en un carboxisoma, agregando bombas de CO 2 en la pared celular o cambiando la forma o el tamaño de la hoja. Las plantas han sido diseñadas para exhibir bioluminiscencia que puede convertirse en una alternativa sostenible a la iluminación eléctrica.
Cisgénico
Las plantas cisgénicas se fabrican utilizando genes que se encuentran dentro de la misma especie o en una estrechamente relacionada, donde puede ocurrir el fitomejoramiento convencional. Algunos mejoradores y científicos argumentan que la modificación cisgénica es útil para plantas que son difíciles de cruzar por medios convencionales (como las papas), y que las plantas en la categoría cisgénica no deberían requerir el mismo escrutinio regulatorio que las transgénicas.
Subgénico
Las plantas genéticamente modificadas también se pueden desarrollar mediante la eliminación de genes o la eliminación de genes para alterar la composición genética de una planta sin incorporar genes de otras plantas. En 2014, el investigador chino Gao Caixia presentó patentes sobre la creación de una variedad de trigo resistente al oídio. La cepa carece de genes que codifican proteínas que reprimen las defensas contra el moho. Los investigadores eliminaron las tres copias de los genes del genoma hexaploide del trigo. Gao usó las herramientas de edición de genes TALEN y CRISPR sin agregar ni cambiar ningún otro gen. No se planearon pruebas de campo de inmediato. La técnica CRISPR también ha sido utilizada por el investigador de Penn State Yinong Yang para modificar los champiñones blancos (Agaricus bisporus) para que no se doren,y por DuPont Pioneer para hacer una nueva variedad de maíz.
Integración de múltiples rasgos
Con la integración de características múltiples, se pueden integrar varias características nuevas en un nuevo cultivo.
Ciencias económicas
El valor económico de los alimentos transgénicos para los agricultores es uno de sus principales beneficios, incluso en los países en desarrollo. Un estudio de 2010 encontró que el maíz Bt proporcionó beneficios económicos de $6.9 mil millones durante los 14 años anteriores en cinco estados del Medio Oeste. La mayoría ($4.300 millones) correspondió a agricultores que producen maíz no Bt. Esto se atribuyó a la reducción de las poblaciones europeas del barrenador del maíz por la exposición al maíz Bt, lo que dejó menos para atacar el maíz convencional cercano. Los economistas agrícolas calcularon que "el superávit mundial [aumentó en] $ 240,3 millones en 1996. De este total, la mayor parte (59%) fue para los agricultores estadounidenses. La empresa de semillas Monsanto recibió la siguiente parte más grande (21%), seguida por los consumidores estadounidenses (9 %), el resto del mundo (6 %) y el proveedor de germoplasma, Delta & Pine Land Company of Mississippi (5 %).
Según el Servicio Internacional para la Adquisición de Aplicaciones Agrobiotecnológicas (ISAAA), en 2014 aproximadamente 18 millones de agricultores cultivaron cultivos biotecnológicos en 28 países; alrededor del 94% de los agricultores eran pobres en recursos en los países en desarrollo. El 53% de la superficie mundial de cultivos biotecnológicos de 181,5 millones de hectáreas se cultivó en 20 países en desarrollo. El estudio integral de PG Economics de 2012 concluyó que los cultivos transgénicos aumentaron los ingresos agrícolas en todo el mundo en $ 14 mil millones en 2010, y más de la mitad de este total se destinó a los agricultores de los países en desarrollo.
Renunciar a estos beneficios es costoso. Wesseler et al 2017 estiman el costo de la demora para varios cultivos, incluido el banano GM en Uganda, el caupí GM en África occidental y el maíz / maíz GM en Kenia. Estiman que solo Nigeria pierde entre 33 y 46 millones de dólares al año. Los daños potenciales y supuestos de los cultivos transgénicos deben compararse con estos costos de demora.
Los críticos cuestionaron los supuestos beneficios para los agricultores por la prevalencia de observadores sesgados y por la ausencia de ensayos controlados aleatorios. El principal cultivo Bt de los pequeños agricultores de los países en desarrollo es el algodón. Una revisión de 2006 de los hallazgos del algodón Bt realizada por economistas agrícolas concluyó que "el balance general, aunque prometedor, es mixto. Los rendimientos económicos son muy variables a lo largo de los años, el tipo de granja y la ubicación geográfica".
En 2013, el Consejo Asesor de Ciencias de las Academias Europeas (EASAC) solicitó a la UE que permitiera el desarrollo de tecnologías agrícolas GM para permitir una agricultura más sostenible, empleando menos recursos de tierra, agua y nutrientes. EASAC también critica el "marco regulatorio costoso y que consume mucho tiempo" de la UE y dijo que la UE se había quedado atrás en la adopción de tecnologías GM.
Los participantes en los mercados de negocios agrícolas incluyen empresas de semillas, empresas de agroquímicos, distribuidores, agricultores, elevadores de granos y universidades que desarrollan nuevos cultivos/características y cuyas extensiones agrícolas asesoran a los agricultores sobre las mejores prácticas. Según una revisión de 2012 basada en datos de finales de la década de 1990 y principios de la de 2000, gran parte de los cultivos transgénicos que se cultivan cada año se utilizan para la alimentación del ganado y el aumento de la demanda de carne conduce a un aumento de la demanda de cultivos forrajeros transgénicos. El uso de cereales forrajeros como porcentaje de la producción total de cultivos es del 70 % para el maíz y más del 90 % de las harinas de semillas oleaginosas como la soja. Alrededor de 65 millones de toneladas métricas de granos de maíz transgénicos y alrededor de 70 millones de toneladas métricas de harinas de soja derivadas de la soja transgénica se convierten en piensos.
