Uno de los principales problemas ambientales que se han planteado sobre el uso de (GM) los cultivos modificados genéticamente ha sido los posibles efectos que los genes insertados artificialmente, llamados transgenes, pueden tener si se propagan a parientes silvestres.
Una serie de estudios realizados en los últimos diez años más o menos han descubierto que las plantas comerciales intercambian material genético con parientes silvestres en sus proximidades con gran regularidad. Pero ahora uno de los primeros estudios de lo que realmente sucede a un transgén cuando se mueve de un cultivar transgénico en una población silvestre indica que tales transferencias no se necesita tener un gran impacto ambiental.
Los resultados del estudio de campo, realizado por científicos de las plantas en la Universidad de Vanderbilt y la Universidad de Indiana, se informa en la edición del 23 de mayo de la revista Science. El sujeto del estudio fue un transgén que puede proporcionar girasoles comerciales con una protección adicional contra una enfermedad llamada moho blanco, que es causada por un patógeno llamado Sclerotinia sclerotiorum.
El experimento encontró que girasoles salvajes ya poseen un grado de resistencia al moho blanco que carece de la variedad comercial. Como resultado, girasoles silvestres que recogen el transgén no ganan una ventaja reproductiva que hacer que se propaguen ampliamente. Aunque con algunas salvedades importantes, el hallazgo sugiere que este transgén en particular es probable que se propaguen por toda la población girasol silvestre, por lo que las variedades silvestres más resistentes y más agresivo.
El moho blanco es una de las peores enfermedades que afligen a los girasoles comerciales. El girasol es uno de los cuatro cultivos de semillas oleaginosas más importantes del mundo, con un valor de $ 40 mil millones por año. Infección por moho blanco, lo que provoca el rápido marchitamiento y muerte de plantas de girasol cultivadas, es la fuente de las pérdidas económicas que oscilan entre $ 50 millones a $ 80 millones al año.
Los esfuerzos de los criadores de girasol para mejorar la resistencia de sus plantas a esta enfermedad utilizando las técnicas tradicionales no han tenido éxito y la aplicación de fungicidas químicos es costoso y a menudo ineficaz.
La situación llevó a Pioneer Hi-Bred International - una subsidiaria de EI du Pont de Nemours and Company - para modificar genéticamente una de sus variedades de girasol mediante la inserción de un gen aislado de trigo. Gran parte del daño que el moho blanco inflige a los girasoles es causada por la producción de un ácido orgánico llamado ácido oxálico. El gen de trigo, llamado oxox, permite que los girasoles para producir un compuesto llamado oxalato oxidasa que rompe el ácido oxálico.
Pioneer Hi-Bred entonces financiado un estudio para determinar la probabilidad de que el gen de trigo se extendería a la comunidad girasol silvestre circundante, que se llevó a cabo por John Burke, profesor asistente de ciencias biológicas en Vanderbilt, y Loren Rieseberg, profesor de biología en la Universidad de Indiana.
En la primera etapa del estudio, los investigadores encuestaron a las áreas en los Estados Unidos, donde se cultivan girasoles comerciales buscan tanto por la incidencia de infecciones por mohos blancos entre girasoles silvestres y de los puntos de contacto entre las variedades silvestres y comerciales. Se tomó dos años e involucró a conducir más de 8,000 millas a lo largo del Medio Oeste y Suroeste.
A pesar de su prevalencia entre los girasoles cultivados, los investigadores encontraron sorprendentemente pocos girasoles silvestres que sufren de infección de moho blanco.
La encuesta también encontró girasoles silvestres que crecen junto a los campos de girasoles cultivados en casi todas partes que parecían. También confirmaron la conclusión de estudios anteriores que cultivan girasoles hibridan (intercambio de material genético) con sus parientes silvestres cuando entran en contacto.
"Hemos demostrado que el contacto entre girasoles cultivados y silvestres se produce a lo largo de todo el rango de cultivo, por lo que el escape de genes inevitable", dice Burke.
La estrecha relación entre girasoles cultivados y silvestres significa que el riesgo de que los transgenes saltarán a partir de plantas comerciales a sus primos salvajes es especialmente alto. Pero hay otro factor que gobierna si estos genes se propagarán ampliamente en toda la población silvestre. Si el transgén confiere una ventaja reproductiva a las plantas silvestres que obtienen, y luego se extenderá. Si no proporciona una ventaja tales, sin embargo, entonces no extendido y así no debe convertirse en un problema ambiental.
"Es hora de ir más allá de toda la apretones de manos sobre si y con qué frecuencia los transgenes se van a escapar y comenzar a atacar la verdadera raíz del problema, que es lo que impacto tendrán transgenes específicos tener si salen", dice Burke.
Con el fin de abordar la cuestión del impacto probable de la fuga oxox transgén, Burke y Rieseberg simulan las primeras etapas del escape de genes por "retrocruzamiento" el gen en girasoles silvestres. Crecieron las plantas resultantes - aproximadamente la mitad con el transgén - en jaulas de contención en tres lugares, uno en Indiana, una en Dakota del Norte y uno en California. Justo antes de que las plantas florecieron, se inocularon la mitad de ellos en cada lugar con Sclerotinia sclerotiorum.
"Ante un desafío patógeno tan severa, que se espera que las plantas con el gen oxox tener bastante una ventaja", dice Burke. "Sorprendentemente, eso no fue lo que encontramos."
Los investigadores descubrieron que, aunque el transgén hizo proporcionar cierta protección contra la infección, las plantas transgénicas no produjo ningún más semillas que aquellos sin el gen oxox. Como resultado, el gen no parece conferir ningún beneficio reproductiva incluso bajo el inusualmente grave exposición al patógeno que los investigadores impuestas.
Cuando se toma con los resultados de la encuesta que encontraron poca evidencia de infección por moho blanco en las poblaciones silvestres de girasol, Burke y Rieseberg concluyen que parece que los girasoles silvestres ya poseen algún nivel de resistencia al moho blanco que sus primos comerciales carecen. "Parece que estamos dando el girasol silvestre un grado de resistencia al moho blanco que ya tiene, por lo que no es una gran ventaja", dice Burke.
Debido girasoles silvestres con el transgén no se ven como si se reproducen a un ritmo más rápido que aquellos sin ella, los científicos han llegado a la conclusión de que aparezca el gen oxox probable que se propaguen ampliamente a través de las poblaciones silvestres y así no representa una amenaza ambiental significativo.
Hay algunas advertencias importantes para su conclusión, sin embargo. El estudio se realizó en una sola estación. Podría haber ciclos multianuales de infección moho blanco que darían los girasoles transgénicos una ventaja selectiva que no se refleja en el estudio. Además, el experimento no examinó los efectos del estrés ambiental, como la sequía. El estrés podría funcionar en ambos sentidos: Podría aumentar la ventaja de las plantas transgénicas o sancionarlos de manera que tienda a limitar su propagación. Por último, el estudio sólo observó a tres lugares. Había suficiente variación entre los locales para sugerir que podría haber algunas circunstancias en las que, girasoles silvestres transgénicos podrían hacer mejor que la indicada. Los investigadores recomiendan que estas cuestiones se abordarán en futuros estudios.
"Creo que hay un término medio entre despedir a la modificación genética de los cultivos en todo o introducirlos sin estudio científico apropiado", dice Burke. "Eso está haciendo la investigación necesaria para proporcionar un juicio informado de los riesgos y beneficios relativos de las modificaciones genéticas en una base de caso por caso."
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