Dentro de los mitos y confusiones en torno a los cultivos genéticamente modificados (GM), o transgénicos, a veces se menciona que estos no han aumentado el rendimiento de los cultivos. De hecho, recientemente los medios de prensa mencionaron este punto cuando la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NAS) publicó una amplia revisión de alrededor de 1000 estudios sobre la seguridad de los cultivos transgénicos [1]. El comunicado que publicó la NAS sobre esta revisión mencionaba que “no había evidencia de que los cultivos transgénicos habían cambiado la tasa de aumento en los rendimientos”.
Esa frase bastó para que muchos periodistas en forma errónea publicaran noticias centradas en que los cultivos transgénicos no tenían utilidad para aumentar el rendimiento agrícola. Si bien esto es real, se omite que los cultivos transgénicos actualmente cosechados a nivel comercial no han sido modificados para aumentar el rendimiento agrícola – como por ejemplo, aumentar el número de granos o tamaño de la planta. Los cultivos transgénicos que se comercializan desde 1996 fueron diseñados para dos rasgos principales: resistencia a insectos (o virus) y/o tolerancia a herbicidas. En los últimos años se han aprobado comercialmente nuevos rasgos como tolerancia a sequía o resistencia a la oxidación [2].
Los cultivos transgénicos resistentes a insectos (como los cultivos Bt) o a virus, permiten reducir las pérdidas de la cosecha y utilizar menos fitosanitarios en comparación a los cultivos convencionales no modificados. En el caso de los cultivos tolerantes a herbicidas, permiten un mejor control de las problemáticas malezas y adoptar fitosanitarios ambientalmente amigables. Tanto la reducción de pérdidas por plagas, virus y las malezas que compiten por los nutrientes del suelo, junto al ahorro de fitosanitarios y combustible, aumenta en forma indirecta el rendimiento final al compararse con los cultivos no modificados.
[Recomendamos revisar nuestros artículos “¿Aumentan el uso de pesticidas los cultivos transgénicos?” y “Sustentabilidad y beneficios ambientales de los cultivos transgénicos”].
Estas ventajas están documentadas en dos grandes revisiones académicas de economistas agrícolas. La primera, que fue publicada en 2014 e incluyó la revisión de 147 estudios, arrojó que los cultivos transgénicos han permitido aumentar en promedio el rendimiento agrícola en un 22% e incrementaron las ganancias de los agricultores en un 68% – y los márgenes de ganancias son mayores en los países en desarrollo [3].
Izquierda: Remolacha azucarera convencional que requiere un coctel de herbicidas para evitar las malezas; Derecha: Remolacha azucarera transgénica tolerante a glifosato. Fuente: Andrew Kniss, 2016
La segunda revisión, publicada en 2016 y que abarca los datos de producción de cultivos transgénicos a nivel global, arrojó que entre 1996 y 2014, los cultivos transgénicos aumentaron la producción mundial en 321,8 millones de toneladas de maíz, 158,4 millones de toneladas de soja, 24,7 millones de toneladas de fibra de algodón, 9,2 millones de toneladas de canola y 900 mil toneladas de remolacha azucarera [4]. Además, el reporte menciona que redujeron en forma importante el uso de tierras agrícolas debido a esta mayor productividad – solo en 2014 evitaron que 21 millones de hectáreas fueran usadas para fines agrícolas, reduciendo así el impacto ambiental al evitar utilizar pastizales, bosque o selvas.
Si los cultivos transgénicos no otorgaran beneficios como los descritos a los agricultores, estos simplemente optarían por usar las semillas convencionales. Sin embargo, La superficie mundial sembrada con cultivos transgénicos se ha multiplicado en 100 veces, desde 1,7 millones de hectáreas en 1996 a 179,7 millones de hectáreas en 2015 (sembradas por 18 millones de agricultores en 28 países), lo que hace a este tipo de cultivos la tecnología agrícola adoptada más rápidamente en los últimos tiempos. Este impresionante aumento de tasa de adopción habla por sí misma, en términos de su sostenibilidad, resiliencia y los beneficios significativos que ofrece tanto a los pequeños como a los grandes agricultores, así como a los consumidores.
Maíz transgénico Bt resistente a plagas (arriba) y maíz convencional susceptible al gusano cogollero (abajo). Imagen: https://goo.gl/mOiGVd
Genes para mayor rendimiento
El único cultivo transgénico diseñado para mayor rendimiento que ha recibido aprobación comercial, es un eucalipto desarrollado en Brasil, y esta aprobación comercial recién ocurrió en 2015 [5]. Este eucalipto recibió un gen de la planta modelo Arabipdopsis thaliana, que le permite producir un 20% más de madera, permitiendo acortar el periodo de tala desde 7 a 5,5 años, y aumenta la productividad de la madera entre un 30% y un 40% para su uso en otras aplicaciones como bioenergía [6].
Fuera del sector forestal, si bien aún no hay plantas transgénicas a nivel comercial diseñadas específicamente para maximizar el rendimiento (en término de, por ejemplo, producción de granos o biomasa vegetal), ya hay varios desarrollos en etapa experimental.