En 2014, el valor global de las semillas biotecnológicas fue de 15 700 millones de USD; 11 300 millones de USD (72 %) correspondieron a países industrializados y 4 400 millones de USD (28 %) a países en desarrollo. En 2009, Monsanto tuvo $ 7.3 mil millones en ventas de semillas y en licencias de su tecnología; DuPont, a través de su subsidiaria Pioneer, fue la siguiente empresa más grande en ese mercado. A partir de 2009, la línea general de productos Roundup, incluidas las semillas GM, representó alrededor del 50% del negocio de Monsanto.
Algunas patentes sobre rasgos transgénicos han expirado, lo que permite el desarrollo legal de cepas genéricas que incluyen estos rasgos. Por ejemplo, ahora está disponible la soya transgénica genérica tolerante al glifosato. Otro impacto es que las características desarrolladas por un proveedor se pueden agregar a las cepas patentadas de otro proveedor, lo que podría aumentar la elección de productos y la competencia. La patente del primer tipo de cultivo Roundup Ready que produjo Monsanto (soja) expiró en 2014 y la primera cosecha de soja sin patente se produce en la primavera de 2015. Monsanto ha otorgado licencias amplias de la patente a otras compañías de semillas que incluyen la resistencia al glifosato rasgo en sus productos de semillas. Unas 150 empresas han licenciado la tecnología, incluida Syngenta.y DuPont Pioneer.
Producir
En 2014, la revisión más grande hasta el momento concluyó que los efectos de los cultivos transgénicos en la agricultura eran positivos. El metanálisis consideró todos los exámenes publicados en inglés sobre los impactos agronómicos y económicos entre 1995 y marzo de 2014 para tres cultivos transgénicos importantes: soja, maíz y algodón. El estudio encontró que los cultivos tolerantes a los herbicidas tienen costos de producción más bajos, mientras que para los cultivos resistentes a los insectos, el uso reducido de pesticidas se vio compensado por los precios más altos de las semillas, dejando los costos generales de producción más o menos iguales.
Los rendimientos aumentaron un 9% para tolerancia a herbicidas y un 25% para variedades resistentes a insectos. Los agricultores que adoptaron cultivos transgénicos obtuvieron un 69% más de ganancias que los que no lo hicieron. La revisión encontró que los cultivos transgénicos ayudan a los agricultores en los países en desarrollo, aumentando los rendimientos en 14 puntos porcentuales.
Los investigadores consideraron algunos estudios que no fueron revisados por pares y algunos que no informaron tamaños de muestra. Intentaron corregir el sesgo de publicación, considerando fuentes más allá de las revistas académicas. El gran conjunto de datos permitió que el estudio controlara variables potencialmente confusoras, como el uso de fertilizantes. Por separado, concluyeron que la fuente de financiación no influyó en los resultados del estudio.
En condiciones especiales destinadas a revelar solo factores genéticos de rendimiento, se sabe que muchos cultivos transgénicos tienen rendimientos más bajos. Esto se debe de diversas maneras a uno o ambos de: Arrastre de rendimiento, en el que el rasgo en sí mismo reduce el rendimiento, ya sea compitiendo por la materia prima de síntesis o insertándose de forma ligeramente imprecisa, en medio de un gen relevante para el rendimiento; y/o retraso en el rendimiento, en el que toma algún tiempo criar la genética de rendimiento más nueva en las líneas GM. Sin embargo, esto no refleja condiciones de campo realistas, especialmente dejando de lado la presión de plagas, que a menudo es el objetivo del rasgo GM. Véase, por ejemplo, Roundup Ready § Afirmaciones de productividad.
Las características combinadas de mayor rendimiento, menor uso de la tierra, menor uso de fertilizantes y menor uso de maquinaria agrícola crean un ciclo de retroalimentación que reduce las emisiones de carbono relacionadas con la agricultura. Estas reducciones se han estimado en un 7,5% de las emisiones agrícolas totales en la UE o 33 millones de toneladas de CO 2.
La edición de genes también puede aumentar los rendimientos no específicos del uso de biocidas/pesticidas. En marzo de 2022, los resultados de las pruebas de campo mostraron que la desactivación del gen KRN2 en maíz y OsKRN2 en arroz basado en CRISPR aumentó la producción de granos en ~10% y ~8% sin ningún efecto negativo detectado.
Rasgos
Los cultivos transgénicos que se cultivan hoy en día, o que están en desarrollo, han sido modificados con varios rasgos. Estos rasgos incluyen una vida útil mejorada, resistencia a enfermedades, resistencia al estrés, resistencia a herbicidas, resistencia a plagas, producción de bienes útiles como biocombustibles o medicamentos, y capacidad para absorber toxinas y para su uso en la biorremediación de la contaminación.
Recientemente, la investigación y el desarrollo se han centrado en mejorar los cultivos que son localmente importantes en los países en desarrollo, como el caupí resistente a los insectos para África y la berenjena resistente a los insectos.
Vida útil extendida
El primer cultivo genéticamente modificado aprobado para la venta en los EE. UU. fue el tomate FlavrSavr, que tenía una vida útil más larga. Vendido por primera vez en 1994, la producción de tomate FlavrSavr cesó en 1997. Ya no está en el mercado.
En noviembre de 2014, el USDA aprobó una papa transgénica que previene los moretones.
En febrero de 2015, Arctic Apples fue aprobada por el USDA, convirtiéndose en la primera manzana modificada genéticamente aprobada para la venta en EE. UU. Se utilizó el silenciamiento génico para reducir la expresión de polifenol oxidasa (PPO), evitando así el oscurecimiento enzimático de la fruta después de haberla cortado. El rasgo se agregó a las variedades Granny Smith y Golden Delicious. El rasgo incluye un gen bacteriano de resistencia a los antibióticos que proporciona resistencia al antibiótico kanamicina. La ingeniería genética involucró el cultivo en presencia de kanamicina, lo que permitió que solo sobrevivieran los cultivares resistentes. Los humanos que consumen manzanas no adquieren resistencia a la kanamicina, según arcticapple.com. La FDA aprobó las manzanas en marzo de 2015.
