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Los Impactos Ecológicos de la Biotecnología Agrícola

Miguel A. Altieri

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La biotecnología podrá ser considerada algún día como una herramienta agrícola segura. Sin embargo, varios estudios sugieren que ella puede tener consecuencias ecológicas negativas, tales como:

  • la transmisión y dispersión de genes genéticamente modificados a plantas indígenas;
  • un aumento de la toxicidad, la cual se podría trasmitir a lo largo de las cadenas tróficas;
  • la perturbación de los sistemas naturales de control de plagas; y
  • la creación de nuevas malezas o virus.

February 2001

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La mandioca o yuca conforma parte de la dieta de 600 millones de personas en el mundo. Al insertar una versión bacterial del gen, los científicos han conseguido crear una de mayor tamaño. Foto: David Monniaux.

Los cultivos transgénicos (cultivos genéticamente modificados o CGM), uno de los productos principales de la biotecnología agrícola, se están convirtiendo más y más en un elemento dominante de las áreas agrícolas de los Estados Unidos y de otros países como China, Argentina, México y Canadá.

Casi la mitad de los Norteamericanos cultivan CGM (cultivos genéticamente modificados).
  • A lo largo del mundo, el área plantada con cultivos transgénicos aumentó más de 20 veces en los últimos seis años, de 3 millones de hectáreas en el año 1996 a casi 44.2 millones de hectáreas en el 2000.10
  • En los Estados Unidos, Argentina y Canadá, más de la mitad del promedio de los cultivos mayores, tales como soya, maíz y canola, son plantados con variedades transgénicas.
  • Los cultivos resistentes a herbicidas (CRH) y resistentes a insectos (Cultivos Bt) representaron respectivamente el 59 y el 15% del total del área global para cultivos transgénicos en el año 2000.
Las grandes empresas aseguran que los CGM reducirán el uso de pesticidas químicos.

Las corporaciones transnacionales (CTN) como Monsanto, DuPont y Novartis, proponentes principales de la biotecnología, argumentan que la cuidadosamente planificada introducción de estos cultivos puede reducir o hasta eliminar las enormes pérdidas que ocasionan las malezas, los insectos plaga y los patógenos. De hecho, ellos argumentan que el uso de estos cultivos provee efectos beneficiales al ambiente al reducir significativamente el uso de agroquímicos.13 Sin embargo, la teoría ecológica predice que, en la medida en que los cultivos transgénicos continúen siguiendo de cerca al paradigma de los pesticidas prevaleciente en la agricultura moderna, estos productos biotecnológicos no harán más que reforzar la dependencia en los pesticidas, legitimando así la preocupación que un número de ambientalistas y científicos han expresado sobre los posibles riesgos ambientales de los organismos genéticamente modificados. De hecho, existen varias desventajas ambientales ampliamente aceptadas asociadas con la rápida implementación y la amplia comercialización de estos cultivos en forma de monocultivos, incluyendo:3,21,25

Las plagas muestran una evolución rápida en la resistencia a las propiedades pesticidas de los CGM.
La acumulación tóxica en los CGM daña a insectos útiles.
  • la dispersión de los transgenes a malezas emparentadas o a poblaciones conespecíficas a través de la hibridización entre las malezas y los cultivos;
  • la reducción de la adecuación o “fitness” de los organismos no meta a través de la adquisición de las características transgénicas vía hibridización;
  • la rápida evolución de la resistencia en plagas como Lepidoptera a la Bt;
  • la acumulación de la toxina insecticida del Bt, la cual permanece activa en el suelo después de que el cultivo ha sido cosechado y el suelo arado y que se asocia fuertemente a las arcillas y a los ácidos húmicos;
  • la perturbación del control natural de las plagas de insectos a través de los efectos intertróficos de la toxina del Bt en depredadores;
  • efectos no anticipados en organismos herbívoros no meta (como por ejemplo, las mariposas monarca) a través de la deposición de polen transgénico en el follaje de la vegetación silvestre de los alrededores;14

la transferencia horizontal de genes por medio de vectores y su recombinación, lo cual puede crear nuevos organismos patógenos.

Este artículo se enfocará en los efectos conocidos de dos tipos dominantes de CGM: los cultivos resistentes a los herbicidas (CRH) y los cultivos resistentes a los insectos (cultivos Bt).

La biotecnología, la agrodiversidad y las opciones de los agricultores

El monocultivo, o la siembra de un solo cultivo, puede resultar en un desastre económico y en hambrunas.

