“Seguint la pista del DNA”. Grup de treall de l’I. .E. de ... · Què t’agradaria sa er? A...

Aquesta proposta s’acull a una llicència Creative Commons BY-NC-SA. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/es/deed.ca

1 de 24

“Seguint la pista del DNA”. Grup de treball de l’I.C.E. de la U.B.

C. Albaladejo, R. Bosch, M. Bosch, S. Maymo i M. Montobbio. 2009

0. PRESENTACIÓ

Actualment es parla sovint dels transgènics; en ocasions sentim opinions a favor, d’altres en

contra, i fins i tot d’altres que demanen una moratòria en decisions importants sobre aquest

tema.

a. Què en saps d’això?

b. Què t’agradaria saber?

A Classe de ciències tractarem d’aprofundir-hi per tal que cadascú pugui tenir una posició

personal més fonamentada sobre aquest tema i pugui, al seu temps, contribuir a un millor

coneixement de la societat sobre la problemàtica dels transgènics.

1. QUÉ SÓN I COM S’OBTENEN ELS ORGANISMES MODIFICATS GENÈTICAMENT? Un Organisme modificat genèticament (OMG) o transgènic és un ésser viu al qual se li ha

introduït o se li ha eliminat uns determinats gens i que, a conseqüència d’això, té unes

característiques genètiques noves.

Des del neolític fins avui els humans hem obtingut noves varietats d’animals i plantes a base

de fer encreuaments entre organismes seleccionats per les seves característiques genètiques.

Així doncs, el blat que es conrea és ben diferent del blat silvestre del qual procedeix, i el

Els transgènics a debat


2 de 24

mateix podríem dir de les cols, de les vaques dels cavalls... Tanmateix, això només es pot

realitzar dintre d’una mateixa espècie, ja que entre individus d’espècies diferents no pot

generar-se descendència fèrtil. L’enginyeria genètica fa possible trencar aquesta barrera i

introduir en un individu gens d’una altra espècie (per exemple bacteris amb gens de medusa,

plantes amb gens de bacteris o porcs amb gens humans).

Actualment els organismes transgènics s’estan emprant en el camps de la indústria, la

medicina , l’agricultura i la ramaderia.

Les tècniques d’enginyeria genètica emprades en l’obtenció d’OMG es basen en la utilització

de processos que es donen de forma natural: Els bacteris, fins i tot d’espècies diferents,

bescanvien entre ells petits fragments de DNA; i també els virus injecten el seu material

genètic en les cèl·lules que infecten. Així doncs, per tal d’introduir DNA en una cèl·lula ,

s’utilitzen virus o bacteris.

La primera aplicació d’aquestes tècniques va ser la introducció del gen de la insulina humana

en un bacteri. El bacteri així modificat produeix la proteïna insulina. Mitjançant cultius

microbiològics pot obtenir-se un nombre molt elevat d’aquestes bacteris, que proporcionen

gran quantitat d’aquesta proteïna. Així és com les indústries farmacèutiques obtenen les

insulina pels diabètics (vegeu la fig 1).

Et proposem que apliquis el que has après fins ara en la interpretació de dues situacions ben

curioses:

Situació 1:

Tothom coneix aquest insectes que anomenen cuques de llum i que es caracteritzen per

emetre llum durant les nits d'estiu. El responsable d’aquesta llum és un enzim , una proteïna

anomenada luciferasa que regula la següent reacció :

luciferasa

luciferina + oxigen oxiluciferina + llum


3 de 24

a. Explica que et sembla que passaria si introduïssis el gen per a produir luciferasa en una

planta de gira-sol i la reguessis amb aigua que conté luciferina.

b. Se t’acut alguna altra aplicació d’aquest gen ?

Situació 2:

Els olis vegetals s’obtenen a partir de la premsa de llavors riques en greixos, com són les

olives, les pipes de girasol i les llavors de soja. Cada oli presenta una composició determinada

per la informació genètica de la planta a partir de la qual s’obté.

Hi ha persones que són al·lèrgiques a alguns components específics dels olis. Ès coneguda

l’al·lèrgia a l’àcid oleic, un dels components de l’oli d’oliva.

L’Anna és una d’aquestes persones i sempre que compra qualsevol aliment mira que entre els

components no figuri l’oli d’oliva. No fa gaire temps l’Anna va comprar unes galetes i que,

segons la composició que mostrava la capsa no contenien oli d’oliva. El problema va venir

quan poques hores després de berenar un got de llet amb galetes l’Anna va presentar

símptomes d’al·lèrgia i va tenir que anar d’urgències.

Aquí tens l’etiqueta que hi havia a la capsa de galetes:

a. A partir de la informació que tens, pots explicar què li ha passat a l’Anna?.

Galetes VIDASANA

Ingredients : farina de blat, oli de gira-sol (*),

antioxidant ( E.-320), sucre: glucosa i

fructosa, llet en pols semidesnatada,

gasificant, sal, aroma

(*) a partir de gira-sol modificat genèticament


4 de 24

Figura 1. Obtenció d’un OMG per la producció de la proteïna desitjada.