Fotosíntesis mejorada
Las plantas usan extinción no fotoquímica para protegerlas de cantidades excesivas de luz solar. Las plantas pueden activar el mecanismo de extinción casi instantáneamente, pero se necesita mucho más tiempo para que se apague de nuevo. Durante el tiempo que está apagado, la cantidad de energía que se desperdicia aumenta. Una modificación genética en tres genes permite corregir esto (en un ensayo con plantas de tabaco). Como resultado, los rendimientos fueron 14-20% más altos, en términos del peso de las hojas secas cosechadas. Las plantas tenían hojas más grandes, eran más altas y tenían raíces más vigorosas.
Otra mejora que se puede hacer en el proceso de fotosíntesis (con plantas de la vía C3) es la fotorrespiración. Al insertar la vía C4 en las plantas C3, la productividad puede aumentar hasta en un 50 % para los cultivos de cereales, como el arroz.
Capacidad de biosecuestro mejorada
La iniciativa Harnessing Plants se enfoca en crear plantas GM que tengan una mayor masa de raíces, profundidad de raíces y contenido de suberina.
Valor nutricional mejorado
Aceites comestibles
Algunos frijoles de soya GM ofrecen perfiles de aceite mejorados para el procesamiento. Camelina sativa ha sido modificada para producir plantas que acumulan altos niveles de aceites similares a los aceites de pescado.
Enriquecimiento de vitaminas
El arroz dorado, desarrollado por el Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI), proporciona mayores cantidades de vitamina A destinadas a reducir la deficiencia de vitamina A. A partir de enero de 2016, el arroz dorado aún no se ha cultivado comercialmente en ningún país.
Reducción de toxinas
Una yuca modificada genéticamente en desarrollo ofrece glucósidos de cianógeno más bajos y proteínas mejoradas y otros nutrientes (llamada BioCassava).
En noviembre de 2014, el USDA aprobó una papa que evita magulladuras y produce menos acrilamida cuando se fríe. No emplean genes de especies distintas de la patata. El rasgo se agregó a las variedades Russet Burbank, Ranger Russet y Atlantic.
Resistencia al estrés
Las plantas han sido diseñadas para tolerar factores estresantes no biológicos, como la sequía, las heladas y la alta salinidad del suelo. En 2011, el maíz DroughtGard de Monsanto se convirtió en el primer cultivo transgénico resistente a la sequía en recibir la aprobación de comercialización en los Estados Unidos.
La resistencia a la sequía se produce mediante la modificación de los genes de la planta responsables del mecanismo conocido como metabolismo del ácido de las crasuláceas (CAM), que permite que las plantas sobrevivan a pesar de los bajos niveles de agua. Esto promete que los cultivos que requieren mucha agua, como el arroz, el trigo, la soja y el álamo, aceleren su adaptación a entornos con limitaciones de agua. Se han identificado varios mecanismos de tolerancia a la salinidad en cultivos tolerantes a la sal. Por ejemplo, los cultivos de arroz, canola y tomate han sido modificados genéticamente para aumentar su tolerancia al estrés salino.
Herbicidas
Glifosato
A partir de 1999, el rasgo transgénico más frecuente fue la tolerancia al glifosato. El glifosato (el ingrediente activo del Roundup y otros productos herbicidas) mata las plantas al interferir con la vía del shikimato en las plantas, que es esencial para la síntesis de los aminoácidos aromáticos fenilalanina, tirosina y triptófano. La vía del shikimato no está presente en los animales, que en su lugar obtienen aminoácidos aromáticos de su dieta. Más específicamente, el glifosato inhibe la enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa (EPSPS).
Este rasgo se desarrolló porque los herbicidas que se usaban en los cultivos de granos y pastos en ese momento eran altamente tóxicos y no eran efectivos contra las malezas de hoja estrecha. Por lo tanto, el desarrollo de cultivos que puedan resistir la fumigación con glifosato reduciría los riesgos ambientales y de salud y le daría una ventaja agrícola al agricultor.
Algunos microorganismos tienen una versión de EPSPS que es resistente a la inhibición del glifosato. Uno de estos fue aislado de una cepa de Agrobacterium CP4 (CP4 EPSPS) que era resistente al glifosato. El gen CP4 EPSPS se diseñó para la expresión en plantas fusionando el extremo 5' del gen con un péptido de tránsito del cloroplasto derivado de la petunia EPSPS. Este péptido de tránsito se usó porque había mostrado previamente la capacidad de administrar EPSPS bacteriano a los cloroplastos de otras plantas. Este gen CP4 EPSPS fue clonado y transfectado en soja.
El plásmido utilizado para trasladar el gen a la soja fue PV-GMGTO4. Contenía tres genes bacterianos, dos genes CP4 EPSPS y un gen que codificaba beta-glucuronidasa (GUS) de Escherichia coli como marcador. El ADN se inyectó en la soja utilizando el método de aceleración de partículas. Para la transformación se utilizó cultivo de soja A54O3.
Bromoxinil
Las plantas de tabaco han sido diseñadas para ser resistentes al herbicida bromoxinil.
Glufosinato
También se han comercializado cultivos que son resistentes al herbicida glufosinato. Se están desarrollando cultivos diseñados para resistir a múltiples herbicidas para permitir que los agricultores usen un grupo mixto de dos, tres o cuatro productos químicos diferentes para combatir la creciente resistencia a los herbicidas.
2,4-D
En octubre de 2014, la EPA de EE. UU. registró el maíz Enlist Duo de Dow, modificado genéticamente para que sea resistente tanto al glifosato como al 2,4-D, en seis estados. Al insertar un gen bacteriano de ariloxialcanoato dioxigenasa, aad1 hace que el maíz sea resistente al 2,4-D. El USDA había aprobado el maíz y la soja con la mutación en septiembre de 2014.
