Descubre cómo la biotecnología está transformando la agricultura con nuevas técnicas y herramientas para mejorar la producción de alimentos y enfrentar los desafíos del cambio climático.
Aportaciones de la Biotecnología a la Agricultura
La Organización para la Agricultura y la Alimentación hace unos 20 años publicó un documento en el que se afirma que la cantidad de alimentos producidos en todo el mundo no podrá satisfacer las necesidades nutricionales constantes de la población mundial para este año (2010), ya que se produjo un aumento asombroso del 25% en la población mundial. proyectada, aunque esta estimación no se ha materializado, ha generado muchas preocupaciones, ya que se ha multiplicado por cuatro la población en el último siglo (1918 – 2009) que ha llevado a las aplicaciones de la biotecnología a la agricultura o, en otras palabras, a «Agrobiotecnología» para mejorar la producción máxima de alimentos de una manera económica.
La necesidad de aplicar la biotecnología a los cultivos también fue necesaria como resultado de la pérdida masiva de cultivos debido a las plagas de insectos, ya que en ese momento se trataba con pesticidas que son costosos y, por lo tanto, era necesario mantener los rendimientos de productividad de los cultivos No se le dio mucha oportunidad ya que la población mundial estaba en aumento. La biotecnología pudo ofrecer perspectivas de producir cultivos nuevos, desarrollados, más seguros y económicos en las prácticas agrícolas. (Brown, 1992)
La agricultura se define simplemente como las actividades involucradas en la producción de cultivos alimentarios y la cría de animales de ganado, mientras que la biotecnología fue definida conjuntamente por la FAO y la OMS (1996) como “la integración de las ciencias naturales y las ciencias de la ingeniería para lograr la aplicación de organismos. , células, sus partes y análogos moleculares para productos y servicios ”. Por lo tanto, las técnicas de Agrobiotecnología según Huttner et al, (1995) se implementan para reducir el costo de producción de los cultivos y aumentar la productividad de los alimentos mediante: el aumento de la calidad de los alimentos y los rasgos de procesamiento de los alimentos, la resistencia adecuada a enfermedades o plagas, la mejora de la tolerancia al estrés ambiental y el control de las malezas que ha llevado al desarrollo de cultivos GM (modificados genéticamente) en algunas partes del mundo.
Las técnicas de fitomejoramiento con el uso de marcadores moleculares como RFLP, RAPD, AFLP, SSRP, CAPS y SSCP se mejoraron para el mapeo del genoma de la planta, así como para determinar los fenotipos de la planta y seleccionar los rasgos deseables para la modificación adecuada de los cultivos dependiendo del gen de Interés que se incorporará a varias poblaciones de plantas o cultivos generadas por los cruces. (Mohan et al, 1996)
Varios enfoques de biotecnología también se han aplicado en la ganadería, básicamente porque existe la creencia general de que los pasos biotecnológicos para los humanos están solo un paso por delante de los aplicados a los animales, lo que implica la modificación de los animales para observar los rasgos deseables. (Becker y Cowan, 2009)
Según Fernández-Cornejo (2008), las contribuciones fundamentales de la aplicación de la biotecnología a la agricultura dependen del reconocimiento de sus posibles beneficios y riesgos, sin embargo, este ensayo se centrará en las contribuciones potenciales de la biotecnología a la agricultura (plantas y animales) Teniendo en cuenta tanto las ventajas como las desventajas de la tecnología.
Biotecnología Vegetal
El desarrollo de la biotecnología vegetal se basó en la teoría celular descrita por Vasil (2007) y ha sido testigo de una expansión notable en los últimos 10 años, que se ha centrado principalmente en hacer que la producción de cultivos sea eficiente y producir cultivos con los rasgos deseados. Las plantas y los cultivos deben superar algunas tensiones bióticas y abióticas para aumentar su productividad, lo que llevó a la introducción de cultivos genéticamente modificados (GM) hace unos 20 años, que se han comercializado en los últimos 10 años, ya sea con traidores múltiples de traidores únicos, como los cultivos. el nombre implica que los genes de un cultivo se toman y se transfieren a otro cultivo o los genes ya presentes se manipulan con el propósito principal de cambiar las características del cultivo en cuestión, que puede ser la forma en que se desarrolla o madura el cultivo. En el párrafo siguiente se abordan los rasgos que se han transferido a la biotecnología o cultivos transgénicos para aumentar su rendimiento.
