Más allá de la revolución verde 

¿Un papel para la biotecnología?

Enrique Iáñez

Instituto de Biotecnología

Universidad de Granada

Sumario

  1. La revolución verde

  2. Más allá de la revolución verde: necesidad de nuevos enfoques

  3. Posible papel de la biotecnología en una agricultura sostenible

1. La revolución verde

La conjunción de la aplicación de las leyes de Mendel por hibridación sexual a la mejora de las plantas cultivadas y de prácticas agrícolas basadas en la agroquímica y en la mecanización, lograron en los años 60 y 70 de este siglo un aumento espectacular de la productividad agrícola en numerosas zonas del mundo, principalmente de Asia y de Latinoamérica.

La Revolución Verde se sustentó sobre todo en la mejora de tres cereales clave en la alimentación humana (cada uno procedente de domesticación en una de las grandes civilizaciones antiguas): trigo, arroz y maíz.

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En 1943, la Fundación Rockefeller y el Ministerio de Agricultura de México decidieron financiar a Norman  Borlaug (procedente de la Universidad de Minnesota) un programa para la obtención de variedades de trigo de alto rendimiento capaces de resistir el hongo de la roya de los tallos. Se establecieron dos estaciones experimentales separadas entre sí 10º de latitud y con una diferencia de altitud de 2.600 m. El desarrollo simultáneo de las variedades en estos dos ambientes permitió acortar a la mitad el tiempo medio de mejora, pero además, las variedades obtenidas resultaron aptas para una gran variedad de climas y suelos, algo que hasta entonces se tenía por imposible. Las primeras variedades del programa eran de hecho tan productivas que la gran cantidad de grano hacía que el tallo se doblara y rompiera bajo su peso (fenómeno de "encamado"). Los investigadores entonces buscaron derivar de éstas otras variedades de tallo más corto, cosa que lograron tras hibridarlas con una variedad enana japonesa (Norin 10). Además, los genes de enanismo suministraban un efecto sinérgico adicional sobre la productividad: incrementan el rendimiento en grano a expensas del resto de biomasa, y resisten más los daños por viento y lluvia. Se obtuvieron, pues, variedades resistentes a la roya, de tallo corto, que evitaban el encamado, y de alto rendimiento bajo condiciones adecuadas de irrigación y de abonado. En cuanto a rendimientos se había dado un paso de gigante, ya que se pasó de las previas 0.75 Tm/ha a las 8 Tm/ha. El centro mexicano fundado por Borlaug (ubicado en el Distrito Federal) se denomina Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), y a Borlaug se le concedió el Premio Nobel de la Paz.

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Con un objetivo similar, en 1960 se estableció en Los Baños (Filipinas) el Instituto Internacional de Investigación sobre el Arroz (IRRI), financiado por la Fundación Rockefeller, la Fundación Ford, la Agencia estadounidense para el Desarrollo Internacional y el Gobierno filipino. Como dice García Olmedo (1998), la mejora del arroz era lo más parecido a una carrera de obstáculos, ya que las variedades de alto rendimiento vienen definidas por numerosas propiedades al mismo tiempo: ciclo corto (que permita dos cosechas al año), floración independiente del número de horas de insolación, talla baja, resistencia a la enfermedades y, por supuesto, buenas cualidades culinarias. Tras varios años de intensa investigación, con numerosos cruces entre distintas variedades progenitoras (unas 13,  procedentes de seis países) a finales de la década de los 70 se logró la variedad deseada (bautizada IR-36), que a su vez sirvió de punto de partida para nuevas mejoras.

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La mejora del maíz había comenzado antes, en los años 20 y 30, por la empresa Pioneer Hi-Bred (EE.UU.), al facilitar la obtención de maíces híbridos (dotados del fenómeno de vigor híbrido debido a la heterosis). Los híbridos dobles (procedentes del cruce de dos híbridos sencillos) y la esterilidad masculina (que eliminó el engorro de cortar a mano la flor para evitar la polinización autógama) facilitaron la obtención y abarataron los costes. Las variedades híbridas son de alto rendimiento, pero tienen la desventaja de que el agricultor no puede aprovechar los granos de las sucesivas generaciones, porque el vigor híbrido (y por lo tanto los rendimientos) se pierde, por lo que hay que comprar granos híbridos en cada estación de siembra. La estrategia del enanismo no funciona con el maíz, pero el aumento de productividad vino principalmente de plantas que podían plantarse de modo más denso.

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Recientemente un grupo de investigación del británico Centro John Innes ha descubierto la base molecular del enanismo de las plantas de la Revolución Verde (véase Peng et al., 1999, Nature 400: 256 ss). En una demostración más del poder analítico de la nueva genética, estos científicos han descubierto que los alelos que confieren el fenotipo del enanismo en trigo (Rht-B1 y Rht-D1) y en maíz (dwarf-8) son homólogos del gen GAI de la planta modelo Arabidopsis thaliana, y que todos ellos determinan una proteína que hace que las plantas sean menos sensibles a la hormona de crecimiento denominada giberelina. Además, mediante ingeniería genética transfirieron el gen GAI a plantas de arroz de talla normal, convirtiéndolas en enanas, con lo cual se abre la posibilidad de crear cultivos transgénicos con talla reducida que puedan logran aumentos de productividad en especies en las que las técnicas tradicionales no han tenido éxito en este objetivo.