La difusión de los cultivos transgénicos amenaza a la diversidad de los cultivos al promover a los monocultivos, lo cual conlleva a la simplificación ambiental y a la erosión genética. La historia ha demostrado repetidamente que la uniformidad que caracteriza a las áreas cultivadas con un número menor de variedades es una fuente de riesgos creciente para los agricultores, ya que los campos genéticamente homogéneos son más vulnerables a las enfermedades y al ataque de plagas.22

Los agricultores tienen muchas opciones que funcionan, además de la biotecnología.

Algunas personas piensan que CRH y los cultivos Bt representan ejemplos poco ideales para demostrar la tecnología, dados los problemas ambientales que fueron predichos y el asunto de la evolución de la resistencia. De hecho, existe suficiente evidencia para sugerir que estos dos tipos de cultivos no son necesarios para poder dar cara a los problemas para los cuales ellos fueron diseñados. Al contrario, ellos tienden a reducir las opciones disponibles a los agricultores para el manejo de plagas. Existen muchas alternativas (por ejemplo, rotaciones, policultivos, cultivos de cobertura, control biológico, etc.) que los agricultores pueden utilizar para regular efectivamente a las poblaciones de insectos y de malezas que están siendo elegidas como blanco por la industria de la biotecnología. Mientras más ayuden los cultivos transgénicos a mantener el presente sistema de monocultivos, más difícil será para los agricultores el utilizar una plétora de métodos alternativos.2

Efectos ecológicos de los CRH

Flujo de genes

¿Estamos alterando la estructura genética de organismos vivientes en el nombre de la utilidad y la ganancia económica?

A pesar de todos nuestros esfuerzos en reducirlo, el polen es el intermediario entre los CGM y sus parientes silvestres o conespecíficos, de la misma manera como ocurre entre los cultivos tradicionales mejorados y sus parientes silvestres. Se conoce muy poco tanto acerca de la persistencia a largo plazo de los genes de cultivos en poblaciones silvestres como sobre el impacto que tienen los genes que controlan la adecuación biológica o “fitness” de los cultivos en la dinámica poblacional de parientes silvestres. La preocupación mayor concierne a los transgenes que confieren ventajas biológicas significativas, los cuales pueden transformar a las especies de plantas silvestres o a las malezas en nuevas o peores malezas.

La hibridización de los CRH con las poblaciones silvestres de especies emparentadas aumentará la dificultad de controlar a estas plantas, especialmente si ellas ya se han reconocido como malezas agrícolas y si adquieren resistencia a los herbicidas utilizados más ampliamente. Por ejemplo:

  • La resistencia transgénica al glufosinato puede ser pasada de la especie Brassica napus (o canola) a las poblaciones silvestres de Brassica napa (o colza, considerada una maleza) y puede persistir bajo condiciones naturales.25
  • En Europa existe una gran preocupación sobre la posibilidad de las transferencia de polen con genes de tolerancia a los herbicidas de las semillas oleaginosas de Brassica (colza o canola) a las especies Brassica nigra (mostaza negra) y Sinapsis arvensis (mostaza silvestre).8

Implicaciones económicas y agronómicas

La mayor parte de los CGM han sido diseñados para repeler plantas y hierbas no deseadas.

A nivel mundial en el año 2000, los cultivos transgénicos resistentes a los herbicidas fueron plantados en el 74% de los 44.2 millones de hectáreas dedicadas a cultivos transgénicos.10 En Norteamérica, las variedades transgénicas de colza y de maíz resistentes al glufosinato y las variedades transgénicas de soya, maíz, algodón y colza resistentes al glifosato se encuentran disponibles comercialmente. El maíz transgénico resistente al bromoxinil también ha sido desarrollado. La soya conocida como “lista para Round-up” (un herbicida ampliamente utilizado comercialmente y caseramente) es el CGM más prevaleciente.

La resistencia transgénica a los herbicidas en plantas cultivadas simplifica el manejo químico de malezas porque típicamente involucra compuestos que son activos en un amplio espectro de especies plaga. El tiempo de aplicación de estos materiales después de la germinación encaja bien con los métodos de producción que usan arado reducido o sin arado, los cuales ayudan a conservar al suelo y reducen el consumo de combustible y los costos de cultivo.6

Sin embargo, los CRH también tienen problemas significativos.

