En una publicación reciente (mayo del 2004) del Consejo Asesor Científico de la Academia Europea se resume una serie de recomendaciones sobre el rumbo que debería tomar las ciencias agrícolas en Europa, especialmente en relación con nuevas ciencias emergentes como la genómica. El estudio dice que con el advenimiento de la genómica en la década […]
En una publicación reciente (mayo del 2004) del Consejo Asesor Científico de la Academia Europea se resume una serie de recomendaciones sobre el rumbo que debería tomar las ciencias agrícolas en Europa, especialmente en relación con nuevas ciencias emergentes como la genómica. El estudio dice que con el advenimiento de la genómica en la década pasada se inicia una nueva era en el mejoramiento vegetal, y con ello, nuevos mecanismos de control sobre este proceso.
El grupo asesor que presentó el presente informe identifica el tipo de investigación que debe llevar a Europa si quiere ser competitivo, en términos de investigación agrícola, con otros países como EE UU, China. Australia y Japón.
La intencionalidad de la propuesta es adquirir la mayor cantidad de conocimientos relacionados con el funcionamiento de los cultivos, y cuál es su relación con la genética Esta es una percepción que parte del hecho de que las funciones de un cultivo está dominado por los genes; y que si estos pueden ser manipulados, se pueden controlar con muchísima precisión los cultivos. Y por supuesto, sobre ellos pesarán derechos de propiedad intelectual.
El grupo asesor identifica como prioritario llevar a cabo programas de mejoramiento vegetal basado en distintos sistema agrícolas, a través de:
– Entender con mayor profundidad aspecto de la biología de los cultivos, como la reproducción sexual, la apomixis, la reproducción sexual, las implicaciones de la domesticación, la arquitectura de los cultivos, la floración y desarrollo de las semillas, de la aclimatación y adaptación.
– Cómo reducir los niveles de toxicidad y de compuestos anti nutricionales como alcaloides, lectinas, y otros
– Elevar el nivel de micronutrientes
– Mejorar la eficiencia de cultivos especializados como los árboles, por medio de entender sus caminos metabólicos, la formación de madera, cómo se puede reducir el período de crecimiento, desarrollo de nuevas variedades
El informe dice que se requiere esta información para desarrollar nuevos cultivos que tengan las siguientes características:
Que requieran pocos insumos, que produzca altos rendimientos y productos de calidad. Para ello, es necesario según el informe entender cuál es el papel de la genética en
– la resistencia a pestes y enfermedades en plantas
– la simbiosis del cultivo con otros organismos, la eficiencia nutricional y la tolerancia a estrés
– la tolerancia al daño provocado por pestes y enfermedades, con el fin de desarrolla cultivos que usen menos agroquímicos
– la fijación de Nitrógeno y Fósforo por microorganismos que se asocian con las raíces de las plantas, y capitalizar esta información para desarrollar cultivos que requieran menor cantidad de fertilizantes
– la adaptadas a condiciones climáticas extremas, para diseñar especies mejoradas
– Diseño de árboles que absorban CO2
Todos estos objetivos podrían ser alcanzados a través de práctica agroecológicas, que son más ecológicas, más participativas, más sanas y más baratas. Pero se prefiere invertir en potenciar y desarrollar algunas técnicas de investigación que están surgiendo, muy sofisticadas. A pesar de que se requieren altísimas sumas de dinero para llevar a cabo estas investigaciones, estas se justifican por las ganancias que obtendrán las grandes corporaciones del agro.
Entre las técnicas sugeridas por el consejo asesor se incluyen las siguientes:
La genómica, y otras nuevas biotecnologías descritas en este estudio se diferencian de la ingeniería genética porque con la ingeniería genética se está manipulando un gen, con el fin de desencadenar alguna respuesta en la planta, por ejemplo, producir una toxina que la hace resistente a algún tipo de plagas. Pero procesos biológicos como la floración, la resistencia a condiciones de estrés como sequías, heladas, salinidad, etc. y otros, no están controlados con un solo gen, y obedecen a procesos metabólicos complejos.
La genómica, por otro lado, es el estudio de toda la información genética que contiene un organismo, es decir de su genoma. La intención es secuenciar todo la información genética de algunas especies de importancia agronómica como la papa, el tomate, el trigo y otras. Ya que hacer una secuenciación de todo el genoma de estos cultivos es una tarea titánica, se proponen hacer mapas genéticos de ciertas regiones, bibliotecas genéticas, etc.
Otra rama de la ciencia que está emergiendo y que es promocionada en este estudio es la proteónica, que es el análisis sistemático de las proteínas, incluyendo la frecuencia y distribución en distintos tejidos y órganos, pero además, la función de cada una de ellas. Se pretende entender además como las proteínas interactúa, cómo funcionan las redes proteicas a nivel del organismo.