La Revolución Verde se debió en buena parte a los 16 centros financiados mayoritariamente con fondos públicos (agencias del sistema de Naciones Unidas, y Banco Mundial) que constituyen el CGIAR (Grupo Consultivo sobre Investigación Agrícola Internacional), y de los que son ejemplos señeros los ya citados IRRI y CIMMYT. Aparte de suministrar material útil directamente a campesinos de numerosas zonas del mundo en desarrollo, estos centros fueron determinantes para la investigación a largo plazo que impulsó los avances más importantes. Y sobre todo, fueron los pilares sobre los que los incrementos de productividad permitieron alimentar a cientos de millones de personas del Tercer Mundo y conjurar las previsiones pesimistas sobre la extensión del hambre, especialmente en Asia. El sistema del CGIAR fue el responsable del aumento por valor de 50.000 millones de dólares de la producción de arroz y trigo desde los años 60. Repartió más de 750 variedades de trigo, arroz, maíz, sorgo, mijo, patata, mandioca y frijoles. Entre 20.000 y 45.000 científicos del Tercer Mundo se han formado en sus centros. Y es la depositaria de casi un millón de muestras de germoplasma que se han distribuido por todo el mundo. (Para un análisis en profundidad del sistema CGIAR  y de sus distintos Institutos, véase el monumental estudio de Albert Sasson, 1998).

Centros internacionales de investigación agronómica centrada en cultivos

Centro Objeto de su programa Sede central
CIMMYT (Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo) maíz, trigo, triticale México
IRRI (International Rice Research Institute) arroz Filipinas
CIAT (Centro Internacional de Agricultura Tropical) mandioca, forrajes tropicales, judías (alubias, frijoles), arroz Colombia
IITA (International Institute of Tropical Agriculture) mandioca (tapioca), cowpea, soja, batata (ñame), plátano Nigeria
ICRISAT (International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics) sorgo, cacahuete (maní), mijo, chickpea, pigeon-pea India
CIP (Centro Internacional de la Papa) patata (papa) Perú
ICARDA (International Center for Agricultural Research in Dry Areas) trigo, chickpea, leguminosas forrajeras, lentejas, cebada Siria
AVRDC (Asian Vegetable Research and Development Center) col china, judías chinas, patatas dulces, tomate, soja Taiwán
WARDA (West African Rice Development Association) arroz Costa de Marfil

La introducción de los trigos y arroces de la Revolución Verde fue en buena parte la responsable de que la producción de grano se incrementara anualmente una media del 2.1% entre 1950 y 1990, lo que supuso casi triplicar las cosechas, sin apenas variar la superficie cultivada. En el Tercer Mundo el impacto de las nuevas variedades (asociado a las correspondientes prácticas agrícolas) fue enorme, sobre todo en India, Pakistán, China y países de Latinoamérica. Algunos de estos países pasaron de importadores a exportadores de grano.

Hay que reconocer que la Revolución Verde ha sido un factor esencial en evitar hambre en el mundo. Se considera que el aporte energético mínimo por persona es de 2200 kcal/día. Según la FAO, en los años 60 el 56% de la población mundial vivía en países con menos de esa cifra, mientras que a mediados de los 90 ese porcentaje había caído a sólo 10%, y eso a pesar del aumento demográfico y de los conflictos bélicos en muchos de esos países. Pero aún así, hoy día la malnutrición afecta a 2000 millones de personas, y hay 800 millones que pasan realmente hambre. Aún quedan amplias zonas, especialmente en África, en las que el hambre es endémica. Y como hemos visto, necesitamos enfoques novedosos y políticas renovadas para evitar que la producción de alimentos no quede a la zaga del aumento demográfico, sin comprometer más los recursos naturales (biodiversidad) de los que dependemos.

La tasa de incremento de productividad se ha frenado en los últimos tiempos, de modo que en el periodo 1989-1990 fue de sólo 0.5% (o de 1.5% si se descuenta que ese fue un mal año para la entonces convulsa URSS). Se calcula que para el 2020 la demanda global de arroz, maíz y trigo se incrementará un 40% (un 1.3% anual). Con los actuales incrementos anuales se podría en principio satisfacer esa demanda, pero al parecer, esa tasa interanual no es fácil que se mantenga así demasiado tiempo con las técnicas actuales. De hecho, los incrementos por hectárea han bajado desde el 2.2% anual en el periodo 1967-1982 hasta el 1.5% entre 1982 y 1994.

