El uso de la tecnología transgénica en la agricultura y la alimentación
La colza (aceite canadiense, de baja acidez) para el consumo humano se desarrolló a principios de los años 70 en Manitoba mediante el cultivo convencional de plantas de colza para distinguirla del aceite natural de colza, que tiene un contenido de ácido erúcico mucho mayor. En 1998, se desarrolló una variedad más resistente a las enfermedades y a la sequía mediante ingeniería genética. En la actualidad, la canola se produce ampliamente en Canadá, Estados Unidos y otros países, y está generalmente reconocida como segura por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (USFDA), y en 2013 se permitió su uso en fórmulas infantiles con aceite de canola en niveles de hasta el 31% de la mezcla total de grasas.
Otros productos transgénicos ampliamente consumidos son el maíz y la soja procedentes de cultivos transgénicos. El herbicida glifosato inhibe la enzima 5-enolpiruvilsiquimato-3-fosfato sintasa, que está presente en plantas, hongos y bacterias, pero no en animales. Esta enzima es un paso clave en la formación de hormonas mediante la producción de aminoácidos aromáticos. El uso del herbicida de amplio espectro se generalizó con el desarrollo de la soja y el maíz Roundup® ready (GM), que contenían el gen de la glifosato-N-acetiltransferasa. Con la aplicación del herbicida, estos cultivos transgénicos no se veían afectados, pero se mataban ciertas malas hierbas. En la actualidad, diferentes productos comerciales con glifosato son capaces de controlar más de 100 variedades de malas hierbas de hoja ancha y de hierba. Los estudios toxicológicos demostraron que, aunque en las partes comestibles de los cultivos transgénicos se forman nuevos metabolitos que no se observaban en los cultivos convencionales, la Reunión Conjunta FAO/OMS sobre Residuos de Plaguicidas llegó a la conclusión de que no había motivos de preocupación para la salud humana por el consumo a corto o largo plazo de estas materias primas o sus productos. Se espera que el número de cultivos transgénicos aprobados en todo el mundo aumente de 30 en 2009 a 110 en 2015. Incluso en Europa, donde la preocupación de la población por los alimentos transgénicos es mayor, se importan cada año unos 30 millones de toneladas de cultivos transgénicos y actualmente se permite el cultivo de muchas variedades de maíz resistente a los herbicidas en la Unión Europea (UE). Sin embargo, el glifosato sólo es degradado lentamente por los microorganismos del suelo y puede suponer un riesgo de contaminación del agua. Además, la resistencia de algunas especies de malas hierbas al herbicida es una preocupación creciente.
Otra aplicación exitosa de la tecnología transgénica es la inserción de un gen para el pesticida biológico producido por el Bacillus thuringiensis (Bt), un pariente cercano de la bacteria muy común del suelo y el polvo Bacillus cereus. En 1901 se observó por primera vez el Bt en una colonia de gusanos de seda enfermos o moribundos en Japón. La principal diferencia entre el Bt y el B. cereus es que el Bt produce una endotoxina que mata a los lepidópteros. Esto se consigue gracias a la toxina proteica, que se presenta como un cuerpo parasporal («cristal») en la bacteria durante la esporulación. Las proteasas del intestino del insecto activan las proteínas de la toxina, permitiendo que se unan a los receptores, y afectan a las células del intestino medio formando poros en el tracto digestivo de la larva (hemocoel). Estos poros permiten que las bacterias entéricas naturales entren en la hemocoela, donde se multiplican y causan sepsis La toxina Bt en forma de polvo humedecido por pulverización del cultivo Bt se comercializó en la década de 1950 y se utilizó ampliamente en Canadá en una pulverización sobre amplias zonas de bosques infestados por el gusano de la picea y la polilla gitana. Sin embargo, a mediados de la década de 1980, las cepas Bt prácticamente habían sustituido a los principales plaguicidas químicos para el control del gusano de la picea y la polilla gitana en Ontario, Quebec y las provincias atlánticas. Desde entonces, se han introducido diversas modificaciones para dirigirse a determinados insectos, principalmente a las orugas destructoras. Sin embargo, en el caso de los cultivos alimentarios y forrajeros, su uso ha sido más limitado, principalmente dirigido contra los gusanos de la col, el gusano del tomate, el barrenador europeo del maíz, la oruga de la alfalfa y el gusano de la alfalfa. El Bt puede aplicarse mediante sistemas de riego por aspersión o en forma de gránulos. Los datos disponibles sugieren que las esporas pueden permanecer en el suelo de meses a años en condiciones de campo, pero se sabe poco sobre la longevidad de la toxina en el suelo o en el agua.