La metabólomica es una tecnología reciente, que pretende estudio a gran escala de todos los metabolitos secundarios en una especie, en todos los tejidos de la planta, y en los distintos estadios de crecimiento. Los metabolitos secundarios generalmente son distintos en los diferentes grupos de plantas, y son muy importantes en la producción de fármacos y otros principios activos útiles para la industria. Incluye compuestos tales como los alcaloides, los antibióticos, las saponinas, etc.
Estas tecnologías se complementan con la bioinformática
El mejoramiento molecular utiliza la información que hay en los alelosc[i] que se han seleccionado durante el mejoramiento genético convencional, y se hace una caracterización molecular de los mismos. Este permite entender las variaciones genéticas en una población, y la ubicación de estos alelos en el genoma, para lo que se elaborarán mapas cuantitativos (QLT) que abrirá un nuevo capítulo en el mejoramiento vegetal, que los miembros del informe llaman «basado en la ciencia».
Prioridades de Investigación
Los autores del informe consideran que el uso adecuado de las tecnologías descritas anteriormente, les permitirán tener la información necesaria para resolver una serie de problemas agronómicos, y diseñar un tipo de investigación basada en objetivos, como los siguientes:
– Identificar los genes que controlan estructuras vegetales complejas y lo que ayudará a comprender cómo las plantas coordinan sus interacciones
– Los mecanismos moleculares que regulan la morfogénesis de las plantas
– Identificación de los procesos celulares que subyacen al crecimiento de las plantas y la acumulación de la materia seca
– Descripción de los mecanismos moleculares por medio de los cuales las plantas reaccionan a factores externos como el acceso al agua, luz, iones, patógenos e insectos
– Descripción de las rutas metabólicas de metabolitos primarios y secundarios
– Modos y rutas por las cuales se produce el almacenamiento de materiales como proteínas, almidón, aceite
Un problema con este abordaje, es que muchos de los procesos descritos como la morfogénesis, la acumulación de material de almacenamiento, el comportamiento reproductivo, la producción de metabolitos secundarios, etc. no depende únicamente de los genes, sino que sobretodo dependen del ambiente.
El informe identifica que a partir de la información obtenida, sobre los procesos biológicos descritos, se abre un potencial muy grande para lo que ellos llaman la genómica de plantas aplicada a la resistencia al estrés. Entre estas «oportunidades» se identifican las siguientes:
La explotación de la diversidad natural o biopiratería, ya que Europa posee muy poca diversidad natural. El principal énfasis del estudio está en los parientes silvestres de los cultivos, que poseen una base genética mucho más amplia que los cultivos, especialmente las variedades modernas que han sido objeto de procesos de un «mejoramiento genético» que han estrechado su base genética[ii].
Según el informe entre los parientes silvestres de algunos cultivos hay especies que están adaptadas a las sequías, a suelos salinos, a las heladas, etc.
Entonces la propuesta combina la búsqueda de parientes silvestres con características agronómicas importantes, con la ingeniería genética, pues los genes promisorios de los parientes silvestres, serán insertados en los cultivos modernos.
El informe menciona algunas iniciativas que ya tienen lugar relacionadas con parientes silvestres del tomate, la papa y el tabaco, todas especies de origen andino.
A este respecto, el 28 de junio del 2004, se lanzó un programa de conservación de parientes silvestres de cultivos, el mismo que será llevado a cabo en Armenia, Bolivia, Madagascar, Sri Lanka y Uzbekistan, todos países ricos en biodiversidad agrícola. En el Proyecto participan UNEP, GEF and the IPGRI. Otras agencias involucradas son Jardines Botánicos, Conservation International, la FAO, la IUCN, el WCMC y el Centro Alemán de Documentación e información en Agricultura ZADI.
La taxonomía molecular permite conocer el parentesco entre dos especies y cuál ha sido su evolución en base a su información molecular, con el fin de identificar genes que expresen ciertas características de importancia para la agricultura.
Los autores esperan que en base a la información que puedan obtener sobre la biodiversidad de los cultivos, tanto a nivel de especies como de poblaciones, se pueden generarse algunas aplicaciones de interés para el mejoramiento vegetal, como las siguientes:
– Evolución molecular de las plantas. En base a la información sobre la evolución de ciertos grupos de plantas, los técnicos pueden interpretar algunos fenómenos como la formación de flores y frutos
– Desarrollo de las plantas y de órganos vegetales. Las variaciones en la estructura de órganos homólogos en plantas que son evolutivamente distintas puede ayudar a descubrir cuáles son los principios (moleculares) generales que gobiernan el origen y la evolución de órganos
– Mecanismos de formación de nuevas especies, con el uso de marcadores genéticos. Se pretende conocer los mecanismos moleculares por los cuales una planta pasa de ser anual a perenne, o cómo desarrolla su capacidad de colonizar un nuevo ambiente. El objetivo es utilizar esta información para desarrollar «un pensamiento estratégico en el mejoramiento vegetal»
– Uso y evaluación de la variabilidad dentro de la misma especie. Con el uso de marcadores genéticos, pretenden entender cómo han sido los procesos de domesticación de las especies, a partir de sus parientes silvestres, para entender cuáles han sido los pasos que se han dado en el mejoramiento vegetal «desde un proceso netamente empírico a uno basado en la ciencia»
– Biología de la conservación, el uso de marcadores genéticos permite identificar las variedades con mayor base genética para su conservación
– Descubrimiento de agentes terapéuticos a través de la genómica para establecer la relación entre especies conocidas como productoras de metabolitos secundarios, con otras relacionadas, así como para entender las rutas metabólicas para la producción de estos metabolitos.