Hay que reconocer un hecho: los actuales rendimientos de las variedades en uso están cerca del máximo teórico. Para darse cuenta de esto, hay que pensar que por meras cuestiones de viabilidad fisiológica, la planta sólo puede dedicar un porcentaje al producto cosechable (en este caso, el grano). Esto es lo que mide el índice de cosecha. Las actuales variedades de alto rendimiento tienen índices en torno al 0.5. Algunos expertos calculan que el límite máximo debe estar en torno a 0.60 o 0.65, más allá del cual simplemente la planta no puede vivir.

Africa es el único continente que aún no se ha beneficiado de la Revolución Verde, por lo que según Borlaug, habría que hacer esfuerzos allí. En 1972 (con decenios de retraso respecto de las iniciativas que ya hemos visto) se creó el ICRISAT  (Instituto especializado en cultivos de zonas semiáridas), con sede en Hyderabad (India) y centros en Africa. Borlaug y al ex-presidente norteamericano Jimmy Carter, financiados por el filántropo japonés Ryoichi Sasakawa pusieron en marcha en 1986 la iniciativa "Sasakawa Global 2000", que a través de estudios piloto está intentando demostrar la viabilidad del éxito de estas tecnologías en los países subsaharianos, adaptándolas principalmente al mijo y sorgo. En 1991 salieron las primeras variedades de sorgo de mayor rendimiento. Otro problema que se está encarando es el de la gran pérdida de cosechas debidas a las plantas parásitas del género Striga, responsable de pérdidas de hasta un 40%. Sin embargo, la inestabilidad política en numerosos países africanos, junto con las malas infraestructuras de transporte y comercialización son una limitación que habría que remover cuanto antes. Desgraciadamente, la mayoría de estos países no pueden hacer grandes esfuerzos inversores, debido a las políticas restrictivas impuestas por el FMI.

La delicada situación de la agricultura en África

Como es sabido, el África subsahariana es el único continente que no se benefició de la Revolución Verde, y es la región del mundo que necesita más urgentemente programas de mejora genética, tanto tradicionales como biotecnológicos, respaldados por decididas políticas de reforma socioecómica y política. Resumimos el balance económico, agroalimentario y ambiental que presenta Albert Sasson (1993):

bulletSegún la Comisión Económica para África de las Naciones Unidas, los 80 fue una década perdida para el desarrollo de esta región: la producción de alimentos bajo un 20% hasta los 200 kg/persona en 1990; se produjo una recesión de los cultivos para exportación; hubo menores incgresos para los granjeros; y fallaron numerosos proyectos de desarrollo agrario.
bulletLos mercados internos africanos se caracterizan por su escaso dinamismo, e igualmente están prácticamente ausentes de las transacciones internacionales, situación que se agrava por la bajada de precios de sus materias primas de exportación.
bulletLa deuda externa ha llegado a ser insufrible , y los préstamos del FMI estuvieron condicionados a fuertes ajustes estructurales que impidieron inversiones sociales. (Recientemente la comunidad acreedora ha llegado a un acuerdo para condonar parte de la deuda y convertir otra parte en compromisos de inversión social y ambiental).
bulletSe ha producido la emigración de un importante porcentaje de mano de obra cualificada, lo cual no dejó de impactar sobre el sistema de I+D.
bulletLos últimos decenios han supuesto una letal mezcla de cambios climáticos catastróficos (repetidas sequías), inestabilidad política, deforestación, desertización, sobrepastoreo y destrucción de suelo. El desierto progresa a un ritmo de 50.000 a 70.000 km2/año.
bulletEl ritmo de aumento demográfico es del 3%, mientras que la producción de alimentos es, en el mejor de los casos, de 2%.
bulletLa agricultura subsahariana es principalmente de subsistencia, con una combinación de falta de apoyo de las elites políticas y falta de interés de los campesinos por producir más.
bulletLas importaciones de cereales para alimentar a las ciudades ha desquiciado los mercados locales por la política de dumping de precios, y el consiguiente cambio de hábitos alimentarios.
bulletLos recientes empeños en proyectos de agricultura intensiva se han saldado frecuentemente con fracasos (por la mala gestión), y han acentuado el problema de la deuda externa.

2.  Más allá de la revolución verde: necesidad de nuevos enfoques

La Revolución Verde supuso un cambio de paradigma en las prácticas agrícolas de numerosas zonas del mundo, y que se basa en enfoques genéticos (nuevas variedades de ciertas plantas, especialmente cereales) y de nuevas prácticas agrícolas. Pero ha mostrado una serie de efectos indeseables:

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La disponibilidad de suelo es ya muy escasa. Prácticamente se está arando toda la tierra adecuada del mundo. El uso de terrenos adicionales no rinde lo suficiente, y además en muchos casos habría que roturar territorios de alto valor ecológico que sustentan una biodiversidad de la que la humanidad podría sacar más provecho mediante usos alternativos y sostenibles.

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Hasta 1981, la superficie cultivada de cereales no hizo sino aumentar, a consecuencia de la tala de bosques y de la irrigación de zonas semiáridas (p. ej., en el Punjab indio).

