Actualmente la agricultura enfrenta un desafío enorme, el cual consiste en aumentar en 70% la producción de alimentos para el año 2050 [1], y esto se debe a que la población global alcanzará los 9,6 mil millones de habitantes y los efectos del cambios climático serán cada vez más severos en la producción agrícola. Es por esto que debemos utilizar todas las herramientas disponibles para alcanzar tal objetivo con el menor impacto ambiental posible.
Sin embargo, un problema que afecta constantemente la seguridad alimentaria global es la pérdida de alimentos en sus distintas etapas de producción, desde la siembra, pasando por el crecimiento del cultivo, cosecha, almacenamiento, transporte, y venta final en el anaquel de supermercados o ferias. De acuerdo a la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), anualmente se pierde hasta un tercio de los alimentos antes de que lleguen a ser consumidos – lo cual equivale a 1.3 mil millones de toneladas de comida. Estas pérdidas en alimentos cuestan unos 680 mil millones de dólares en los países industrializados y 310 mil millones de dólares a los países en desarrollo anualmente [2].
Para reducir este problema, la FAO recomienda sistemas de producción sostenible de alimentos y que las medidas para la reducción de pérdidas sean ambientalmente amigables y que fomenten seguridad alimentaria y nutricional. En este sentido, la biotecnología y los cultivos transgénicos ya han hecho un aporte significativo desde que inició su comercialización en 1996.
Los principales tipos de cultivos transgénicos a nivel comercial portan los rasgos de resistencia a insectos y/o tolerancia a herbicidas, lo cual permite reducir las pérdidas por plagas, y tener un mejor control de malezas – aumentando el rendimiento agrícola final. En el caso de cultivos Bt (resistentes a insectos) se reducen también las pérdidas por micotoxinas en el grano cosechado. En cultivos convencionales, principalmente maíz, deben desecharse miles de toneladas contaminadas por hongos que se desarrollan en las mazorcas luego del ataque de insectos lepidópteros
De hecho, los cultivos transgénicos han permitido aumentar el rendimiento en un 22% en promedio [3], y entre 1996 y 2014 aumentaron la producción mundial en 158,4 millones de toneladas de soja y 321,8 millones de toneladas de maíz, además de un adicional de 24,7 millones de toneladas de fibra de algodón y 9,2 millones de toneladas de canola [4].
Maíz transgénico Bt resistente a plagas (arriba) y maíz convencional susceptible al gusano cogollero (abajo). Imagen: https://goo.gl/mOiGVd
Nuevos cultivos transgénicos en desarrollo para tolerancia a sequía, resistencia a patógenos o mejor uso del nitrógeno del suelo pueden ayudar a mejorar aún más la producción de alimentos en las etapas que van desde la siembra hasta la cosecha y almacenamiento – donde ocurren las mayores pérdidas en los países en desarrollo [recomendamos leer nuestros artículos “Plantas transgénicas con mejor uso de nitrógeno: Beneficios económicos y ambientales” y “Como los cultivos transgénicos pueden aportar a la lucha contra la sequía”].
Por otro lado, hay nuevos cultivos transgénicos en desarrollo que evitan las pérdidas en las etapa de almacenamiento de granos, transporte y venta – esta última etapa es donde ocurren las mayores pérdidas en los países de ingresos medios y altos.
Un ejemplo es un trigo resistente al gorgojo del grano (Sitophilus granarius) desarrollado por el Instituto de Investigación en. Ingeniería Genética Agrícola (AGERI) de Egipto y universidades del mismo país. El gorgojo es responsable de una pérdida significativa de granos en las etapas de pos-cosecha, transporte y almacenamiento – la única solución es el uso extensivo e intensivo de insecticidas de alta toxicidad. Para ofrecer una solución sustentable, los científicos introdujeron un gen sintético de avidina (proteína que actúa como agente de defensa contra insectos plaga) en el trigo [5].
Las pruebas demostraron que la integridad funcional de la avidina fue confirmada en plantas de trigo transgénico infestadas con gorgojo del trigo, causando 30% de mortalidad en los insectos en la primera semana, 70% en la segunda y 100% de mortalidad tras la tercera semana desde la infección inicial. Esta herramienta podría reducir enormemente las pérdidas en el almacenamiento de un cultivo importante como el trigo.
Otro cultivo que puede ayudar a reducir la pérdida de alimentos, es una papa genéticamente modificada conocida como “Innate™” y fue desarrollada por la empresa Simplot a partir de la variedad de papa “Russet Burbank”. Se modificó silenciando 4 genes para hacerla resistente al pardeamiento y los machucones, y además, forma 70% menos de acrilamida, un potencial producto cancerígeno que se forma inevitablemente cuando las papas son cocinadas o fritas [6]. En la actualidad se toman muchas medidas en el cultivo y manipulación de papa para prevenir la aparición de machucones, que produce el descarte y eliminación de la papa afectada, un problema que cuesta a la industria de la papa al menos 298 millones de dólares anuales solo en Estados Unidos. En este mismo país, la papa Innate podría reducir la pérdida de 400 millones de libras de papa al año si todas las papas de variedad Russet Burbank fueran Innate.