Dicamba
Monsanto ha solicitado la aprobación de una cepa apilada que sea tolerante tanto al glifosato como al dicamba. La solicitud incluye planes para evitar la deriva de herbicidas a otros cultivos. Se produjeron daños significativos a otros cultivos no resistentes a causa de las formulaciones de dicamba destinadas a reducir la deriva de volatilización cuando se rociaron sobre soya resistente en 2017. Las etiquetas de formulación de dicamba más nuevas especifican no rociar cuando la velocidad promedio del viento es superior a 10–15 millas por hora (16–24 km/h) para evitar la deriva de partículas, velocidades medias del viento por debajo de 3 millas por hora (4,8 km/h) para evitar inversiones de temperatura y lluvia o altas temperaturas en el pronóstico del día siguiente. Sin embargo, estas condiciones generalmente solo ocurren durante junio y julio durante unas pocas horas a la vez.
Resistencia a plagas
Insectos
El tabaco, el maíz, el arroz y algunos otros cultivos han sido manipulados para expresar genes que codifican proteínas insecticidas de Bacillus thuringiensis (Bt). Se estima que la introducción de cultivos Bt durante el período comprendido entre 1996 y 2005 redujo el volumen total del uso de ingredientes activos de insecticidas en los Estados Unidos en más de 100 000 toneladas. Esto representa una reducción del 19,4% en el uso de insecticidas.
A fines de la década de 1990, se retiró una papa modificada genéticamente que era resistente al escarabajo de la papa de Colorado porque los principales compradores la rechazaron por temor a la oposición de los consumidores.
Virus
La papaya, las papas y las calabazas han sido diseñadas para resistir patógenos virales como el virus del mosaico del pepino que, a pesar de su nombre, infecta a una amplia variedad de plantas. La papaya resistente al virus se desarrolló en respuesta a un brote del virus de la mancha anular de la papaya (PRV) en Hawái a fines de la década de 1990. Incorporan ADN PRV. Para 2010, el 80 % de las plantas de papaya hawaianas fueron modificadas genéticamente.
Las papas fueron diseñadas para resistir al virus del enrollamiento de la hoja de papa y al virus Y de la papa en 1998. Las bajas ventas llevaron a su retiro del mercado después de tres años.
Se desarrollaron calabazas amarillas que eran resistentes al principio a dos, luego a tres virus, a partir de la década de 1990. Los virus son sandía, pepino y calabacín/mosaico amarillo de calabacín. La calabaza fue el segundo cultivo transgénico aprobado por los reguladores estadounidenses. El rasgo se agregó más tarde al calabacín.
Se han desarrollado muchas cepas de maíz en los últimos años para combatir la propagación del virus del mosaico enano del maíz, un virus costoso que causa un retraso en el crecimiento que se transmite en el pasto Johnson y se propaga a través de insectos vectores áfidos. Estas hebras están disponibles comercialmente, aunque la resistencia no es estándar entre las variantes de maíz transgénico.
Subproductos
Drogas
En 2012, la FDA aprobó el primer fármaco producido en plantas, un tratamiento para la enfermedad de Gaucher. Las plantas de tabaco se han modificado para producir anticuerpos terapéuticos.
Biocombustible
Las algas están en desarrollo para su uso en biocombustibles. El enfoque de las microalgas para la producción en masa de biocombustibles que modifican las algas para producir más lípidos se ha convertido en un enfoque, pero llevará años ver resultados debido al costo de este proceso para extraer lípidos. Investigadores en Singapur estaban trabajando en jatrofa GM para la producción de biocombustibles. Syngenta tiene la aprobación del USDA para comercializar una marca Enogen de maíz que ha sido modificada genéticamente para convertir su almidón en azúcar para etanol. Algunos árboles han sido modificados genéticamente para tener menos lignina o para expresar lignina con enlaces químicamente lábiles. La lignina es el factor limitante crítico cuando se usa madera para hacer bioetanol porque la lignina limita la accesibilidad de las microfibrillas de celulosa a la despolimerización por enzimas.Además de los árboles, los enlaces de lignina químicamente lábiles también son muy útiles para los cultivos de cereales como el maíz,
Materiales
Las empresas y los laboratorios están trabajando en plantas que pueden usarse para fabricar bioplásticos. También se han desarrollado patatas que producen almidones útiles industrialmente. Las semillas oleaginosas se pueden modificar para producir ácidos grasos para detergentes, combustibles sustitutos y productos petroquímicos.
Productos para el control de plagas sin plaguicidas
Además del cultivo oleaginoso modificado mencionado anteriormente, Camelina sativa también ha sido modificada para producir feromonas de Helicoverpa armigera y está en progreso con una versión de Spodoptera frugiperda. Las feromonas de H. armigera han sido probadas y son efectivas.
Biorremediación
Científicos de la Universidad de York desarrollaron una maleza (Arabidopsis thaliana) que contiene genes de bacterias que podrían limpiar los contaminantes del suelo explosivos TNT y RDX en 2011. Se estima que 16 millones de hectáreas en los EE. UU. (1,5% de la superficie total) están contaminadas con TNT y RDX. Sin embargo, A. thaliana no era lo suficientemente resistente para su uso en campos de pruebas militares. Las modificaciones en 2016 incluyeron switchgrass y bentgrass.
Se han utilizado plantas modificadas genéticamente para la biorremediación de suelos contaminados. Mercurio, selenio y contaminantes orgánicos como los bifenilos policlorados (PCB).
Los entornos marinos son especialmente vulnerables ya que la contaminación, como los derrames de petróleo, no se puede contener. Además de la contaminación antropogénica, millones de toneladas de petróleo ingresan anualmente al medio marino por filtraciones naturales. A pesar de su toxicidad, una fracción considerable del aceite de petróleo que ingresa a los sistemas marinos es eliminada por las actividades de degradación de hidrocarburos de las comunidades microbianas. Particularmente exitoso es un grupo de especialistas descubierto recientemente, las llamadas bacterias hidrocarbonoclásticas (HCCB) que pueden ofrecer genes útiles.