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En los próximos 50 años es posible que se pongan en cultivo otras zonas, en muchos casos terrenos marginales cuya fertilidad intrínseca es baja, y que por lo tanto requerirán esfuerzos especiales (Brown, 1999):

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En África se podrían cultivar las márgenes del río Congo.

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En islas de Indonesia.

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En el "cerrado" del centro-oriente de Brasil.

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En muchas zonas se están perdiendo amplias áreas de cultivo de cereales debido a la sobreexplotación y a la erosión: Kazajistán (que perdió la mitad del suelo cultivable entre 1980 y 1989); Norte de África, zonas de los Andes, Asia Central.

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En países con gran aumento demográfico, la superficie cultivada por persona sufrirá reducciones preocupantes que no es seguro queden compensadas por incrementos de productividad: Pakistán, Indonesia, Nigeria, Bangladesh, Etiopía, Irán, etc. (valores de 0.05 a 0.02 ha/persona, alejados de los actuales valores medios mundiales de 0.12 ha/persona, y más aún de los 0.23 ha/persona de los años 50).

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El acceso al agua es uno de los principales factores limitantes. Las mismas prácticas agrícolas recientes hacen gran uso de agua. Entre 1961 y 1996 las zonas irrigadas pasaron de 139 a 263 millones de hectáreas, permitiendo el cultivo de regiones áridas y las cosechas múltiples en climas monzónicos (Brown, 1999). En la actualidad, el 40% de la producción mundial de alimentos procede de tierras irrigadas.

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Los niveles freáticos están disminuyendo en todos lados, principalmente el medio oeste y suroeste americano, cuenca mediterránea, India y parte de China. El ritmo de consumo está muy por encima del de recarga de los acuíferos.

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En 2025 podrían ser 3000 millones de personas las que carecieran de agua para usos esenciales, por lo que es iluso pensar que se puedan seguir ampliando indefinidamente los regadíos. Además, ya se está utilizando casi todo el terreno cultivable sometido a régimen de lluvias. La irrigación ha causado daños ambientales, principalmente por acumulación de sales tóxicas en terrenos mal drenados. Los futuros proyectos de irrigación serán cada vez más caros, hasta que sean económicamente inviables, incluso con financiación pública. Para 2025 casi 40 países (incluyendo India oriental, Norte de China y casi toda África) tendrán serios problemas de aprovisionamiento de agua, con el riesgo de que intenten cultivar terrenos marginales que serán dañados a corto plazo. Algunas innovaciones técnicas podrían venir en ayuda: mayor uso del riego por goteo, nuevos dispositivos de liberación controlada de agua, etc. Pero no serán seguramente suficientes, porque para 2025 habría que duplicar el rendimiento del uso del agua.

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Conforme se intensifique la escasez de agua, se irán acentuando los problemas de reparto entre distintos sectores (la agricultura consume actualmente el 70%, la industria 20%, mientras que el 10% restante es para consumo humano y residencial). Debido al mayor rendimiento económico del agua de uso industrial, es de prever que habrá un descenso de sus empleos en irrigación.

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Por consiguiente, hay que pasar a una nueva cultura en el uso del agua, aumentando la racionalidad de los objetivos y la eficiencia en su empleo, y abandonando políticas de demanda ilimitada. Esto significa introducir técnicas mejores y elección adecuada de los productos alimenticios más eficientes respecto del agua, así como políticas de precios del agua que espoleen a los agricultores a un uso más racional y a la introducción de técnicas ahorradoras pertinentes (Brown. 1999).

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El abuso de abonos nitrogenados y plaguicidas hace que esta agua quede contaminada, con los consiguientes perjuicios ambientales y sanitarios. Entre 1950 y 1998 el uso de fertilizantes se multiplicó por nueve (hasta llegar a las 135 millones de Tm). En los países avanzados el uso de fertilizantes se ha estancado, porque cantidades adicionales no redundan en mayor productividad. En África (donde apenas se ha aprovechado), América Latina e India aún caben aumentos locales del empleo de abonos.

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Además, los países en desarrollo tuvieron que depender cada vez más de productos agroquímicos producidos por multinacionales. Por otro lado, se gasta cada vez más energía, procedente mayoritariamente de los combustibles fósiles.

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La Revolución verde no afectó a numerosas plantas de cultivo de las que dependen numerosas poblaciones del tercer mundo: plátanos, batatas, ñame, mandioca, etc, y que constituyen cultivos de subsistencia de pequeña escala y minifundios. La agricultura de subsistencia, practicada sobre todo por mujeres,  mantiene a unas 1.400 millones de personas pobres, y produce entre el 15 y el 20% del suministro alimentario global.

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Ha habido una acentuada tendencia a la pérdida de biodiversidad de plantas de cultivo ("erosión genética"). Miles de variedades locales se han visto desplazadas por unas cuantas variedades de alto rendimiento, pero que a menudo no rinden en las condiciones de muchas zonas tropicales o subtropicales.