Resistencia a insectos / plagas: Ferry et al (2005) estimaron que entre el 10 y el 20% de los cultivos principales se pierden a causa de insectos o plagas, y los cultivos se modifican genéticamente para ser tóxicos y dañinos para las plagas que atacan los cultivos. Un ejemplo es la aplicación de Bt. (Bacillus thuringiensis) genes para cultivar algodón (en China y Sudáfrica) y maíz, reduciendo así el uso de pesticidas, aumentando los beneficios, rendimientos y beneficios para la salud de los agricultores que aplican pesticidas sin ropa protectora.
Resistencia a la enfermedad: descrita en detalle por Raybould y Gray (1993), las infestaciones fúngicas, bacterianas y víricas en cultivos y plantas han sido suprimidas por las plantas modificadas genéticamente para que sean resistentes a las enfermedades, por ejemplo, la investigación en curso para reducir las infecciones víricas y fúngicas en batatas. y los plátanos respectivamente.
Resistencia al estrés abiótico – Motavalli et al (2004) discutieron la extensa investigación en curso para modificar cultivos para poder sobrevivir en condiciones ambientales desfavorables como sequía, calor, frío, heladas, condiciones extremas del suelo e incrementar significativamente la seguridad alimentaria, por ejemplo, el uso de genes de trehalosa para cultivar arroz en la India para protegerlo de la deshidratación.
Tolerancia a los herbicidas: este rasgo permite controlar una amplia variedad de malezas modificando los cultivos para que sean resistentes a los efectos de las malezas, reduciendo así los costos de los herbicidas, reduciendo la labranza y las medidas efectivas de control de malezas, tal como se describe en Sharma et al (2002) en el crecimiento. de la soja en argentina.
Valor nutricional mejorado: las biotecnologías de las plantas han permitido modificar los cultivos para que contengan nutrientes inadecuados en las dietas, por ejemplo, el aumento del β-caroteno en el arroz para aumentar la vitamina A y prevenir la ceguera como resultado de la deficiencia de vitamina A.
Productos biofarmacéuticos: las aplicaciones de biotecnología en las plantas se han utilizado para producir vacunas y medicamentos de acuerdo con Sharma et al (2002), que ha permitido la producción y distribución sencilla de vacunas baratas, como la modificación de las patatas para producir vacunas bacterianas para E.coli.
Los cultivos transgénicos han sido ampliamente aceptados en todo el mundo (25 países actualmente) tanto en los países industriales como en los países en desarrollo, como se muestra en la figura 1, principalmente debido a sus ventajas económicas o ambientales. Además del hecho de que la biotecnología de plantas o cultivos ha mejorado la productividad y el rendimiento de los cultivos, se discuten otros beneficios económicos en relación con las características de los cultivos transgénicos;
Como describe Nuffield Council on Bioethics (2004), el crecimiento de una gran variedad de cultivos por parte de los agricultores se ha mejorado ya que existe una buena resistencia a condiciones bióticas (insectos, plagas o enfermedades) y abióticas (sequía, heladas, calor). Con la resistencia de los cultivos transgénicos a los insectos y plagas, el uso de pesticidas se reduce considerablemente, lo que a su vez reduce los costos de cultivo de estos cultivos. Los agricultores pueden generar más ingresos debido a la reducción del costo de la agricultura y la generación de mayores rendimientos que, en consecuencia, reducen los precios de los cultivos, aliviando así la pobreza y los niveles de hambre en la economía. Los cultivos transgénicos tienen niveles de nutrición mejorados, por lo que las enfermedades y enfermedades se evitan con una mejor dieta incluso en los países subdesarrollados. Dado que los cultivos GM pueden permanecer frescos durante un largo período de tiempo
Por ejemplo, en los tomates, la vida útil se puede aumentar en el mercado. La capacidad de los cultivos transgénicos para resistir condiciones abióticas como la sequía ha aumentado la seguridad alimentaria mientras que la producción más barata de productos biofarmacéuticos como vacunas y otros medicamentos en plantas GM ha facilitado la distribución y fabricación de vacunas mejorando los sistemas de salud.
