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Bancos de Genes de Plantas: Seguridad Alimenticia

Geoffrey C. Hawtin y Jeremy Cherfas

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Los bancos de genes o bancos genéticos son como una póliza de seguros para el futuro de la agricultura, porque ellos:

  • conservan la diversidad de las especies de plantas;
  • ofrecen recursos para el desarrollo de variedades de cultivos más resistentes;
  • proveen soluciones alimenticias en tiempos de desastres; y
  • resguardan los suministros de alimento para las generaciones futuras.

April 2003


Personal del Genetic Resource Center inspeccionan los estantes en un banco de genes. Foto: International Rice Research Institute.

Las encontramos reposando en estantes, en gavetas o apiladas en enormes cuartos refrigerados. Las encontramos en bolsas de papel, en latas de metal y en sobres de papel de aluminio. Algunas viven sus breves vidas en tubos de ensayo de vidrio bajo luces artificiales. Otras son prácticamente inmortales, bañadas en Nitrógeno líquido a 196 °C bajo cero. Algunas se las juegan en espacios abiertos.

Los bancos genéticos de plantas buscan conservar cuidadosamente la diversidad de plantas.

Ellas son los depósitos que se encuentran en los bancos de genes de plantas del mundo, muestras vivas de las plantas de las cuales depende la humanidad, tan valiosas como la vida misma. La simple frase “banco de genes” cubre muchas posibilidades, desde las masivas colecciones mantenidas y acumuladas en edificios complejos hasta un campo sencillo con unas pocas plantas etiquetadas. Los bancos de genes son colecciones ex situ. Esto es, comprenden las muestras de plantas guardadas fuera de sus lugares originales, alejadas de los ambientes en donde crecen naturalmente. El propósito principal de los bancos de genes es la conservación y el resguardo de la diversidad vegetal. Por ejemplo:

Más de 100,000 variedades de arroz han sido almacenadas en bancos de genes.
  • Puede consistir en la diversidad de una sola especie y de sus parientes silvestres, como por ejemplo, las más de 100,000 muestras de arroz y de sus parientes, recolectadas por todo el mundo y mantenidas por el Instituto Internacional de Investigaciones sobre el Arroz en las Filipinas.
  • También puede ser una pequeña colección de árboles frutales de importancia local, como por ejemplo aquellos escogidos y coleccionados por los niños de escuela de Sarawalk, en Borneo.
El Ruso N.I. Vavilov fue pionero de la colecciones de genes de plantas.

Es imposible determinar exactamente cuando comenzó la recolección de los recursos genéticos vegetales del mundo. La gente ha venido recolectando y conservando plantas en jardines botánicos por muchos cientos de años. El gran pionero de la era moderna fue el académico ruso Nikolai Ivanovich Vavilov (1887-1943). En una serie de expediciones tanto extraordinarias como intrépidas, principalmente entre los años de 1916 y 1933, Vavilov y sus numerosos discípulos recolectaron más de 250,000 muestras de plantas provenientes de todo el mundo. Vavilov tuvo problemas con el régimen de Stalin, pero su nombre ha sido apropiadamente honrado por el Instituto N. I. Vavilov de Industrias Vegetales (VIR en sus siglas en ruso) en San Petersburgo, el cual contiene uno de los bancos de genes más importantes del mundo.

Hoy en día, la sección de Información Mundial y Sistemas de Aviso Temprano sobre Recursos Genéticos de Plantas (WIEWS) de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) lista unos:

Alrededor del mundo, los bancos de genes mantienen millones de muestras de plantas.
  • 1,460 bancos de genes en el mundo
  • incluyendo 465 en Europa, 468 en América y 298 en Asia.

Colectivamente, los bancos de genes del mundo mantienen más de 5.4 millones de muestras, aunque muchas son duplicadas, por lo que el número de accesiones genuinamente distintas es considerablemente menor.

Como funcionan los bancos de genes

Los alimentos básicos son cultivos preciados para los bancos de genes.