Papa Innate y su par convencional 10 horas después de ser cortadas.Imagen: Biofortified.org
Esta papa ya fue aprobada para comercialización (y ya se cosecha) en 2015 en Estados Unidos y 2016 en Canadá. Una segunda generación de la papa que suma resistencia al problemático hongo del tizón tardío, tolerancia a temperaturas más bajas durante el almacenamiento y reduce la formación de acrilamida hasta un 90% ya obtuvo la aprobación del Departamento de Agricultura (USDA) en Estados Unidos en 2016.
También una pequeña empresa canadiense, Okanagan Specialty Fruits, desarrolló la manzana Arctic®, modificada genéticamente con silenciamiento génico para ser resistente a la oxidación [7]. La inevitable oxidación y lesiones superficiales de las manzanas convencionales convierte a muchas de estas en un producto no apetecible para los consumidores, por lo cual un 40% de las manzanas terminan descartadas en la basura en lugar de ser consumidas – unos 200 a 250 millones de búshels de manzana se pierden anualmente solo en Estados Unidos [8].
Manzana Arctic y su par convencional 12 horas después de ser cortadas. Imagen: Arcticapples.com
Las variedades Arctic® Golden y Arctic® Granny fueron aprobadas para comercialización en 2015 en Estados Unidos y Canadá (comenzará a venderse en ambos países a inicios de 2017), y la variedad Arctic® Fuji fue aprobada en 2016 en Estados Unidos.
Otros trabajos de modificación genética en etapa experimental (aún no comercial) que pueden ayudar a reducir la pérdida de alimentos incluyen, por ejemplo, plátanos transgénicos desarrollados en Israel para retardar la maduración y que se mantienen frescos por el doble del tiempo que uno convencional [9], o un tomate editado con CRISPR en Inglaterra para mayor tiempo de vida útil sin afectar el sabor ni aroma [10].
Mediante la modificación genética de cultivos para resistir plagas que atacan desde la siembra hasta el almacenamiento, para evitar la oxidación/pardeamiento, o durar más tiempo en el anaquel de venta, otorga beneficios para toda la cadena productiva, desde los agricultores hasta los distribuidores y vendedores; además, contribuye a que tengamos más comida para todos y de manera sustentable.
Estos beneficios podrán ser cada vez mayores siempre y cuando los países desarrollen marcos regulatorios razonables y no engorrosos para la aprobación comercial de nuevos cultivos transgénicos, y cuando tanto agricultores y consumidores obtengan información correcta sobre los beneficios de este tipo de cultivos.
Referencias:
1.- FAO, 2009. How to feed the world in 2050. URL: http://www.fao.org/fileadmin/templates/wsfs/docs/expert_paper/How_to_Feed_the_World_in_2050.pdf
2.- FAO, 2015. SAVE FOOD: Global Initiative on Food Loss and Waste Reduction. URL: http://www.fao.org/3/a-i4068e.pdf
3.- Klümper W, Qaim M (2014) A Meta-Analysis of the Impacts of Genetically Modified Crops. PLoS ONE, 9(11): e111629. doi:10.1371/journal.pone.0111629
4.- Brookes G, Barfoot P. (2016). Global income and production impacts of using GM crop technology 1996–2014, GM Crops & Food, DOI:10.1080/21645698.2016.1176817
5.- Abouseadaa, H. H., Osman, G. H., Ramadan, A. M., Hassanein, S. E., Abdelsattar, M. T., Morsy, Y. B., & … Bahieldin, A. (2015). Development of transgenic wheat (Triticum aestivum L.) expressing avidin gene conferring resistance to stored product insects. BMC Plant Biology, 15(1), 1-8.
6.- von Mogel, Karl Haro (8 de Mayo, 2013). “Q&A with Haven Baker on Simplot’s Innate™ Potatoes”. biofortified.org. Biology Fortified, Inc. Disponible en: http://www.biofortified.org/2013/05/qa-with-haven-baker-innate-potatoes/
7.- Arctic Apples. “How’d we “make” a nonbrowning apple?”. Disponible en: http://www.arcticapples.com/arctic-apples-more-apples-consumers-less-garbage/
8.- Arctic Apples. “Arctic® apples: more apples for consumers, less for the garbage”. Disponible en: http://www.arcticapples.com/arctic-apples-more-apples-consumers-less-garbage/
9.- Friedman et al. (2016). Banana MaMADS Transcription Factors Are Necessary for Fruit Ripening and Molecular Tools to Promote Shelf-Life and Food Security. Plant Physiology, 171 (1): 380-391
10.- Seymour et al. (2016). Genetic improvement of tomato by targeted control of fruit softening. Nature Biotechnology, 34: 950–952