Reproducción asexual
Cultivos como el maíz se reproducen sexualmente cada año. Esto aleatoriza qué genes se propagan a la siguiente generación, lo que significa que se pueden perder rasgos deseables. Para mantener una cosecha de alta calidad, algunos agricultores compran semillas todos los años. Por lo general, la compañía de semillas mantiene dos variedades endogámicas y las cruza en una cepa híbrida que luego se vende. Las plantas relacionadas como el sorgo y la hierba gamma pueden realizar apomixis, una forma de reproducción asexual que mantiene intacto el ADN de la planta. Aparentemente, este rasgo está controlado por un solo gen dominante, pero el mejoramiento tradicional no ha tenido éxito en la creación de maíz con reproducción asexual. La ingeniería genética ofrece otra ruta para este objetivo. Una modificación exitosa permitiría a los agricultores replantar semillas cosechadas que conserven los rasgos deseables, en lugar de depender de las semillas compradas.
Otro
También existen modificaciones genéticas en algunos cultivos, que facilitan el procesamiento del cultivo, es decir, al crecer en una forma más compacta. Además, algunos cultivos (como los tomates) han sido modificados genéticamente para que no contengan semillas.
Cultivos
Tolerancia a herbicidas
| Cosecha | Usar | Países aprobados en | Primero aprobado | notas |
|---|---|---|---|---|
| Alfalfa | Alimentación animal | A NOSOTROS | 2005 | Aprobación retirada en 2007 y luego re-aprobada en 2011 |
| Canola | Aceite de cocinaMargarinaEmulsionantes en alimentos envasados | Australia | 2003 | |
| Canadá | 1995 | |||
| A NOSOTROS | 1995 | |||
| Algodón | FibraAceite de semilla de algodónAlimentación animal | Argentina | 2001 | |
| Australia | 2002 | |||
| Brasil | 2008 | |||
| Colombia | 2004 | |||
| Costa Rica | 2008 | |||
| México | 2000 | |||
| Paraguay | 2013 | |||
| Sudáfrica | 2000 | |||
| A NOSOTROS | 1994 | |||
| Maíz | Alimentación animaljarabe de maíz con alta fructuosamaicena | Argentina | 1998 | |
| Brasil | 2007 | |||
| Canadá | 1996 | |||
| Colombia | 2007 | |||
| Cuba | 2011 | |||
| unión Europea | 1998 | Cultivado en Portugal, España, República Checa, Eslovaquia y Rumania | ||
| Honduras | 2001 | |||
| Paraguay | 2012 | |||
| Filipinas | 2002 | |||
| Sudáfrica | 2002 | |||
| A NOSOTROS | 1995 | |||
| Uruguay | 2003 | |||
| Haba de soja | Alimentación animalAceite de soja | Argentina | 1996 | |
| Bolivia | 2005 | |||
| Brasil | 1998 | |||
| Canadá | 1995 | |||
| Chile | 2007 | |||
| Costa Rica | 2001 | |||
| México | 1996 | |||
| Paraguay | 2004 | |||
| Sudáfrica | 2001 | |||
| A NOSOTROS | 1993 | |||
| Uruguay | 1996 | |||
| Remolacha azucarera | Alimento | Canadá | 2001 | |
| A NOSOTROS | 1998 | Comercializado en 2007, producción bloqueada en 2010, reanudada en 2011. |
Resistencia a los insectos
| Cosecha | Usar | Países aprobados en | Primero aprobado | notas |
|---|---|---|---|---|
| Algodón | FibraAceite de semilla de algodónAlimentación animal | Argentina | 1998 | |
| Australia | 2003 | |||
| Brasil | 2005 | |||
| Burkina Faso | 2009 | |||
| Porcelana | 1997 | |||
| Colombia | 2003 | |||
| Costa Rica | 2008 | |||
| India | 2002 | Mayor productor de algodón Bt | ||
| México | 1996 | |||
| Birmania | 2006 | |||
| Pakistán | 2010 | |||
| Paraguay | 2007 | |||
| Sudáfrica | 1997 | |||
| Sudán | 2012 | |||
| A NOSOTROS | 1995 | |||
| Berenjena | Alimento | bangladesh | 2013 | 12 ha sembradas en 120 fincas en 2014 |
| Maíz | Alimentación animaljarabe de maíz con alta fructuosamaicena | Argentina | 1998 | |
| Brasil | 2005 | |||
| Colombia | 2003 | |||
| México | 1996 | Centro de origen del maíz | ||
| Paraguay | 2007 | |||
| Filipinas | 2002 | |||
| Sudáfrica | 1997 | |||
| Uruguay | 2003 | |||
| A NOSOTROS | 1995 | |||
| Álamo | Árbol | Porcelana | 1998 | 543 ha de chopo bt plantadas en 2014 |
Otros rasgos modificados
| Cosecha | Usar | Rasgo | Países aprobados en | Primero aprobado | notas |
|---|---|---|---|---|---|
| Canola | Aceite de cocinaMargarinaEmulsionantes en alimentos envasados | Canola de alto laurato | Canadá | 1996 | |
| A NOSOTROS | 1994 | ||||
| Producción de fitasa | A NOSOTROS | 1998 | |||
| Clavel | Ornamental | Senescencia retrasada | Australia | 1995 | |
| Noruega | 1998 | ||||
| Color de la flor modificado | Australia | 1995 | |||
| Colombia | 2000 | En 2014 se cultivaron 4 ha en invernaderos para exportación | |||
| unión Europea | 1998 | Dos eventos expiraron en 2008, otro aprobado en 2007 | |||
| Japón | 2004 | ||||
| Malasia | 2012 | con fines ornamentales | |||
| Noruega | 1997 | ||||
| Maíz | Alimentación animaljarabe de maíz con alta fructuosamaicena | Aumento de lisina | Canadá | 2006 | |
| A NOSOTROS | 2006 | ||||
| Tolerancia a la sequía | Canadá | 2010 | |||
| A NOSOTROS | 2011 | ||||
| Papaya | Alimento | Resistencia a virus | Porcelana | 2006 | |
| A NOSOTROS | 1996 | Cultivado principalmente en Hawái | |||
| Petunia | Ornamental | Color de la flor modificado | Porcelana | 1997 | |
| Papa | Alimento | Resistencia a virus | Canadá | 1999 | |
| A NOSOTROS | 1997 | ||||
| Industrial | Almidón modificado | A NOSOTROS | 2014 | ||
| Rosa | Ornamental | Color de la flor modificado | Australia | 2009 | Renovación entregada |
| Colombia | 2010 | Cultivo de invernadero solo para exportación. | |||
| Japón | 2008 | ||||
| A NOSOTROS | 2011 | ||||
| Haba de soja | Alimentación animalAceite de soja | Aumento de la producción de ácido oleico | Argentina | 2015 | |
| Canadá | 2000 | ||||
| A NOSOTROS | 1997 | ||||
| Producción de ácido estearidónico | Canadá | 2011 | |||
| A NOSOTROS | 2011 | ||||
| Calabaza | Alimento | Resistencia a virus | A NOSOTROS | 1994 | |
| Caña de azúcar | Alimento | Tolerancia a la sequía | Indonesia | 2013 | Solo certificado ambiental |
| Tabaco | cigarrillos | reducción de nicotina | A NOSOTROS | 2002 |
GM camelina
Se han realizado varias modificaciones de Camelina sativa, consulte §Aceites comestibles y §Productos de control de plagas sin pesticidas más arriba.