– Bancos de semillas
La genómica comparativa pretende comparar, desde el punto de vista genético, ciertos fenómenos encontrados en distintos cultivos (como es la resistencia a determinadas condiciones de estrés como es la resistencia a sequías, heladas, enfermedades, etc.,) para ver si estas respuestas están determinadas por los mismos genes.
Mejorando la resistencia al estrés en los cultivos a través de identificar la ubicación de los genes relacionados con estos fenómenos en los cromosomas.
Todas estas técnicas serán complementadas con la ingeniería molecular, con el fin de controlar algunas rutas metabólicas claves en plantas, por ejemplo, la síntesis de azúcares solubles.
Nuevas Industrias Verdes de Cultivos No Comestibles
En Europa se está promoviendo la llamada multifuncionalidad de la agricultura y la nueva ruralidad, que propone entre otras cosas, que el campo rural no puede ser únicamente el escenario para producir alimentos, sino que puede tener muchas otras funciones. En esta línea, los autores de este informe identifican una serie de aplicaciones de los cultivos, con el fin de dar a los productos agrícolas un valor agregado. Estas propuestas incluye:
– Fitoremediación y recuperación de suelos, a través del uso de cultivos para el secuestro de metales pesados y otros contaminantes. Se usa especies de lento crecimiento y que produce poca hojarasca
– Fuentes de energía renovable, a través del uso de residuos de cultivos, para lo que se requiere estudios específicos
– Generación de químicos que reemplacen a la petroquímica, como polímeros a través de la ingeniería genética
– Bioreactores, uso de las plantas como factorías de nuevos fármacos
– Nutracéuticos
– Captura de CO2, a través de árboles que tengan una taza de fotosíntesis más rápida, y menor producción de flores y frutos para que su crecimiento sea más rápido
Como Va a Ser Posible Esto
Para poder llevar a cabo todas las investigaciones propuestas, se requiere de una inmensa inversión. el estudio considera que por lo tanto es necesario crear las condiciones adecuadas. Y propone:
Inversión público, es decir crear un nuevo subsidio en la agricultura europea para crear a mediano plazo un sistema agrícola totalmente insustentable y totalmente creado por las corporaciones.
Inversión privada, para lo que se necesitará «optimizar la estructura del mercado». Para atraer a la inversión privada en proyectos de investigación y desarrollo en el campo de la genómica, el informe identifica las siguientes necesidades:
– Apoyo al desarrollo de tecnología (proyectos conjuntos, colaboración internacional)
– Mejorando la estructura de la industria, desincentivando los cárteles y otras prácticas monopólicas
– Compartiendo prácticas de eficiencia en investigación y desarrollo
– Abordando riesgos e incertidumbres, a través de regulaciones claras y basadas en la ciencia (principio que va en contra vía con el principio de precaución)
Educación y entrenamiento a través de becas, y otros mecanismos
Asociaciones público privadas y transferencia de conocimientos
Derechos de propiedad intelectual: dado que la genómica va a requerir enormes sumas de dinero, este plan de investigación no se podría hacer, de acuerdo al informe, sin el apoyo de la inversión privada; y para ello es necesario asegurar la propiedad intelectual. La forma preferencial de proteger las variedades vegetales en Europa es a través de los llamados derechos de obtentor. El informe considera que esta forma de derecho de propiedad intelectual no es adecuada para las nuevas variedades que surjan de la genómica, pero también reconocen que el tema de las patentes genómicas ha causado muchas controversias en Europa.
Finalmente, el informe concluye identificando la necesidad de crear una opinión pública favorable en Europa, y que la Comisión Europea aborde los temas de preocupación en la sociedad.
Ahora bien, si este plan presentado por la comisión de asesores científicos llegara a materializarse, significará el control (corporativo) todas los procesos biológicos que rigen a los cultivos agrícolas, por lo menos de aquellos que son importantes para Europa.
Fuente: Genomics and Crop Plant Science in Europe. Europe Academies. Science Advisory Council. May 2004.
UNEP Asia Pacific Regional News . 28 June 2004 Every crop needs its wild relatives.
A Joint Press Release by the International Plant Genetic Resources Institute and the United Nations Environment Programme
Notas
[i]Alelo es una de las varias formas alternativas de cada gen. Por ejemplo, un gen que expresa el color de la flor, puede tener varios alelos, es decir, ese gen puede determinar que el color de la flor sea blanco, o rojo, etc.
[ii] con el fin de cumplir con los tres requerimientos para puedan ser objeto de derechos de propiedad intelectual, a saber, nuevas, uniformes y estables.