Un ejemplo muy promisorio es el llamado “arroz C4” desarrollado por científicos del Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI) en Filipinas. Debido a que el arroz cuenta con la fotosíntesis C3 (vía de 3 carbonos), mucho menor eficiente que la fotosíntesis C4 (vía de 4 carbonos) de cultivos como el maíz o la caña de azúcar, los científicos trabajan en insertar genes para expresar la vía metabólica de la fotosíntesis C4 en el arroz. Esto impulsa el crecimiento de las plantas mediante la captura de dióxido de carbono y su concentración en células especializadas en las hojas, permitiendo que el proceso de fotosíntesis funcione de forma mucho más eficiente [7] [8].
Esta tecnología que se está aplicando en arroz y trigo – dos cultivos que ya alcanzaron su “peak” de rendimiento y alimentan a la mayor parte de la población mundial [9] [10] – aumentaría el rendimiento en un 50%. Además, sería posible usar mucha menos agua y fertilizantes para producir la misma cantidad de alimento.
Fuente: MIT Technology Review
Otros cultivos transgénicos (o desarrollados con las nuevas técnicas de edición génica) en etapa experimental para maximizar directamente el rasgo de rendimiento, incluyen, por ejemplo, un trigo con 20% mayor rendimiento desarrollado por el Rothamsted Research en el Reino Unido [11]; una soya con un 36% mayor cantidad de granos desarrollada por la Universidad Estatal de Washington [12]; una mostaza con 25 a 34% más semillas desarrollada por la Universidad de Delhi en la India [13] [14]; un maíz con 50% mayor tamaño y número de granos desarrollado por el Laboratorio Cold Spring Harbor en Estados Unidos [15]; y un arroz con 54% mayor rendimiento desarrollado por investigadores del sector público del Reino Unido y China [16].
Además hay una serie de cultivos modificados para tener un mejor uso del nitrógeno del suelo, lo cual aumenta directamente el rendimiento agrícola mientras reduce el uso de fertilizantes. [Recomendamos revisar nuestro artículo al respecto: “Plantas transgénicas con mejor uso de nitrógeno: Beneficios económicos y ambientales”].
Estos cultivos (así como los transgénicos diseñados para otros rasgos) entregan beneficios, no sólo para los agricultores, sino también para el medio ambiente (al reducir el uso de tierras e impacto ambiental general) y a los consumidores (al apoyar la seguridad alimentaria global). Sin embargo, depende de los tomadores de decisiones a nivel político que la sociedad en su conjunto pueda gozar de los beneficios de esta tecnología, la cual nos puede ayudar a alimentar a más personas y al mismo tiempo proteger nuestros recursos naturales.
Referencias:
1.- National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2016. Genetically Engineered Crops: Experiences and Prospects. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/23395.
2.- James, Clive. 2016. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2015. ISAAA Brief No. 49. ISAAA: Ithaca, NY.
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.- Brasil da luz verde a eucalipto transgénico, 2015. SciDev.Net. Disponible en: http://www.scidev.net/america-latina/biotecnologia/noticias/brasil-da-luz-verde-a-eucalipto-transgenico.html
6.- Más centímetro por metro cuadrado, 2013. Pesquisa FAPESP. Disponible en: http://revistapesquisa.fapesp.br/es/2013/04/16/mas-celulosa-por-centimetro-cuadrado/
7.- C4 Rice Project, 2016 – International Rice Research Institute (IRRI). Disponible en: http://c4rice.irri.org/
8.- TR10: Ultrafotosíntesis para alimentar al mundo, 2015 – MIT Technology Review. Disponible en: https://www.technologyreview.es/materiales/47008/tr10-ultrafotosintesis-para-alimentar-al-mundo/
9.- Grassini, P., Eskridge, K. M., & Cassman, K. G. (2013). Distinguishing between yield advances and yield plateaus in historical crop production trends. Nature Communications, 4: 2918
10.- «Food and Agricultural commodities production/Commodities by regions». Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) 2013. Disponible en: http://faostat3.fao.org/browse/rankings/commodities_by_regions/E
11.- Rothamsted Research submits application to Defra for permission to carry out field trial with GM wheat plants, 2016. Rothamsted Research. Disponible en: http://www.rothamsted.ac.uk/news-views/rothamsted-research-submits-application-defra-permission-carry-out-field-trial-with-gm-0
12.- Carter, A.M., Tegeder, M. (2016). Increasing Nitrogen Fixation and Seed Development in Soybean Requires Complex Adjustments of Nodule Nitrogen Metabolism and Partitioning Processes. Current Biology, 26 (15): 2044-2051
13.- Sharma M, Mukhopadhyay A, Gupta V, Pental D, Pradhan AK (2016) BjuB.CYP79F1 Regulates Synthesis of Propyl Fraction of Aliphatic Glucosinolates in Oilseed Mustard Brassica juncea: Functional Validation through Genetic and Transgenic Approaches. PLoS ONE, 11(2): e0150060
14.- Assessment of Food and Environmental Safety Report on Environmental Release of GE Mustard, 2016. GEAC, India. Disponible en: http://www.moef.gov.in/sites/default/files/Safety%20assessment%20report%20on%20GE%20Mustard_0.pdf
15.- Je BI, Gruel J, Lee YK, Bommert P, Arevalo ED, Eveland AL, Wu Q, et al. Signaling from maize organ primordia via FASCIATED EAR3 regulates stem cell proliferation and yield traits. Nature Genetics, 48: 785-791
16.- Fan X., Tang Z., Tan Y., Zhang Y., Luo B., Yang M., et al. (2016). Overexpression of a pH-sensitive nitrate transporter in rice increases crop yields. Proceeding of the National. Academies of Sciences U.S.A. 113: 7118–7123