Nuestros cultivos más valiosos, trigo, arroz y maíz, los cuales proveen a la humanidad con la mitad de las calorías necesarias, producen semillas que son fáciles de almacenar. Este es el caso de muchos otros cultivos importantes. Para poder entrar a un banco de genes,

  • las semillas son limpiadas, secadas y guardadas en una jarra o paquete sellado;
  • para el almacenamiento a mediano plazo (entre 20 y 30 años), las semillas son mantenidas a la modesta temperatura de 5 °C;
  • para el almacenamiento a más largo plazo (hasta 100 años) las semillas son almacenadas entre -18 y -20 °C.
Las semillas, si son secadas y refrigeradas apropiadamente, pueden permanecer viables por varios años.

Las semillas secas mantenidas a baja temperatura pueden permanecer viables (capaces de germinar) por muchas décadas y, en algunos casos, hasta por siglos. Sin embargo, la viabilidad declina a medida que pasa el tiempo, de manera que las semillas deben ser plantadas y crecidas cada cierto número de años para que produzcan material fresco. Estas plantas deben ser cultivadas con sumo cuidado y aisladas de tal manera que no recojan polen de otras plantas cercanas a ellas, lo cual las “contaminaría” genéticamente. Estos procedimientos son tecnológicamente simples, pero en conjunto añaden costos a la conservación.

Sin embargo, con algunas plantas, incluyendo algunos de los cultivos más importantes en los países en desarrollo, los problemas técnicos no son tan fáciles de resolver.

La naturaleza diseñó a los tubérculos para ser órganos de almacenamiento.
  • Muchos cultivos vitales, entre ellos la papa, el ñame y la mandioca, por lo general no se propagan por semilla. En vez, los agricultores los cultivan a través de tubérculos o rizomas u otros órganos de almacenaje. La papa, el ñame, la mandioca y otras plantas también se pueden reproducir sexualmente y producir semillas propias. Sin embargo, cuando lo hacen, ellas recombinan a sus genes de manera tal que las papas o los ñames que crecen de las semillas propias no son genéticamente idénticos a las plantas que los produjeron. Las cualidades particulares de las variedades específicas se pierden, a menos que se almacenen los tubérculos mismos. La naturaleza diseñó a los tubérculos como órganos de almacenaje. A pesar de que técnicamente no es difícil mantenerlos (aunque por solo tiempos cortos), los tubérculos ocupan mucho más espacio que las semillas propias y deben ser, en general, regenerados (replantados) mucho más frecuentemente.
Bancos de genes In Vitro: Células, cultivadas en un gel, producen una planta completa.
Criopreservación: Congelar células en nitrógeno líquido.
  • Otras plantas conllevan dificultades más grandes. Muchos bananos y plátanos cultivados no producen semilla del todo, es decir, son sexualmente estériles y tampoco producen órganos naturales de almacenamiento. Ellos se propagan por algún tipo de corte o de retoño. Tradicionalmente, los agricultores simplemente mantenían en el campo sus variedades preferidas de banano y de plátano, propagándolas de año a año. Las variedades también pueden ser conservadas como plantas enteras en bancos de genes en el campo. Sin embargo, aunque sea por seguridad, es deseable también mantener estas variedades ex situ. A pesar de que el poder almacenar a plantas que no producen ni semilla ni órganos naturales de almacenaje es claramente un reto, la mayoría de los problemas técnicos han sido resueltos. Desde los años 60, ha sido posible mantener a plantas en un bancos de genes in vitro: las células son crecidas en un gel y alimentadas con nutrientes y hormonas adecuadas para poder obtener plantas completas. Además, se está haciendo cada vez más factible el almacenar a células por períodos más largos por medio de la criopreservación, una forma especializada de congelamiento usando Nitrógeno líquido a -196 °C.
Algunas semillas de plantas requieren métodos sofisticados para entrar a un banco genético.
  • Finalmente, una gran variedad de plantas, particularmente árboles tropicales, producen semillas que son “recalcitrantes” en varias formas. Por ejemplo, las semillas de ciertos árboles tropicales germinan cuando aún están unidas a la planta madre: la “semilla” que cae al suelo ya es una plántula. Las semillas recalcitrantes no se pueden almacenar simplemente secándolas y enfriándolas. De hecho, ellas consideran estos tratamientos como un insulto severo que las hace morir rápidamente. Ellas requieren métodos mucho más sofisticados, los cuales en cierta forma deben ser adecuados individualmente a sus necesidades específicas. Los problemas especiales asociados con la conservación de estas especies aumentan los costos.