Nota del editor: Las ventas de productos de la biotecnología están alcanzando los $60 mil millones al año.
  • La dependencia en CRH perpetúa los problemas de resistencia de las malezas y los desplazos en las especies que son comunes en las estrategias basadas en herbicidas convencionales.
  • La resistencia a los herbicidas se convierte en un problema mayor a medida que las formas en que los herbicidas actúan sobre las malezas disminuyen en número. Esta es una tendencia que los CRH han hecho más pronunciada debido a las presiones del mercado.
  • Dadas las presiones de la industria para que aumenten las ventas de herbicidas, el área total tratada con herbicidas de amplio espectro seguirá creciendo, empeorando así el problema de la resistencia. Por ejemplo, se ha proyectado que el área tratada con glifosato aumentará hasta casi 150 millones de acres (60.71 millones de hectáreas). A pesar de que el glifosato es considerado como menos propenso a la resistencia en las malas hierbas que otros productos, el aumento en el uso del herbicida resultará en un aumento en la resistencia por parte de las malezas (aunque relativamente más lentamente) tal y como ha sido reportado para las poblaciones australianas de vallico (ryegrass anual, Lolium rigidum), quackgrass (Elymus repens), lotera o lotus (birdsfoot trefoil, Lotus corniculatus) y Cirsium arvense.7
  • Quizás el problema más grave del uso de CRH para resolver los problemas con las malezas es que este uso nos aleja de la deseada diversificación de los cultivos y ayuda a mantener a los sistemas de cultivo dominados por una o dos especies anuales. La diversificación de los cultivos puede:
    • reducir la necesidad de herbicidas;
    • mejorar la calidad del suelo y del agua;
    • minimizar la necesidad de fertilizantes sintéticos nitrogenados;
    • regular las plagas de insectos y las poblaciones de patógenos;
    • aumentar el rendimiento de los cultivos y reducir las variaciones en el rendimiento.

Así, mientras más inhiban los CRH transgénicos la adopción de sistemas de cultivos diversificados que incluyan la rotación de cultivos, el uso de cultivos de cobertura y el uso de estiércol verde, más impedirán el desarrollo de una agricultura sostenible.

Riesgos ecológicos de los cultivos Bt

El número de cultivos diseñados para resistir a los insectos está incrementando.

Basado en el hecho de que más de 500 especies de plagas han evolucionado una resistencia a los insecticidas convencionales, es posible decir que las plagas también puedan evolucionar la resistencia a las toxinas Bt presentes en los cultivos transgénicos. Nadie cuestiona que la resistencia al Bt va a aparecer. La pregunta es cuan rápido va a aparecer. La susceptibilidad a las toxinas Bt puede entonces ser vista como un recurso natural que puede agotarse rápidamente con el uso inapropiado de cultivos Bt.15 Sin embargo, ¿es posible el uso cauteloso de los cultivos Bt bajo las tremendas presiones comerciales que han resultado en la implementación rápida de más de 8.2 millones de hectáreas de cultivos Bt en el mundo?

Los CGM pueden causar víctimas involuntarias, como la mariposa monarca o el crisopo.

La estrategia de poner de lado entre un 20 y un 30% de la tierra cultivada con cultivos no Bt, con el objeto de retrasar la resistencia, es muy difícil de implementar regionalmente. Los datos de la zona del Medio Oeste de los Estados Unidos muestran que el maíz Bt permite ahorrar en el uso de pesticidas y su producción es un 2.4 “bushels” por acre o 206.34 litros secos por hectárea más altos que con maíz convencional, pero solo durante infestaciones altas del barrenador europeo del maíz (USDA 1999). (Nota del traductor: 1 bushel es una medida de volumen para productos agrícolas secos utilizada en los Estados Unidos, donde 1 bushel equivale a 35.24 litros). Por otra parte, los agricultores de maíz orgánico no utilizan insecticidas pero obtienen rendimientos (4.8 a 9 toneladas por hectárea) similares o ligeramente más altas que los agricultores convencionales (5.0 a 7.1 toneladas por hectárea).16

Cultivos BT y los insectos beneficiosos

Las toxinas de los CGM permanecen activas en la tierra, disminuyendo la fertilidad de la tierra.

Las altamente bioactivas proteínas del Bacillus thuringiensis se están convirtiendo en substancias ubicuitas en los agroecosistemas. La mayoría de los herbívoros no meta que colonizan a los cultivos Bt en el campo ingieren tejidos vegetales que contienen la proteína Bt, la cual pueden pasar a sus enemigos naturales en formas más o menos procesadas. Los enemigos naturales polífagos (es decir, aquellos que se alimentan de muchos tipos de comida) que se movilizan entre varios tipos de cultivos, a menudo encuentran a estos herbívoros con Bt en más de un cultivo. Esto crea una preocupación ecológica muy grande, pues estudios previos han documentado que la Cry1 Ab afecta adversamente al crisopo Chrysoperla carnea que ha depredado a larvas que se alimentaron de maíz Bt.9