Dos aislados de este género son muy activos contra insectos de gran importancia económica; el Bt subsp. kurstaki ataca a los insectos lepidópteros y el Bt subsp. israelensis mata a los mosquitos y a la mosca negra. La cepa Bt kurstaki es la que se utiliza con más frecuencia como pulverizador para controlar las orugas de las hortalizas. Los insecticidas Bt son los únicos insecticidas bacterianos de uso generalizado, y una de sus ventajas es que no se dirigen a los polinizadores, como las abejas, ni a los depredadores o parásitos de las plagas en cuestión. En 2012, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria realizó una evaluación del riesgo de la cepa Bt kurstaki y concluyó que el riesgo para la salud de mamíferos, reptiles, anfibios, aves, algas y artrópodos terrestres no lepidópteros, y probablemente para los microorganismos del suelo, es bajo. Desde el punto de vista de los OMG, el maíz Bt es una variante del maíz, alterada genéticamente mediante la inserción del gen de la toxina Bt en el genoma del maíz para matar al barrenador europeo del maíz y, más recientemente, al gusano de la mazorca y al gusano de la raíz. A diferencia del Bt, las plantas transgénicas como el maíz no liberan la toxina Bt. En cambio, la célula debe ser digerida por el insecto para liberar el ingrediente activo en el intestino. Esto supone una mejora con respecto al Bt pulverizado, ya que no es susceptible de degradarse por la luz solar o ser arrastrado por la lluvia. La mayoría de las fórmulas pulverizadas son menos efectivas con el paso del tiempo, quizá unos días o semanas después de la aplicación, a diferencia de la versión transgénica, que es efectiva durante toda la vida de la planta. Sin embargo, uno de los riesgos es que la exposición continua de los insectos al Bt derivado de los transgénicos puede conferirles resistencia a la depredación de los insectos.
Aunque los insectos son capaces de desarrollar altos niveles de resistencia en los experimentos de laboratorio, esto no se ha observado en gran medida en los cultivos que han sido rociados. En la actualidad, existe un acuerdo generalizado de que la «estrategia de altas dosis/refugio» es el enfoque más prometedor y práctico para prolongar la eficacia de las toxinas Bt. Para ello se necesitan plantas hospedadoras libres de toxinas como refugios cerca de los cultivos insecticidas, y dosis de toxina lo suficientemente altas como para matar a los insectos. Después de más de una década debido a la comercialización inicial de los cultivos Bt, la mayoría de las poblaciones de plagas objetivo siguen siendo susceptibles, pero se ha documentado una resistencia evolucionada en el campo en algunas poblaciones de tres especies de polillas noctuidas que se alimentan de maíz Bt en Puerto Rico y Sudáfrica y en el algodón Bt en el sureste de Estados Unidos. Los resultados en el campo concuerdan con las predicciones de la teoría, que sugieren que entre los factores que retrasan la resistencia se encuentran la herencia recesiva de la resistencia, la abundancia de refugios de plantas hospedadoras no Bt y los cultivos Bt de dos toxinas desplegados por separado de los cultivos Bt de una toxina. El uso de cultivos Bt es popular en todo el mundo, con más de 32 millones de hectáreas cultivadas, incluyendo el algodón Bt y las patatas Bt. Incluso algunos países que se preocupan por los alimentos transgénicos en general, como la UE, permiten el uso de cultivos transgénicos Bt, y es probable que su uso se extienda en el futuro. Otros transgénicos permitidos en EE.UU. y algunos otros países son el algodón resistente al herbicida bromoxinil; los tomates de maduración retardada; la calabaza, el calabacín y la papaya modificados para resistir a los virus (el 80% de la papaya hawaiana está modificada genéticamente porque todavía no existe ningún método convencional u orgánico para controlar el virus de las manchas anulares). Las remolachas azucareras resistentes al glifosato han sido aprobadas en Australia, Canadá, Colombia, la UE, Japón, Corea, México, Nueva Zelanda, Filipinas, la Federación Rusa, Singapur y Estados Unidos.