Por qué son importantes los bancos de genes?

Lo bancos de genes continuarán siendo necesarios mientras continúe la pérdida de la biodiversidad.

Una de las razones para preservar la diversidad de los cultivos en bancos de genes es que los cultivos se encuentran amenazados en otros sitios. La destrucción de hábitats continúa como una consecuencia de las actividades humanan insostenibles. Con la desaparición de los hábitats, las plantas también desaparecen. Una de las amenazas a la diversidad es la agricultura avanzada. A medida que nuevas variedades aparecen en el mercado y son adoptadas por los agricultores por sus beneficios genuinos, estas nuevas variedades pueden desplazar la diversidad que se encontraba allí antes. Esto es especialmente irónico, pues el desarrollo de variedades avanzadas se basa en la diversidad existente, lo cual hace imperativo que esta diversidad se conserve y se tenga disponible en alguna parte.

Existen muchas instancias de cultivadores que han encontrado en los bancos de genes una solución a algún problema que los acosa. Por ejemplo: la mosca de Hess (Mayetiola destructor) es un insecto plaga que devasta a los cultivos de trigo por todo el mundo. Los estimados del daño económico que causa varían grandemente.

Los horticultores utilizan recursos de bancos de genes para cultivar variedades de plantas más robustas.
  • Se estima que en un año, los agricultores de trigo de los Estados Unidos perdieron unos $100 millones.
  • En Moroco, un sitio principal de ataque de la mosca de Hess, los daños han sido de hasta $300 millones por año, algo que este país no puede aguantar.

Las variedades resistentes pueden reducir el daño hasta menos de un 1%. Para crear estas variedades, los cultivadores de los Estados Unidos y de Siria han explorado muestras de trigo y de sus parientes que se encuentran depositadas en bancos de genes. Ellos encontraron 15 nuevas fuentes de resistencia y las han utilizado para generar nuevas variedades de trigo resistentes, las cuales ayudan a los agricultores de Moroco, de los Estados Unidos y de otras partes donde la mosca de Hess es un problema.

Los bancos genéticos también proveen recursos en tiempos de desastres agrícolas.

Una función importante de los bancos de genes es la de llenar las necesidades de los cultivadores de nuevas variedades. Sin embargo, los bancos de genes están cumpliendo otros papeles adicionales. En el período que sigue a los desastres, tanto naturales como humanos, los bancos de genes son los repositorios no solo de las semillas que los agricultores necesitan, sino también de las técnicas y del conocimiento esencial. Por ejemplo, veamos el caso de Ruanda:

  • Las Semillas de Esperanza era una coalición de 16 centros de investigación internacionales y 9 nacionales, los cuales ayudaron a restaurar a la agricultura después del final del genocidio en Ruanda. Durante un punto en 1994 cuando la guerra escaló a nuevos niveles, más de 800,000 personas fueron asesinadas y unos dos millones desplazadas en solo dos meses.

  • La agricultura, de la cual vive más del 90% de la población de Ruanda, fue afectada fuertemente, con un pico en las perturbaciones durante la parte más importante de la estación de crecimiento. El mundo se preocupó sobre la pérdida de las cosechas, estimadas en un 60%, y de la hambruna que podría seguir.

  • Sin embargo, la preocupación también se enfocó en el riesgo a uno de los tesoros nacionales muy particulares de Ruanda: la diversidad de sus granos. La gente de Ruanda cultiva el mayor número de variedades de granos en el mundo, por lo menos 600 tipos diferentes, en un país aproximadamente del tamaño de Suiza. Varios miembros del consorcio de Las Semillas de Esperanza poseían colecciones de granos de Ruanda en sus bancos genéticos. Entre sus muchas actividades, Las Semillas de Esperanza se preparó para traer de vuelta a los agricultores las variedades de los cultivos que habían sido originalmente recolectados de ellos mismos. El consorcio multiplicó 1.5 toneladas de semillas de más de 275 variedades diferentes.