Estos descubrimientos son problemáticos para los pequeños productores en países en desarrollo que dependen de los insectos controladores de plagas, lo cual incluye a una complejidad de depredadores en sus sistemas agrícolas mixtos.1 Las investigaciones han mostrado que los enemigos naturales pueden ser afectados directamente por la toxina presente en los cultivos Bt a través de efectos a niveles ínter-tróficos. Esto ha causado preocupaciones serias acerca de la potencial disrupción del control natural de pestes, ya que los depredadores polífagos van a encontrar a presas conteniendo la toxina Bt que se movilizan entre variedades diferentes de cultivos a lo largo de la temporada de cultivo. Esta perturbación a los mecanismos de control biológico trae como consecuencia un aumento en las pérdidas de los cultivos debido a plagas o a un aumento en el uso de pesticidas por parte de los agricultores, con los consecuentes peligros ambientales y para la salud.

Efectos en el ecosistema del suelo

Las posibilidades de que la biota del suelo sea expuesta a productos transgénicos es muy alta. Las pocas investigaciones llevadas a cabo en esta área han demostrado que: 4,18,23

Las toxinas de los CGM permanecen activas en la tierra, disminuyendo la fertilidad de la tierra.
  • La persistencia de los productos insecticidas (como Bt y los inhibidores de proteinasas) en el suelo es muy larga.
  • La toxina insecticida producida por el Bacillus thuringiensis subespecie kurskatki permanece activa en el suelo, donde se enlaza rápida y fuertemente a las arcillas y a los ácidos húmicos.
  • Las toxinas enlazadas retienen sus propiedades insecticidas y se encuentran protegidas contra la degradación microbiana al estar enlazadas a las partículas del suelo. Estas toxinas pueden persistir en varios tipos de suelo por al menos 234 días.
  • La presencia de la toxina en exudados de maíz Bt ha sido verificada como activa en un bioensayo de insecticidas utilizando del gusano de cuerno del tabaco (Manduca sexta).

Dada la persistencia y la posible presencia de exudados, existe el potencial de que los microbios y la comunidad de invertebrados estén expuestos de forma prolongada a estas toxinas. Por esto, se deben llevar a cabo estudios que evalúen los efectos de las plantas transgénicas tanto en las comunidades microbianas y de invertebrados como en los procesos que ellas median.3

Si los cultivos transgénicos alteran la biota del suelo y afectan a los procesos tales como la descomposición de la materia orgánica y la mineralización, esto puede ser de gran preocupación para los agricultores orgánicos y para la mayoría de los agricultores pobres del mundo. Estos agricultores no pueden obtener, o no quieren utilizar, fertilizantes químicos costosos. Ellos dependen de los residuos locales, de la materia orgánica y, especialmente, de los organismos del suelo para mantener la fertilidad del mismo (por ejemplo, especies de invertebrados, hongos o bacterias clave) los cuales pueden ser afectados por las toxinas capturadas en el suelo. La fertilidad del suelo puede ser reducida dramáticamente si los lixiviados de un cultivo inhiben la actividad de la biota del suelo o disminuyen la tasa natural de descomposición y liberación de nutrientes.

Conclusiones Generales y Recomendaciones

La información científica disponible generada independientemente sugiere lo siguiente:

Los impactos a largo plazo de los CGM no son conocidos aún.
  • El uso masivo de cultivos transgénicos representa riesgos potenciales substanciales desde un punto de vista ecológico.
  • Los efectos ecológicos no están limitados a la resistencia en las plagas o a la creación de nuevas variedades de malezas o de virus.11
  • Los cultivos transgénicos pueden producir toxinas ambientales que se mueven a través de las cadenas tróficas y que también pueden llegar al suelo y al agua, afectando así a los invertebrados y probablemente a procesos tales como el ciclo de nutrientes.3
  • En realidad, nadie puede predecir los impactos a largo plazo que pueden resultar de la diseminación masiva de estos cultivos.

No se ha llevado a cabo suficiente investigación para poder evaluar los riesgos ambientales y de salud de los cultivos transgénicos, lo cual es una tendencia desafortunada. La mayoría de los científicos piensan que es crucial tener este conocimiento antes de que las innovaciones biotecnológicas sean implementadas. Existe una necesidad clara de evaluar más intensamente la severidad, la magnitud y la amplitud de los riesgos asociados con la diseminación masiva de cultivos transgénicos en el campo. Una gran parte de estas evaluaciones de riesgos deben ir más allá de comparar campos de CGM con sistemas manejados tradicionalmente. Los análisis deben incluir sistemas de cultivo alternativos que poseen diversidad de cultivos y estrategias de bajo uso de insumos externos. Esto permitiría un análisis real de riesgo y beneficio de los cultivos transgénicos en relación a las alternativas conocidas y efectivas.