Desarrollo
El número de lanzamientos de campo aprobados por el USDA para pruebas aumentó de 4 en 1985 a 1194 en 2002 y promedió alrededor de 800 por año a partir de entonces. La cantidad de sitios por liberación y la cantidad de construcciones genéticas (formas en que el gen de interés se empaqueta junto con otros elementos) han aumentado rápidamente desde 2005. Las liberaciones con propiedades agronómicas (como la resistencia a la sequía) aumentaron de 1043 en 2005 a 5190 en 2013. A septiembre de 2013, se habían aprobado alrededor de 7.800 liberaciones para maíz, más de 2.200 para soja, más de 1.100 para algodón y alrededor de 900 para papa. Se aprobaron liberaciones para tolerancia a herbicidas (6,772 liberaciones), resistencia a insectos (4,809), calidad del producto como sabor o nutrición (4,896), propiedades agronómicas como resistencia a la sequía (5,190) y resistencia a virus/hongos (2,616).
Prácticas de agricultura
Resistencia
bacilo turingiensico
La exposición constante a una toxina crea una presión evolutiva para las plagas resistentes a esa toxina. La dependencia excesiva del glifosato y una reducción en la diversidad de las prácticas de manejo de malezas permitieron la propagación de la resistencia al glifosato en 14 especies de malezas en los EE. UU. y en la soya.
Para reducir la resistencia a los cultivos de Bacillus thuringiensis (Bt), la comercialización de algodón y maíz transgénicos en 1996 vino con una estrategia de manejo para evitar que los insectos se vuelvan resistentes. Los planes de manejo de la resistencia a los insectos son obligatorios para los cultivos Bt. El objetivo es alentar una gran población de plagas para que los genes de resistencia (recesivos) se diluyan dentro de la población. La resistencia reduce la aptitud evolutiva en ausencia del factor estresante, Bt. En los refugios, las cepas no resistentes superan a las resistentes.
Con niveles suficientemente altos de expresión transgénica, casi todos los heterocigotos (S/s), es decir, el segmento más grande de la población de la plaga que porta un alelo de resistencia, morirá antes de la maduración, evitando así la transmisión del gen de resistencia a su progenie. Los refugios (es decir, campos de plantas no transgénicas) adyacentes a los campos transgénicos aumentan la probabilidad de que los individuos homocigotos resistentes (s/s) y cualquier heterocigoto sobreviviente se apareen con individuos susceptibles (S/S) del refugio, en lugar de con otros individuos portadores de la alelo de resistencia Como resultado, la frecuencia de genes de resistencia en la población sigue siendo menor.
Los factores de complicación pueden afectar el éxito de la estrategia de dosis alta/refugio. Por ejemplo, si la temperatura no es ideal, el estrés térmico puede reducir la producción de toxinas Bt y hacer que la planta sea más susceptible. Más importante aún, se ha documentado una expresión reducida al final de la temporada, posiblemente como resultado de la metilación del ADN del promotor. El éxito de la estrategia de alta dosis/refugio ha logrado mantener el valor de los cultivos Bt. Este éxito ha dependido de factores independientes de la estrategia de manejo, incluidas las bajas frecuencias iniciales de alelos de resistencia, los costos de aptitud asociados con la resistencia y la abundancia de plantas hospedantes no Bt fuera de los refugios.
Las empresas que producen semillas Bt están introduciendo cepas con múltiples proteínas Bt. Monsanto hizo esto con el algodón Bt en India, donde el producto fue rápidamente adoptado. Monsanto también tiene; en un intento por simplificar el proceso de implementación de refugios en los campos para cumplir con las políticas de Manejo de Resistencia de Insectos (IRM) y prevenir prácticas de siembra irresponsables; comenzó a comercializar bolsas de semillas con una proporción fija de semillas de refugio (no transgénicas) mezcladas con las semillas Bt que se venden. Conocida como "Refugio en una bolsa" (RIB, por sus siglas en inglés), esta práctica tiene como objetivo aumentar el cumplimiento de los agricultores con los requisitos del refugio y reducir la mano de obra adicional necesaria en la siembra al tener a mano bolsas separadas de semillas Bt y refugio.Es probable que esta estrategia reduzca la probabilidad de que ocurra resistencia a Bt para el gusano de la raíz del maíz, pero puede aumentar el riesgo de resistencia para las plagas de lepidópteros del maíz, como el barrenador europeo del maíz. Las mayores preocupaciones por la resistencia con mezclas de semillas incluyen larvas parcialmente resistentes en una planta Bt que pueden moverse a una planta susceptible para sobrevivir o polinización cruzada del polen refugio en plantas Bt que pueden reducir la cantidad de Bt expresada en granos para insectos que se alimentan de orejas.