Las experiencias en Ruanda han guiado a los esfuerzos más recientes para la restauración de la agricultura en, por ejemplo, Afganistán. Después de la guerra y de la sequía más pronunciada en 40 años, se estableció un nuevo consorcio para suministrar semillas y conocimiento. Muchas de las semillas provinieron de bancos de genes con variedades de Afganistán en sus colecciones. Los bancos de genes son ahora componentes importantes en las respuestas a las guerras, huracanes, sequías y desastres.

Los bancos de genes promueven el crecimiento e intercambio en la agricultura.

Los bancos de genes también se están viendo involucrados directamente en las vidas de los agricultores pobres. La diversidad es una de las mejores estrategias que los agricultores tienen para sobrevivir. Los agricultores que crecen una diversidad de especies se protegen contra los desastres que destruyen a una de sus especies. Además, la diversidad de variedades de una misma especie hace un mejor uso de las diferentes condiciones ambientales. Al haber perdido a veces algunas de sus variedades locales, como por ejemplo, después de adoptar a una nueva variedad mejorada, los agricultores pueden dirigirse al banco de genes para obtener nuevos materiales para probar. Esto ha sido un factor en la dispersión de mejores variedades de taro, una cosecha de raíz de alto contenido de almidón que también se cultiva para el uso de sus hojas a lo largo de muchos de los países islándicos del Pacífico. Los bancos de genes han organizado ferias de diversidad en los cuales los agricultores se reúnen para intercambiar variedades y los conocimientos asociados con ellas.

No todo está bien

Quedan aún grandes vacíos en las colecciones y en los estándares globales de administración.

En general, el estado de las colecciones de genes de plantas cultivadas en el mundo parece ser alentador. Los bancos de genes han crecido rápidamente en las últimas dos décadas (solo existían 54 bancos de genes en el mundo a finales de los años 70) y el número total de accesiones bajo conservación, que ya se cuenta por varios millones, es impresionante. Sin embargo, existen vacíos mayores en las colecciones actuales, particularmente en cultivos como la mandioca que deben ser almacenados como tubérculos. Más aún, muchos de los bancos de genes existentes no están a la par de los estándares mundiales de manejo para bancos de genes.

Idealmente, los bancos de genes deben cumplir con tres criterios principales. Ellos deben ser capaces de:

  • almacenar accesiones por largos períodos de tiempo;
  • duplicar y regenerar el material cuando sea requerido; y
  • tener la capacidad de documentar y almacenar información sobre el material vegetal en sus colecciones.

Sin embargo, para 1998:

Los problemas técnicos de almacenamiento persisten en algunas áreas.
  • 75 países dijeron que tenían plantas físicas para almacenar semillas por períodos de mediano a largo plazo, pero menos de la mitad (35) fueron capaces de cumplir con los estándares de manejo acordados internacionalmente.
  • El resto reportó una falta de planta física para el secado de semillas, problemas en el mantenimiento de equipo y fuentes de energía no confiables.
  • Otros 56 países dijeron que su planta física solo era capaz de almacenar por períodos cortos o a mediano plazo.
Los recursos agrícolas globales no son tan seguros como deberían ser.
Conclusión: Los países deben unirse para asegurar que los bancos genéticos permanezcan como una póliza de seguro sólida para el futuro de la agricultura.

En resumen, el valor agrícola mundial más importante no está tan asegurado como debería estarlo. Debemos dar un apoyo financiero asegurado, inexpugnable y permanente al trabajo necesario para conservar a la diversidad de las plantas. Desafortunadamente, esto ha probado ser políticamente difícil. El apoyo para las actividades de cuidado a largo plazo es precario y difícil de justificar, especialmente desde un punto de vista mentalmente angosto y visto económicamente a corto plazo. Sin embargo, al enfrentarnos al reto de reconstruir la base económica destruida de un país, o cuando una muestra entre 50,000 contiene los rasgos exactos que los agricultores necesitan, el valor de los bancos de genes es literalmente casi imposible de calcular. Desde este punto de vista, los bancos de genes son como la póliza de seguros para el futuro de la agricultura. Y es aquí donde reside una parte del problema. Cuando las cosas se ponen duras, el recortar los gastos del seguro parece ser una buena idea. De hecho, mucha gente escoge no asegurar del todo a sus posesiones. Esto puede estar bien si estas posesiones son fáciles de reemplazar y si sus descendientes no tienen ninguna expectativa sobre ellas. Pero la diversidad de los cultivos, una vez perdida, es imposible de reemplazar.