El potencial de esta tecnología también puede utilizarse para mejorar la nutrición, como la producción de vitaminas; un buen ejemplo de ello es el «arroz dorado», una variedad transgénica de arroz Oryza sativa, que produce betacaroteno, un precursor de la vitamina A, en las partes comestibles del arroz, producida en 2000. El arroz dorado se creó transformando el arroz con dos genes de biosíntesis de betacaroteno: El fitoeno sintasa de un narciso y el crtI de una especie de Erwinia, y en realidad es de color dorado, muy distinto del arroz no transgénico. El motivo de la investigación fue plantar esta variedad en regiones, como en África y la India, donde miles de niños mueren cada año por falta de vitamina A. En 2005 se desarrolló una variedad más nueva que produce mucho más betacaroteno, pero desgraciadamente ni la versión original ni la más nueva se cultivan todavía para el consumo humano. El enfoque de los cultivos transgénicos para el enriquecimiento de la vitamina A es visto por muchos como una alternativa menos costosa y más práctica que los suplementos vitamínicos o un cambio en la dieta hacia un mayor consumo de verduras y productos animales.
Las preocupaciones habituales expresadas sobre los cultivos transgénicos también se han planteado en relación con el arroz dorado: la propagación de los genes transgénicos en el medio ambiente; la pérdida de las variedades locales y la biodiversidad; la apertura de la puerta a más transgénicos controvertidos; los beneficios obscenos obtenidos por las empresas multinacionales de los que menos pueden pagar el costo de la semilla; y la vitamina A podría derivarse de otras fuentes de alimentos. Otros opositores han argumentado que los adultos y los niños tendrían que comer cantidades desmesuradas de arroz dorado para ver algún beneficio. Sin embargo, ensayos recientes han demostrado que el arroz dorado suministra vitamina A en la dieta tan bien como los suplementos y mejor que el betacaroteno natural de las espinacas. Para permitir su uso generalizado, las empresas de transgénicos han acordado que los agricultores puedan obtener las semillas y replantarlas gratuitamente, a menos que ganen más de 10.000 dólares al año con el cultivo. Se han realizado ensayos de campo y se espera que el arroz dorado cumpla las condiciones reglamentarias para su producción y esté en el mercado en 2015.
Otra aplicación beneficiosa de la tecnología transgénica es la producción y administración de vacunas mediante plantas transgénicas. El ADN seleccionado de los virus de la hepatitis B y del cólera inyectado en los plantones de plátano podría permitir a la planta producir proteínas antigénicas sin ningún componente de infectividad. El consumo de estos plátanos (y algunos otros vegetales modificados como las patatas y las zanahorias) crearía anticuerpos en el consumidor para luchar contra estas enfermedades de forma similar a la inyección o ingestión de una vacuna tradicional. Esta puede ser una forma más eficiente y menos costosa de vacunar a grandes poblaciones contra enfermedades específicas.
La investigación sobre la modificación genética de las plantas se acelerará en el futuro, y algunos de los resultados pueden resultar aceptables tanto económica como ambientalmente para los gobiernos y el público. Algunas plantas y árboles podrían diseñarse para capturar grandes cantidades de carbono, que se secuestraría en las raíces y los tallos. Las hierbas perennes como el switchgrass y el Miscanthus podrían tener el mejor potencial inmediato debido a sus extensos sistemas de raíces. Otros ejemplos son los árboles modificados genéticamente para que crezcan más rápido; produzcan mejor madera, por ejemplo para la construcción y para el biocombustible; resistan la invasión de plagas y las condiciones climáticas extremas; e incluso detecten los ataques biológicos desarrollando árboles que cambien de color cuando se expongan a la contaminación biológica o química. Sin embargo, la preocupación por el medio ambiente impedirá su adopción a gran escala, sobre todo porque el polen que liberan los árboles es incontrolable en grandes áreas.