Resistencia a herbicidas
Las mejores prácticas de manejo (BMP, por sus siglas en inglés) para controlar las malezas pueden ayudar a retrasar la resistencia. Las BMP incluyen la aplicación de múltiples herbicidas con diferentes modos de acción, la rotación de cultivos, la siembra de semillas libres de malezas, la exploración rutinaria de los campos, la limpieza de equipos para reducir la transmisión de malezas a otros campos y el mantenimiento de los límites de los campos. Los cultivos transgénicos más plantados están diseñados para tolerar los herbicidas. Para 2006, algunas poblaciones de malezas habían evolucionado para tolerar algunos de los mismos herbicidas. El amaranto palmero es una maleza que compite con el algodón. Nativo del sudoeste de los EE. UU., viajó hacia el este y se encontró resistente al glifosato por primera vez en 2006, menos de 10 años después de que se introdujera el algodón transgénico.
Plan de proteccion
Los agricultores generalmente usan menos insecticida cuando siembran cultivos resistentes al Bt. El uso de insecticidas en las granjas de maíz se redujo de 0,21 libras por acre plantado en 1995 a 0,02 libras en 2010. Esto es coherente con la disminución de las poblaciones europeas del barrenador del maíz como resultado directo del maíz y el algodón Bt. El establecimiento de requisitos mínimos de refugio ayudó a retrasar la evolución de la resistencia al Bt. Sin embargo, parece que se está desarrollando resistencia a algunos rasgos Bt en algunas áreas.
Labranza
Al dejar al menos el 30% de los residuos de cultivos en la superficie del suelo desde la cosecha hasta la siembra, la labranza de conservación reduce la erosión del suelo por el viento y el agua, aumenta la retención de agua y reduce la degradación del suelo, así como la escorrentía de agua y productos químicos. Además, la labranza de conservación reduce la huella de carbono de la agricultura. Una revisión de 2014 que abarcó 12 estados entre 1996 y 2006 encontró que un aumento del 1 % en la adopción de soja tolerante a herbicidas (HT) conduce a un aumento del 0,21 % en la labranza de conservación y una disminución del 0,3 % en el uso de herbicidas ajustados por calidad.
Regulación
La regulación de la ingeniería genética se refiere a los enfoques adoptados por los gobiernos para evaluar y gestionar los riesgos asociados con el desarrollo y la liberación de cultivos modificados genéticamente. Existen diferencias en la regulación de los cultivos transgénicos entre países, y algunas de las diferencias más marcadas ocurren entre los EE. UU. y Europa. La regulación varía en un país dado dependiendo del uso previsto de cada producto. Por ejemplo, las autoridades responsables de la inocuidad de los alimentos generalmente no revisan un cultivo que no está destinado a uso alimentario.
Producción
En 2013, se sembraron cultivos transgénicos en 27 países; 19 eran países en desarrollo y 8 eran países desarrollados. 2013 fue el segundo año en el que los países en desarrollo cultivaron la mayoría (54%) de la cosecha total de transgénicos. 18 millones de agricultores cultivaron cultivos transgénicos; alrededor del 90% eran pequeños agricultores de países en desarrollo.
| País | 2013– Área sembrada de transgénicos (millones de hectáreas) | Cultivos biotecnológicos |
|---|---|---|
| A NOSOTROS | 70.1 | maíz, soja, algodón, canola, remolacha azucarera, alfalfa, papaya, calabaza |
| Brasil | 40.3 | Soja, Maíz, Algodón |
| Argentina | 24.4 | Soja, Maíz, Algodón |
| India | 11.0 | Algodón |
| Canadá | 10.8 | Canola, maíz, soja, remolacha azucarera |
| Total | 175.2 | ---- |
El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) informa todos los años sobre el área total de variedades de cultivos GM plantadas en los Estados Unidos. Según el Servicio Nacional de Estadísticas Agrícolas, los estados publicados en estas tablas representan del 81 al 86 por ciento de toda la superficie plantada de maíz, del 88 al 90 por ciento de toda la superficie plantada de soja y del 81 al 93 por ciento de toda la superficie plantada de algodón americano (upland) (según el año).).
Las estimaciones globales son producidas por el Servicio Internacional para la Adquisición de Aplicaciones de Biotecnología Agrícola (ISAAA) y se pueden encontrar en sus informes anuales, "Estado Global de Cultivos Transgénicos Comercializados".
Los agricultores han adoptado ampliamente la tecnología GM (ver figura). Entre 1996 y 2013, la superficie total de tierra cultivada con cultivos transgénicos se multiplicó por 100, de 17 000 kilómetros cuadrados (4 200 000 acres) a 1 750 000 km (432 millones de acres). El 10 % de la tierra cultivable del mundo se sembró con cultivos transgénicos en 2010. A partir de 2011, 11 cultivos transgénicos diferentes se cultivaron comercialmente en 395 millones de acres (160 millones de hectáreas) en 29 países como EE. UU., Brasil, Argentina, India, Canadá, China, Paraguay, Pakistán, Sudáfrica, Uruguay, Bolivia, Australia, Filipinas, Myanmar, Burkina Faso, México y España.Una de las razones clave de esta adopción generalizada es el beneficio económico percibido que la tecnología brinda a los agricultores. Por ejemplo, el sistema de sembrar semillas resistentes al glifosato y luego aplicar glifosato una vez que brotan las plantas brindó a los agricultores la oportunidad de aumentar drásticamente el rendimiento de una determinada parcela de tierra, ya que esto les permitió sembrar hileras más juntas. Sin él, los agricultores tenían que plantar hileras lo suficientemente separadas para controlar las malas hierbas post-emergentes con labranza mecánica. Asimismo, el uso de semillas Bt significa que los agricultores no tienen que comprar insecticidas y luego invertir tiempo, combustible y equipo para aplicarlos. Sin embargo, los críticos han cuestionado si los rendimientos son más altos y si el uso de productos químicos es menor con los cultivos transgénicos. Consulte el artículo Controversias sobre alimentos modificados genéticamente para obtener más información.