Afortunadamente, los países se han unido bajo la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) para apoyar un plan que crearía el Fondo Global de Conservación, el cual proveería una fuente permanente de apoyo financiero para los preciosos depósitos de diversidad contenidos en los bancos de genes. El financiamiento para el fondo aún no ha sido obtenido, pero por lo menos el Fondo ya ha comenzado a proteger a los bancos de genes que protegen a nuestro futuro.

El Dr. Geoffrey C. Hawtin es el Director General del Instituto Internacional de los Recursos Genéticos Vegetales (IPGRI), con sede en Roma, Italia, la más grande organización dedicada exclusivamente a la conservación y al uso de la biodiversidad agrícola. Además de su trabajo en recursos genéticos vegetales, Hatwin es un experto en la agricultura de las regiones áridas. Antes de entrar a su puesto actual, trabajó con el Centro Internacional de Investigaciones sobre el Desarrollo de Canadá, con el Programa de Desarrollo de la Agricultura para las Regiones Áridas de la Fundación Ford, en el Líbano, y para el Centro Internacional para la Investigación en Zonas Áridas en Aleppo, Siria, y como Profesor Asociado de la Universidad Americana de Beirut. El Dr. Hawtin, de doble nacionalidad, Canadá e Inglaterra, posee un doctorado de la Universidad de Cambridge, en Inglaterra. (Noviembre 2003, puesta al día: Geoffrey Hatwin actualmente es Secretario Ejecutivo Interino del Fondo Global de Diversidad de Cultivos (Global Crop Diversity Trust), AGPD, FAO, Roma, Italia, teléfono: (39) 0657053841; correo electrónico: geoff.hawtin@fao.org http://www.startwithaseed.org/items/governance.php?itemid=158

El Dr. Jeremy Cherfas es biólogo, escritor en ciencias y narrador con conexiones en varias organizaciones, incluyendo el Grupo de Documentación, Información y Entrenamiento para las oficinas centrales del IPGRI, en Italia; el Concejo de Investigaciones en Biotecnología y Ciencias Biológicas del Reino Unido; y el Centro de Investigaciones de Elm Farm, también en el Reino Unido. Sus libros incluyen La Cacería de la Ballena: Una Tragedia que debe Detenerse (1990), El Manual de los Rescatadores de Semillas (1996) y Ciencia Esencial: El Genoma Humano (2002, con John Gibbon). http://www.bioversityinternational.org/About_Us/Staff/file.asp?fullname=CHERFAS,%20Dr%20Jeremy

Bancos de Genes de Plantas: Seguridad Alimenticia

Estas referencias están en inglés. Las referencias no han sido traducidas al español dado que la mayoría de los artículos citan fuentes en el idioma inglés.

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  • » Engelmann, Florent and Hiroko Takagi, ed. 2000. “Cryopreservation of tropical plant germplasm: current research progress and application.” Proceedings of the JIRCAS/IPGRI Joint International Workshop, Tsukuba, Japan, 20-23 October 1998. International Plant Genetic Resources Institute, pub.
  • » Engels J.M.M., et al. 2002. Managing Plant Genetic Diversity. The proceedings of the conference on Science and Technology for Managing Plant Genetic Diversity in the 21st Century. Pub. By GRST (Genetic Resources Science and Technology Group), IPGRI (International Plant Genetic Resources Institute).
  • » Johnson R.C., T. Hodgkin (eds.) Core collections for today and tomorrow. 1999. GRST (Genetic Resources Science and Technology Group).
  • » Richards, Paul and Guido Ruivenkamp. 2001. “Seeds and survival: crop genetic resources in war and reconstruction in Africa.” A report commissioned by the International Plant Genetic Resources Institute (IPGRI) and the Joint Working Group on Technology and Agrarian Development, Agricultural University, Wageningen. Revised version.
  • » Vavilov, N.I. 1996. Five Continents. IPGRI (International Plant Genetic Resources Institute).

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