Algunos técnicos piensan que recurriendo a técnicas de cultivo más precisas se puede "exprimir" un poco más el potencial de los cultivos actuales. Por ejemplo, en laboratorio se ha visto que regulando finamente el aporte de nitrógeno a los arrozales en función de la época se logran incrementos de hasta el 20%, pero es difícil llevar estas técnicas a los campos de cultivo, por su complejidad.

Así pues, la Revolución Verde, tal como la conocemos, está dando síntomas de haber llegado al final de su ciclo. Dando por supuesto que no se puede (ni es conveniente) ampliar la superficie cultivada, dado el problema de la escasez cada vez mayor de agua, y dado que las variedades de esta revolución están llegando al límite de su productividad, tendremos que hacer un esfuerzo sobrehumano para seguir aumentando productividades por otros medios, y salvaguardando la viabilidad ecológica de los ecosistemas agrarios y silvestres. La innovación tecnológica será clave en esta tarea, y dentro de ella habría que lograr una nueva revolución verde, entendiendo por tal nuevas maneras de aprovechar el potencial de los genomas vegetales (y de otros organismos) para aumentar la producción de alimentos sin dañar el ambiente:

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Nuevas técnicas de cultivo, más eficientes en el uso de agua y de insumos externos.

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Desarrollo de plantas capaces de crecer en suelos ácidos y con metales (por ejemplo, recientemente se están desarrollando plantas resistentes a aluminio, metal abundante en suelos tropicales).

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Plantas resistentes a sequía, a salinidad, etc.

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Plantas resistentes a plagas.

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Plantas menos dependientes de aplicación de productos agroquímicos.

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Plantas con cualidades nutritivas mejoradas

El problema es cómo lograr estos objetivos sin afectar más a los equilibrios ecológicos. La agricultura del futuro debe ser compatible con los ideales de la agricultura ecológicamente sostenible, pero con la idea de que para el año 2030 habrá que alimentar a más de 7000 millones de personas.

Recientemente se están obteniendo variedades de plantas más resistentes a plagas o capaces de crecer en entornos hostiles (como las plantas tolerantes a aluminio), aunque con esto en realidad no se incrementa el rendimiento potencial, sino que se lo está protegiendo. Cada vez es más difícil que las inversiones en investigación clásica de mejora redunden en un equivalente incremento de productividad. Actualmente el IRRI lleva varios años implicado en un laborioso proceso de obtención de nuevas variedades de arroz que se pretende combinen multitud de rasgos útiles: mayor densidad de panículos portadores de grano, resistencia al taladro del tallo, etc.

Por ahora, la nueva ingeniería genética agrícola centrada en la transferencia de uno o dos genes, es un enfoque limitado y a corto plazo, del que se están beneficiando sobre todo grandes multinacionales, y que ha dado lugar a un amplio debate social. Está por ver si este enfoque aún reduccionista es capaz de integrarse en una agricultura al servicio de los más desfavorecidos y de la sustentabilidad ambiental.

Sin embargo, la biotecnología moderna es mucho más que las plantas transgénicas que las multinacionales están poniendo en circulación. Las técnicas de ADN recombinante y la actual caracterización del genoma de las plantas cultivadas y de las silvestres constituyen un pilar esencial de los planes a largo plazo para las mejoras agrícolas del siglo XXI. Para romper el actual "techo" de productividad habría que "rediseñar" de manera radical las plantas de cultivo, objetivo que se ve aún lejano.

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Por ejemplo, se empieza a encarar la manipulación genética del mecanismo de apertura y cierre de los estomas. En climas secos, sería conveniente que los estomas se pudieran cerrar más eficientemente, con objeto de que la planta perdiera menos agua, y se pudiera incrementar la fotosíntesis. En los suelos encharcados y climas húmedos, habría que lograr lo contrario, dejando más tiempo los estomas abiertos. Se están buscando caminos para ello mediante la manipulación del metabolismo del ácido abscísico, que rige el cierre de los estomas.

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La manipulación directa de la fotosíntesis es una tarea tremendamente difícil, por la cantidad de genes implicados y su complejo control. No sería extraño que tal objetivo quedara permanentemente fuera de nuestro alcance. De todas formas algo se está intentando centrándose en la ingeniería de la ribulosabifosfato carboxilasa (RuBisCo), la enzima clave del ciclo de Calvin.

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Igualmente compleja es la manipulación de la fijación biológica del nitrógeno. Como se sabe, este proceso es el principal responsable de la incorporación a la biosfera del nitrógeno a partir del N2 (nitrógeno molecular atmosférico), y sólo lo realizan ciertas bacterias, tanto de vida libre como simbióticas con ciertas plantas. La simbiosis más importante es la que se da entre bacterias de tipo Rhizobium y plantas leguminosas, que origina unas estructuras especializadas denominadas nódulos radicales donde se efectúa la reducción del nitrógeno molecular hasta amonio, que es incorporado al metabolismo nitrogenado de la planta. Los intentos de expresar funcionalmente por ingeniería genética los numerosos genes bacterianos de la fijación del nitrógeno tras su transferencia a plantas se ha saldado con fracasos, aunque se buscan vías alternativas para lograr que p. ej., los cereales logren un tipo de simbiosis artificial que les haga menos dependientes de los caros y contaminantes abonos nitrogenados.