Beneficios ambientales de los cultivos GM según lo discutido por Gatehouse et al (1992); Wieczorek (2003) y Gatehouse (2005) incluyen el menor o menor uso de pesticidas e insecticidas que pueden ser contaminantes en el medio ambiente (tierra o agua) y podrían acumularse como residuos en los alimentos, por lo que se pueden usar pesticidas más respetuosos con el medio ambiente. La mayoría de los casos no hay necesidad de usar pesticidas. La sostenibilidad de los recursos naturales también se mejora, ya que se usa menos energía o productos químicos (pesticidas), mientras que los hábitats naturales se conservan para aplicaciones más eficientes. Los cultivos transgénicos han reducido la presión sobre la vegetación y la biodiversidad se mantiene, mientras que existe un menor riesgo de desertificación y erosión del suelo, ya que los cultivos transgénicos se pueden cultivar en cualquier lugar, independientemente de las condiciones abióticas.
De acuerdo con las ventajas de la biotecnología descritas en la figura 2 anterior, estos beneficios solo se pueden lograr si se investigan, se dan cuenta y se evitan los riesgos y preocupaciones que constituyen las desventajas. (Mannion, 1995). Los riesgos potenciales de las aplicaciones de la biotecnología para los cultivos y las plantas pueden ser relacionados con la salud, ambientales o sociales, como se discutió más adelante.
Wieczorek, (2003) analiza el riesgo potencial de introducir toxinas y alergenos en los cultivos transgénicos, mientras que la tecnología de modificación genética está en marcha, es una gran preocupación, ya que existe un riesgo potencial de que los alérgenos y las toxinas se transfieran a cultivos mejorados, al tiempo que enfatiza las preocupaciones planteadas sobre el uso de marcadores moleculares durante la transferencia de genes, ya que existe un riesgo potencial de que las enfermedades sean resistentes a los tratamientos clínicos con antibióticos como resultado de la transferencia de genes de codificación de resistencia que pueden contener nuevas cepas bacterianas. De gran preocupación, como lo discutieron Hobbs y Plunkett, 1999 es el hecho de que se desconocen los efectos a largo plazo para la salud del consumo de cultivos transgénicos durante un largo período de tiempo.
Una de las preocupaciones ambientales es el riesgo potencial de que los cultivos transgénicos se hibriden con las malezas relacionadas, lo que puede resultar en supercobiertas que son más complicadas de manejar, mientras que la modificación genética de las plantas podría presentar un riesgo de transferencia de genes no intencional a cultivos no modificados genéticamente de cultivos transgénicos, por lo que los primeros se vuelven salvajes plantas que crean inestabilidades ecológicas según lo discutido por Soregaroli y Wesseler, (2003). Wieczorek, (2003) sugiere que la liberación de cultivos transgénicos al medio ambiente puede plantear efectos imprevistos y adversos, como se destacó por las acciones fatales del maíz Bt sobre las larvas de la mariposa monarca, aunque la posibilidad de que esto ocurra es muy dudosa. Debido al hecho de que las plagas de insectos pueden volverse resistentes a los rasgos de fortificación de cultivos de los cultivos transgénicos, se puede acumular una resistencia rápida entre las poblaciones de plagas, ya que se temía con los cultivos Bt, mientras que la diversidad biológica en la naturaleza tiene un gran riesgo de verse afectada negativamente ya que existe puede ser un aumento de la dependencia de los cultivos modificados genéticamente que podría intensificar la falla de los cultivos no modificados genéticamente y poner en riesgo la seguridad alimentaria.