5 de 24

2. AVANTATGES I INCONVENIENTS DELS TRANSGÈNICS. ESTUDIS DE CASOS CONCRETS. Cas 1 referent al Blat de moro BT El blat de moro és una planta molt utilitzada en la indústria alimentària. D’ ella s’extreuen

molts productes: el més comú és el mateix gra de la panotxa. Aquesta planta sol ser atacada

per les larves d’un insecte que es denomina barrinador (vegeu la fig.2). Les larves del

barrinador s’alimenten del teixit intern de la tija, cosa que produeix uns forats molt

importants i que comporta una gran disminució de la producció de gra de les plantes.

Per tal de solucionar aquest inconvenient, els biòlegs han “inventat” l’ anomenat blat de

moro Bt; es tracta d’una espècie de blat de moro en la qual s’introdueix un gen. Aquest gen

procedeix d’un bacteri denominat Bacillus thuringiensis (Bt). Aquest bacteri produeix una

proteïna insecticida que destrossa els budells de les larves dels barrinadors.


6 de 24

Figura 2. Cicle vital del barrinador del blat de moro.


7 de 24

Uns transgènics més resistents a les plagues i ... més productius ? Observa la taula següent i llegeix atentament el peu de la mateixa. Les dades es refereixen a

uns assaigs fets a La Tallada d’Empordà durant la temporada 2004-2005

Taula 1. Els nombres de la segona columna representen el nombre mitjà de larves de l’insecte barrinador per planta en diferents varietats de blat de moro convencional (A) i en diferents varietats de blat de moro transgènic (B). a. Calcula la mitjana de larves per planta en el conjunt de les varietats convencionals i també en el de les modificades b. Quines conclusions creus que poden extreure’s d’aquestes dades en relació a com es veuen afectats el blat de moro convencional i el modificat per l’insecte barrinador? c. Construeix una gràfica en forma de diagrama de barres a partir de les dades de la taula següent :

Productivitat de blat de moro convencional

Productivitat de blat de moro genèticament modificat (OGM)

El Palau d’Anglesola (El Pla d’Urgell)

16.000 17.000

La Tallada d’Empordà ( El Baix Empordà)

15.000 16.000

La Vall d’en Bas (La Garrotxa)

11.000 10.500

Taula 2. Productivitat mesurada en kg/ha i 14% d’humitat

Varietats convencionals

A1 2,7

A2 2,2

A3 1,8

A4 1,4

A5 1,1

Varietats modificades

B1 0,2

B2 0

B3 0

B4 0,2

B5 0,1


8 de 24

d. A partir d’aquestes dades podríem afirmar que és més favorable el conreu de blat de

moro modificat que no pas el blat de moro convencional. Valora el grau de validesa

d’aquesta conclusió.

e. Tenint en compte les dades anteriors, formula algunes preguntes que convindria

investigar per tal d’explicar els resultats de la Vall d’en Bas.

Transgènics i gens descontrolats En alguns casos s’ha pogut comprovar que els gens que s’han introduït en organismes

transgènics poden passar a d’altres organismes. Això pot comportar un risc. A continuació

analitzarem un cas concret: el pas de gens del blat de moro transgènic al blat de moro no

transgènic o convencional.

La legislació de la Unió Europea reconeix el dret que tenen els agricultors de poder escollir

entre la producció de cultius convencionals o bé modificats genèticament (transgènics),

sempre que compleixin amb les normes d’etiquetatge corresponents. Amb aquestes normes

es pretén protegir també els consumidors, que tenen el dret de saber allò què compren.

Segons aquesta normativa, un producte que contingui més del 0.9% de transgènics s’ha

d’etiquetar com a transgènic.

S’ha donat el cas d’agricultors que havien sembrat blat de moro convencional i que, en el

moment de vendre’l, es van trobar que, sense saber ben bé com, se’ls havia contaminat de

blat de moro transgènic en més d’un 0.9%.

És clar que els científics haurien d’estudiar per quins mecanismes es produeix aquesta

contaminació.

a. Et proposem que facis de científic i escriguis algunes hipòtesis que expliquin com s’ha

produït aquesta contaminació. Segurament hauràs de consultar abans algunes qüestions

sobre el cicle vital d’aquestes plantes: germinació de llavors, creixement, reproducció,

recol·lecció, adquisició de llavors, ...


9 de 24

La “contaminació gènica” pot produir-se en diferents moments i per diferents vies. Una

d’aquestes és mitjançant la pol·linització.

Figura 4. Pol·linització i cicle vital del blat de moro


10 de 24

En relació al problema que estem estudiant, l’equip científic de l’IRTA (Institut de Recerca i de Tecnologia Agrària) ha portat a terme diversos experiments.