 

Algunos datos sobre la Ingeniería Genética agrícola comercial

bulletLas principales especies manipuladas son: soja, maíz, algodón, colza, patata, tabaco, tomate...
bulletEn los últimos tres años el ritmo de crecimiento de las cosechas transgénicas ha sido espectacular: en 1996 había 2.8 millones de ha; en 1997 eran 11 millones; en 1998, 27.8 millones. Se espera que en 1999 la cifra sea de más de 30 millones de hectáreas, y que se triplique en los próximos 5 años.
bulletLos EE.UU. representan 74% de la superficie de transgénicos, seguidos por Argentina (15%), Canadá (10%).
bulletLas ventas de transgénicos se multiplicaron por más de 6, desde los $235 de 1996 hasta los $1.200 a 1.500 millones de 1998. Para el 2000 se espera una cifra de $3.000 millones, y para el 2.010, de 20.000 millones.

3.   Posible papel de la biotecnología en una agricultura sostenible

Independientemente de que aún se pueda exprimir más el potencial de la revolución verde, o de que se pueda ayudar con ella a las zonas -especialmente del África subsahariana- donde no llegó, está claro que el paradigma actual no es sostenible ecológicamente ni garantiza la seguridad alimentaria para el futuro de la humanidad. No podemos seguir embarcados en lograr pequeñas ganancias a corto plazo (asociadas a costes ambientales y socioeconómicos), sino que habría que marchar hacia una agricultura viable que garantice la seguridad a largo plazo. Aunque este tránsito se prevé duro, debido a las inercias y grandes intereses comerciales de las multinacionales y de los países ricos, no se puede ignorar que se habrá de realizar en el contexto más amplio de un nuevo paradigma económico (economía ecológica). Y junto con adecuadas políticas fiscales, habrá que ir mentalizando a las poblaciones de los países ricos para que cambien algunos  hábitos de consumo: renunciar a productos y prácticas que requieran uso excesivo de energía y de materiales, con objeto de ayudar a salir del escandaloso pozo de miseria en que vive una masa enorme de la humanidad.

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En el caso de la alimentación, en los países más desarrollados que tienen problemas de sobrenutrición y obesidad, habría que adoptar un clima social favorable a una alimentación menos basada en grasas y derivados elaborados y más rica en legumbres, frutas, hortalizas y proteínas "sanas" que requieran menos uso de recursos.

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La zootecnia también tiene planteado el reto de cómo mejorar la conversión de los cereales en proteínas animales. Un cambio de consumo hacia productos animales más "rentables" energéticamente (pescado de piscifactorías, aves de corral) en detrimento de los más derrochadores (ganado de engorde) sería otra medida recomendable.

Para algunos, habría que ir hacia una agricultura sostenible, distinta a la que mayoritariamente se practica ahora, y que se basaría en: mayor uso de la rotación de cosechas, mejora genética tradicional o por Ingeniería Genética, que permitiera mayor control de plagas y enfermedades, mínimo laboreo y dejar residuos en el campo una vez realizada la cosecha, mezcla de campos agrícolas con bosquetes, setos y prados (para una revisión, véase Hamblin 1995 y Matson et al., 1997).

Insistimos: hay un papel para la biotecnología en la agricultura y ganadería del siglo XXI, pero el éxito del desafío depende de los objetivos que nos propongamos (¿aumentar los beneficios de grandes emporios comerciales o garantizar la seguridad alimentaria y ecológica a largo plazo?), de la sabia elección de técnicas que realicemos, y la de la transferencia de tecnología e inversiones que estemos dispuestos a emprender allí donde más se necesita. Los principales retos de la biotecnología en una agricultura más sostenible son:

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Aumentar la producción por unidad de superficie cultivada, lo que en principio podría desincentivar la roturación de más tierras marginales y áreas de gran valor ecológico.

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Lograr una menor dependencia de los insumos intensivos en energía y materiales que hasta ahora ha caracterizado a la Revolución Verde (combustibles fósiles, pesticidas, fertilizantes).

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Permitir prácticas agrícolas menos dañinas, mediante un mejor aprovechamiento del agua, menores necesidades de laboreo, agricultura de precisión, etc.

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Disminuir las pérdidas pos-cosecha.

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Mejorar la calidad del producto fresco o procesado.