Una preocupación social según lo discutido por Persley y Siedow, (199) plantea los argumentos de los cultivos GM que se etiquetan como practicados en los Estados Unidos, donde los cultivos Gm llevan una etiqueta que muestra una diferencia, mientras que otra preocupación es el acceso inadecuado a las semillas de los cultivos o alimentos GM. Las plantas que han sido patentadas ya que estas semillas no se pueden guardar para replantar. Los cultivos transgénicos / plantas alimenticias han sido calificadas como «antinaturales» por los críticos, ya que son modificados por los humanos y no se encuentran en la naturaleza como otros cultivos creados por Dios, lo que provoca un alboroto de inquietudes religiosas y éticas como se discutió en Knight (2008), mientras que temía que estas plantas transgénicas pudieran convertirse algún día en malezas, afectar adversamente el ecosistema natural debido a los impactos directos e indirectos en las plantas / cultivos no objetivo, como lo describen Azadi y Ho, (2009).
Biotecnología animal
La biotecnología animal fue descrita por Cowan y Becker, (2006) como una serie de técnicas mediante las cuales los seres vivos se modifican genéticamente para beneficiar a los humanos y animales mediante la explotación e introducción de rasgos deseables, como resultado de que el código genético se descubrió a principios de la década de 1950 con tecnologías que incluyen transferencia de embriones, transgénicos, fertilización in vitro, embriones de sexado, clonación y desactivación de genes, pero siendo las transgénicas las más comercializadas, mientras que la clonación es la técnica rodeada de mucha controversia.
Las biotecnologías animales no han recibido tanta atención como se atribuye a la biotecnología de plantas / cultivos, ya que existe tanta controversia en torno a sus aplicaciones, ya que existe una preocupación general de que estas aplicaciones puedan algún día aplicarse a los seres humanos, ya que está solo un paso por delante de las aplicaciones al ganado. Para observar los rasgos deseados.
La transferencia de embriones, la fertilización in vitro, el embrión por sexado e incluso la clonación pueden clasificarse como tecnologías de reproducción que tienen varias ventajas, como lo describe Gordon, 2004, que incluye: la mejora de las capacidades de reproducción del ganado, la reducción del nivel de infertilidad en los animales, la habilitación del ganado viejo para donar óvulos si no pueden mantener los embarazos, la observación del sexo específico (masculino o femenino) como rasgos deseados mientras que el embrión En todas estas técnicas también se puede almacenar en un banco de embriones y se puede recuperar fácilmente cuando sea necesario. Las técnicas de desactivación / selección de genes tienen una gran ventaja de aumentar el conocimiento de las células madre y genes similares que pueden estar presentes en los seres humanos y el ganado y se pueden usar para estudiar enfermedades y dolencias, según lo discutido por Serhan y Ward (1999).
La clonación de animales también es ventajosa; ya que proporciona a los agricultores una variedad de animales de mejor rendimiento en una generación, se utiliza para mejorar la población de animales en peligro de extinción o en peligro de extinción, mientras que los medicamentos económicos y de ingeniería biológica pueden modificarse mediante el uso de genes que pueden codificar proteínas de seres humanos, tal como lo explica Van Niekerk. , (2005).
La aplicación de productos transgénicos que se realiza mediante microinyección o recombinación homóloga, sin embargo, es la biotecnología animal más ventajosa y comercializada con varios ejemplos, como se muestra en la tabla 1, a continuación.
A pesar de las numerosas ventajas y contribuciones de la biotecnología animal, aún existen problemas de salud, medioambientales y sociales que desean constituir una desventaja para las aplicaciones de la biotecnología, por ejemplo, la seguridad de los alimentos de animales MG podría representar una amenaza para la salud humana como algo imprevisible. los cambios no intencionados pueden surgir en su composición, mientras que los problemas ambientales se basan en la ruptura del flujo de genes en poblaciones naturales como se teme, especialmente en los súper peces, ya que el escape a los hábitats alterará los ecosistemas naturales y puede provocar la introducción de genes no descubiertos en el medio ambiente. Cowan y Becker (2006). Las preocupaciones sobre la aceptación social han sido una desventaja importante de las biotecnologías animales, tal como lo discuten Becker y Cowan (2009), que surgen del etiquetado, el bienestar de los animales, la biodiversidad genética y los problemas comerciales que han limitado la comercialización de las biotecnologías animales.