En EE. UU., para 2014, el 94 % del área sembrada de soja, el 96 % del algodón y el 93 % del maíz eran variedades modificadas genéticamente. La soja modificada genéticamente solo tenía características de tolerancia a herbicidas, pero el maíz y el algodón tenían tanto características de tolerancia a herbicidas como de protección contra insectos (esta última en gran medida proteína Bt). Estos constituyen "características de entrada" cuyo objetivo es beneficiar financieramente a los productores, pero pueden tener beneficios ambientales indirectos y beneficios económicos para los consumidores. Grocery Manufacturers of America estimó en 2003 que entre el 70% y el 75% de todos los alimentos procesados en los EE. UU. contenían un ingrediente transgénico.
Europa produce relativamente pocos cultivos transgénicos con la excepción de España, donde una quinta parte del maíz es transgénico, y cantidades menores en otros cinco países. La UE tenía una prohibición 'de facto' sobre la aprobación de nuevos cultivos GM, desde 1999 hasta 2004. Los cultivos GM ahora están regulados por la UE. En 2015, los cultivos modificados genéticamente están prohibidos en 38 países de todo el mundo, 19 de ellos en Europa. Los países en desarrollo cultivaron el 54 por ciento de los cultivos transgénicos en 2013.
En los últimos años, los cultivos transgénicos se expandieron rápidamente en los países en desarrollo. En 2013, aproximadamente 18 millones de agricultores cultivaron el 54 % de los cultivos transgénicos de todo el mundo en países en desarrollo. El mayor aumento de 2013 fue en Brasil (403.000 km frente a 368.000 km en 2012). El algodón GM comenzó a crecer en India en 2002, alcanzando los 110.000 km en 2013.
Taiwán (65), Colombia (59), China (55) y Sudáfrica (52). El maíz tiene el mayor número (130 eventos en 27 países), seguido por algodón (49 eventos en 22 países), papa (31 eventos en 10 países), canola (30 eventos en 12 países) y soja (27 eventos en 26 países).
Controversia
La ingeniería genética directa ha sido controvertida desde su introducción. La mayoría de las controversias, aunque no todas, tienen que ver con los alimentos transgénicos y no con los cultivos en sí. Los alimentos transgénicos son objeto de protestas, vandalismo, referendos, legislación, acciones judiciales y disputas científicas. Las controversias involucran a consumidores, empresas de biotecnología, reguladores gubernamentales, organizaciones no gubernamentales y científicos.
Los opositores se han opuesto a los cultivos transgénicos por múltiples motivos, incluidos los impactos ambientales, la seguridad alimentaria, si los cultivos transgénicos son necesarios para satisfacer las necesidades alimentarias, si son lo suficientemente accesibles para los agricultores en los países en desarrollo, preocupaciones sobre someter los cultivos a la ley de propiedad intelectual y por motivos religiosos.. Los temas secundarios incluyen el etiquetado, el comportamiento de los reguladores gubernamentales, los efectos del uso de pesticidas y la tolerancia a los pesticidas.
Una preocupación ambiental significativa sobre el uso de cultivos modificados genéticamente es el posible cruzamiento con cultivos relacionados, lo que les otorga ventajas sobre las variedades naturales. Un ejemplo es un cultivo de arroz resistente al glifosato que se cruza con un pariente maleza, lo que le da a la maleza una ventaja competitiva. El híbrido transgénico tuvo mayores tasas de fotosíntesis, más brotes y flores y más semillas que los híbridos no transgénicos. Esto demuestra la posibilidad de daño al ecosistema por el uso de cultivos transgénicos.
Existe un consenso científico de que los alimentos actualmente disponibles derivados de cultivos GM no representan un mayor riesgo para la salud humana que los alimentos convencionales, pero que cada alimento GM debe probarse caso por caso antes de su introducción. No obstante, los miembros del público son mucho menos propensos que los científicos a percibir los alimentos GM como seguros. El estatus legal y regulatorio de los alimentos GM varía según el país, con algunas naciones prohibiéndolos o restringiéndolos, y otros permitiéndolos con grados de regulación muy diferentes.
No se han documentado informes de efectos nocivos de los alimentos GM en la población humana. El etiquetado de cultivos transgénicos es obligatorio en muchos países, aunque la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos no distingue entre alimentos transgénicos y no transgénicos aprobados. Estados Unidos promulgó una ley que requiere que se emitan regulaciones de etiquetado para julio de 2018. Permite la divulgación indirecta, como con un número de teléfono, un código de barras o un sitio web.
Grupos de defensa como el Centro para la Seguridad Alimentaria, la Unión de Científicos Preocupados, Greenpeace y el Fondo Mundial para la Naturaleza afirman que los riesgos relacionados con los alimentos GM no se han examinado ni manejado adecuadamente, que los cultivos GM no se prueban lo suficiente y deben etiquetarse, y que las regulaciones las autoridades y los organismos científicos están demasiado vinculados a la industria. Algunos estudios han afirmado que los cultivos genéticamente modificados pueden causar daño; una revisión de 2016 que volvió a analizar los datos de seis de estos estudios encontró que sus metodologías estadísticas eran defectuosas y no demostraron daño, y dijo que las conclusiones sobre la seguridad de los cultivos transgénicos deben extraerse de "la totalidad de la evidencia... en lugar de lejos". obtuve evidencia de estudios individuales".
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