Es posible ir hacia una agricultura sostenible basada en bajos insumos, en la que la biotecnología puede desempeñar un papel importante. Según Bruno Sobral, estas son algunas de las biotecnologías que podrían emplearse en esta tarea:

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Caracterización y censo de genomas: Las técnicas moleculares actuales, desarrolladas principalmente bajo el impulso del proyecto genoma humano, permiten caracterizar el material genético de los seres vivos y buscar recursos genéticos valiosos de variedades silvestres o cultivadas que luego podrían incorporarse a los cultivos mediante cruzamientos tradicionales o mediante ingeniería genética. (Véase un magnífico ejemplo actual de este tipo de aplicación en Tanksley y McCouch (1997).

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Hay que emprender estudios sistemáticos de caracterización de la biodiversidad, empezando por la infrautilizada presente en los 1.200 bancos de germoplasma de plantas cultivadas y parientes silvestres. Hoy es más urgente que nunca la salvaguardia de la biodiversidad, tanto ex situ (jardines botánicos, bancos de semillas) como in situ (protección de áreas silvestres con gran diversidad, mantenimiento de eco-sociosistemas agrarios tradicionales), así como la promoción de los ancestrales conocimientos que perviven en las comunidades locales y en los diversos grupos indígenas.

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En 1974 se creó el Instituto Internacional de Recursos Genéticos Vegetales (IPGRI), que organizó la más importante red mundial de recursos genéticos relacionados con plantas de cultivo (bancos de germoplasma o "de genes": en realidad bancos de semillas u otro material capaz de propagarse). Esta red conserva muestras de prácticamente todas las variedades de algunas especies (maíz, trigo), pero sigue embarcada en la tarea de adquirir muestras representativas de toda la variabilidad doméstica y silvestre de plantas de cultivo. Independientemente de los graves problemas de financiamiento y gestión de estos "bancos", deberán servir de base en un futuro a la titánica tarea del censo genético de estos recursos y su puesta a disposición de nuevos programas de mejora.

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Se debe continuar con la declaración de Parques Nacionales, Reservas y otras medidas que protejan muestras significativas de todos los ecosistemas de la Tierra. Aparte de los problemas de financiamiento y de vigilancia de muchos de estos parques (especialmente en el Tercer Mundo), no se puede olvidar que la gestión de estos territorios debería permitir  los usos tradicionales sostenibles que vienen realizando las comunidades locales, depositarias a su vez de conocimientos esenciales para la explotación armónica de estas áreas.

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La ciencia genómica, aliada con la agronomía tradicional y sus correspondientes estudios de campo, puede originar el tipo de información relativa a la biodiversidad agronómica y silvestre, sobre la cual se puedan realizar decisiones pertinentes en los programas de mejora. (Véase artículo sobre técnicas moleculares para caracterización de germoplasma y programas de mejora). Un punto clave será comprender mejor la base de los rasgos multigénicos y de los caracteres cuantitativos, lo que supondrá un enorme esfuerzo de genómica funcional, rama que en estos momentos empieza a dar sus primeros pasos. Pero ya se puede decir que la genómica permitirá un mayor poder y menores costes para los programas de mejora.

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Bioindicadores: se ha propuesto diseñar, mediante transgénesis, organismos que incorporen genes marcadores (o "chivatos") que se induzcan ante determinados estímulos ambientales importantes para el agricultor. P. ej., se podrían colocar genes determinantes de color o fluorescencia bajo el control de secuencias promotoras-reguladoras, de modo que se produjera un "aviso" cuando las plantas necesiten más agua o determinado tratamiento. De este modo, ciertas prácticas agrarias se harían más precisas, se ahorrarían materiales y se ganaría en productividad.

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Mejores técnicas de diagnóstico de enfermedades, de modo que se puedan tomar medidas a tiempo.

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Apomixis: la apomixis es un modo de reproducción asexual por el que se produce progenie del óvulo sin fecundar, generándose clones de la planta materna (partenogénesis). Esto permitiría a los agricultores aprovechar parte de los granos de una planta híbrida como simiente para la siguiente siembra. Por motivos obvios, este no es el tipo de avance que se espera de las multinacionales, por lo que dependerá de financiación pública (de hecho se opone frontalmente a la llamada técnica "Terminator", que una multinacional está probando, y que inactiva la germinación de las semillas producidas por el agricultor, dejándolas inservibles como simiente). En el caso de que finalmente se desarrolle un "cassette genético" para la apomixis, su introducción en plantas de cultivo permitirá la fijación inmediata de genotipos heterólogos complejos, facilitando la manera como los agricultores propagan semillas híbridas.

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Plantas de cultivo perennes de alto rendimiento: costaría menos su producción que las actuales plantas anuales.

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Plantas transgénicas: sí, hay un lugar para las denostadas (por ciertos ecologistas) plantas transgénicas, una vez se aclaren las cuestiones de bioseguridad y dismuya la demagogia de algunos. El que muchos cultivos transgénicos actuales se hayan producido por multinacionales y se hayan centrado en buena parte en introducir genes de resistencia a herbicidas de las propias empresas no significa que no se puedan realizar manipulaciones ecológicamente más seguras y que redunden en menores pérdidas de cosechas, mejora de cualidades nutricionales, etc.