La pérdida de la diversidad agrícola puede se un desastre para países en desarrollo.

Es más, la homogenización a gran escala del paisaje agrícola con cultivos transgénicos va a exacerbar los problemas ecológicos ya asociados a la agricultura con monocultivos. La expansión sin barreras de esta tecnología a los países en desarrollo puede ser poco sabia o indeseable. Existe cierta fortaleza en la diversidad agrícola de muchos de estos países, la cual no debe ser inhibida o reducida por extensos monocultivos, especialmente cuando las consecuencias de esta estrategia puede resultar en serios problemas sociales y ambientales.2

El uso repetido de cultivos transgénicos en un área puede traer como resultado efectos cumulativos, como los que resultan de la acumulación de toxinas en los suelos. Por esta razón los estudios de evaluación de riesgos deben ser tanto ecológicos (para poder capturar los efectos en los procesos a nivel de ecosistemas) como también de una duración tal como para poder detectar los efectos cumulativos. La aplicación de métodos de diagnóstico múltiple proveerá las evaluaciones más sensibles y completas sobre el potencial impacto de los cultivos transgénicos en los ecosistemas.

A pesar de que la biotecnología es una herramienta importante, existen hoy en día otras alternativas para enfrentar los problemas que los CGM (desarrollados más que todo para proveer ganancias económicas) fueron diseñados para resolver. Los efectos positivos dramáticos que tienen la rotación de cultivos, los cultivos múltiples y el control biológico en la salud de los cultivos, en la calidad del ambiente y en la productividad agrícola, han sido confirmados repetidamente por las investigaciones. La biotecnología debe ser considerada como una herramienta más que se puede usar, siempre y cuando los riesgos ecológicos sean estudiados y decidido que sean aceptables, conjuntamente con una serie de otras iniciativas destinadas a dirigir a la agricultura hacia la sostenibilidad.17

El Dr. Miguel Altieri enseña agroecología en el Departamento de Ciencias Ambientales, Políticas y Manejo de la Universidad de California en Berkeley. Él es también asesor técnico para el Consorcio Latinoamericano de Agroecología y Desarrollo en Santiago. Además, el Dr. Altieri es Coordinador General del Programa de Redes y Extensión Agrícola del Programa de Desarrollo de las Naciones Unidas. Él ha escrito numerosos libros y artículos y se ha convertido en un vocero científico sobre los riesgos ecológicos de la biotecnología agrícola. http://www.cnr.berkeley.edu/divisions/ib/altieri.html

Los Impactos Ecológicos de la Biotecnología Agrícola

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.

  1. Altieri, M.A. (1994). Biodiversity and Pest Management in Agroecosystems. Haworth Press, New York.
  2. Altieri, M.A. (1996). Agroecology: The science of sustainable agriculture. Westview Press, Boulder.
  3. Altieri M.A. (2000). “The ecological impacts of transgenic crops on agroecosystem health.” Ecosystem Health 6: 13-23.
  4. Donegan, K.K., C.J. Palm, V.J. Fieland, L.A. Porteous, L.M. Ganis, D.L. Scheller and R.J. Seidler (1995). “Changes in levels, species, and DNA fingerprints of soil microorganisms associated with cotton expressing the Bacillus thuringiensis var. Kurstaki endotoxin.” Applied Soil Ecology 2, 111-124.
  5. Donegan, K.K. and R.J. Seidler (1999). “Effects of transgenic plants on soil and plant microorganisms.” Recent Res. Devel. Microbiology 3: 415-424
  6. Duke, S.O. (1996). Herbicide resistant crops: agricultural, environmental, economic regulatory, and technical aspects, p. 420. Lewis Publishers, Boca Raton.
  7. Gill, D.S. (1995). “Development of herbicide resistance in annual ryegrass populations in the cropping belt of Western Australia.” Australian Journal of Exp. Agriculture 3, 67-72.
  8. Goldberg, R.J. (1992). “Environmental concerns with the development of herbicide-tolerant plants.” Weed Technology 6, 647-652.
  9. Hilbeck, A., M. Baumgartner, P.M. Fried, and F. Bigler (1998). “Effects of transgenic Bacillus thuringiensis corn fed prey on mortality and development time of immature Chysoperla carnea (Neuroptera: Chysopidae).” Environmental Entomology 27, 460-487.
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