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Recuérdese que el reciente aislamiento de los genes responsables del enanismo de los cereales de la revolución verde abre en principio la perspectiva de crear en numerosas especies variedades "enanas" de alto rendimiento.

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Actualmente una línea prometedora estudia transferir genes naturales de resistencia a plagas que poseen ciertas variedades naturales y cultivadas. La introducción de genes de resistencia a insectos y otras plagas sería interesante si permitiera un control más eficaz y ambientalmente seguro que los actuales métodos químicos.

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Y como dijimos antes, también serían útiles plantas transgénicas capaces de resistir frío, sequías, salinidad o estrés hídrico, de crecer en suelos ácidos o con alto contenido de metales, etc.

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También existen oportunidades de mejorar el contenido nutritivo, como en los siguientes ejemplos actuales (véase el número especial de Science, 285: 367ss):

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semillas de soja con niveles superiores de ácidos grasos monoinsaturados, lo que logra un aceite más sano, que resiste más las altas temperaturas, y por lo tanto permite más uso para los fritos.

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Productos vegetales enriquecidos en macronutrientes y en micronutrientes (vitaminas, minerales), que podrían mejorar deficiencias nutritivas especialmente en países pobres cuyas poblaciones tienen poca variedad de dietas.

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Si se avanza en la tecnología de transferir múltiples genes de una vez, sería posible, p. ej., enriquecer en las semillas el contenido de aminoácidos esenciales (que nuestros cuerpos no pueden fabricar por sí mismos).

Puede que igualmente la biotecnología encuentre un lugar cómodo dentro del control integrado de plagas. Como se sabe, se trata de la combinación de varios métodos, tanto tradicionales (barbecho y rotación de cultivos, cultivo de varias especies mezcladas, conservación de setos y otros refugios naturales para depredadores y controladores de plagas, uso moderado de agroquímicos) como biológicos. Su objetivo no es eliminar a toda costa el 100% de los riesgos, sino mantener el control en un nivel que asegure rendimientos sin destruir la sustentabilidad ambiental a largo plazo del propio agro-ecosistema.

Y no olvidemos que incluso muchos países africanos se están beneficiando de una biotecnología no genética, limpia, barata y efectiva: los  cultivos in vitro de tejidos y la micropropagación están permitiendo distribuir material de siembra libre de virus y dotado de resistencias a factores adversos.

Véasen artículos relacionados en esta sede web:

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Biotecnología agrícola y países en desarrollo

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Biotecnología global, bioseguridad y biodiversidad

Lecturas recomendadas

BROWN, LR. (1999): "Alimentar a 9.000 millones de personas", en La situación del mundo. Informe anual del Worldwatch Institute sobre Medio Ambiente y Desarrollo. Barcelona: Icaria Editorial, pp. 221-251.

GARCÍA OLMEDO, F. (1998): La Tercera Revolución Verde. Plantas con luz propia. Madrid: Ed. Debate.

HAMBLIN, A. (1995): "The concept of agricultural sostenibility". Advances in Plant Physiology 11: 1-19.

KRIMSKY, S., R. WRUBEL (1996): Agricultural Biotechnology and the Environment. Science, Policy and Social Issues. Urbana y Chicago: University of Illinois Press.

MANN, CH. (1997): "Reseeding the Green Revolution". Science, 277: 1038-1043.

MANN, CH. (1999): "Crop scientists seek a new revolution". Science, 283: 310-314.

MATSON, P.A., W.J. PARTON, A.G. POWER, M.J. SWIFT (1997): "Agricultural intensification and ecosystem propierties", Science 277: 504-509.

MUÑOZ, E. (1998 a): "Biodiversidad y bioseguridad: su relación con la biotecnología", Documentos de Trabajo del IESA-CSIC, nº 98-04.

MUÑOZ, E. (1998 b): "La biotecnología ante su espejo. Sociedad, Industria, Desarrollo y Medio Ambiente. Tres imágenes". Documentos de Trabajo del IESA-CSIC, nº 98-14.

Estos y otros artículos del Prof. Muñoz se pueden localizar en la sede web del IESA.

SASSON, A. (1998): Biotechnologies in developing countries: present and future. Volume 2: International Cooperation. París: UNESCO Publishing.

SERAGELDIN, I. (1999): "Biotechnology and food security in the 21st century", Science 285: 387-389.

SOCIEDAD ESPAÑOLA DE BIOTECNOLOGÍA (1997): Libro Verde de la Biotecnología en la Agricultura. Madrid: SEBIOT.

TANKSLEY, S.D. S.R. McCOUCH (1997): "Seed banks and molecular maps: unlocking genetic potencial from the wild". Science, 277: 1063-1066.

TUXILL, J. (1999): "Valorar los beneficios de la diversidad de las plantas", en La situación del mundo. Informe anual del Worldwatch Institute sobre Medio Ambiente y Desarrollo. Barcelona: Icaria Editorial, pp. 189-220.

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