Una part d’aquests experiments es varen centrar en la contaminació gènica que es podia

produir, des d’un camp de blat de moro transgènic, cap a d’altres camps del voltant, de blat

de moro no transgènic. A continuació es mostren els resultats obtinguts en un d’aquests

experiments:

Figura 5. Representació dels percentatges de grans de blat de moro transgènics trobats en els camps pròxims a un camp transgènic


11 de 24

Per tal de facilitar la diferenciació dels grans de les panotxes que eren transgènics dels que no

ho eren, es va utilitzar com a varietat transgènica una de grans foscos (marrons) i com a

varietat convencional una de grans clars ( grocs o blancs). El grau de contaminació gènica es

mesurava comptant el tant per cent de grans foscos que apareixien a les panotxes de les

plantes no transgèniques.

Com es pot veure les distàncies no estan representades a escala; les distàncies reals a les

quals s’han pres les mostres s’indiquen en metres.

b. Què diries que volien saber els que varen portar a terme aquest experiment ?

c. Indica quines variables es volien estudiar i quines altres variables es van haver de

controlar.

d. Busca una hipòtesi que expliqui la distribució de la contaminació gènica .

e. Indica quines de les conclusions següents creus que es poden deduir de les dades de la

figura 5 i quines no. Justifica en cada cas la teva resposta.

1. El risc de contaminació gènica entre els vegetals és inexistent. 2. Es produeix una notable contaminació gènica en una franja d’entre 0 i 10 metres al voltant dels camps transgènics. 3. Els gens introduïts als conreus transgènics, poden introduir-se en les

plantes silvestres dels voltants. 4. La “contaminació gènica” és més notable en la direcció dels vents dominants. 5. La contaminació gènica en els conreus és un perill per les persones. 6. La dispersió de gens procedents d’organismes transgènics es pot impedir.


12 de 24

Cas 2 referent al Blat de moro BT El blat de moro és una planta molt utilitzada en la indústria alimentària. D’ella s’extreuen

molts productes: el més comú és el mateix gra de la panotxa. Aquesta planta sol ser atacada

per les larves d’un insecte que es denomina barrinador (vegeu la fig.2). Les larves del

barrinador s’alimenten del teixit intern de la tija, cosa que produeix uns forats molt

importants i que comporta una gran disminució de la producció de gra de les plantes.

Per tal de solucionar aquest inconvenient, els biòlegs han “inventat” l’anomenat blat de moro

Bt; es tracta d’una espècie de blat de moro en la qual s’introdueix un gen. Aquest gen

procedeix d’un bacteri denominat Bacillus thuringiensis (Bt). Aquest bacteri produeix una

proteïna insecticida que destrossa els budells de les larves dels barrinadors.


13 de 24

Figura 2. Cicle vital del barrinador del blat de moro.


14 de 24

Uns transgènics més sans

En la taula que hi ha a continuació estan representats els % de malalties i de plantes trencades

de les varietats del blat de moro genèticament modificat i convencionals.

Plantes afectades per podridures a la base de les tiges (%)

Plantes trencades (%)

Plantes amb grans atacs per fongs (%)

Varietats genèticament modificades

2,2 4,4 1,2

Varietats convencionals

6,1 11,8 2,5

Taula 3. Assaigs realitzats a El Palau d’Anglesola i La Tallada d’Empordà durant la temporada 2004-

2005.

a. Quina creus que era la pregunta o preguntes que volien investigar els científics que van

recollir les dades de la taula anterior?

b. Intenta donar una explicació a la relació existent entre l’atac per barrinadors i el

desenvolupament de malalties i de plantes trencades.

Uns transgènics tòxics?

Un dels riscos que comporten els organismes genèticament modificats és que els gens

introduïts en ells resultin perjudicials per a d’altres organismes.

Com hem vist abans al blat de moro Bt se li ha introduït un gen que serveix per fabricar una

proteïna insecticida . Gràcies això és resistent a l’acció dels barrinadors . Aquesta resistència

fa que el blat de moro Bt resulti rentable pels agricultors: produeix més gra i s’estalvien costos

de compra i d’aplicació dels insecticides. A més, s’argumenta que els conreus Bt resulten

beneficiosos pel medi ambient perquè els insecticides tradicionals contaminen el sòl i l’aigua i

afecten els insectes dels ecosistemes propers.


15 de 24

Tanmateix, equips de científics de diversos països del món han alertat recentment d’una

possibilitat que caldria investigar més a fons. Podria ser que, quan els pagesos remouen la

terra amb restes de plantes Bt, molts fragments (de les arrels, tiges, fulles), plens de la toxina

insecticida, persistissin als camps de conreu i afectessin els organismes descomponedors; de

ser així, la descomposició d’aquestes restes vegetals i de la matèria orgànica en general

resultaria molt més difícil , de manera que el reciclatge de la matèria al sòl i la seva

conseqüent fertilitat quedarien greument afectats .

Imaginem ara, que formem part d’un equip de científics que s’ha proposat investigar fins a

quin punt és certa o no la hipòtesis que “les restes de les plantes Bt que queden barrejades

amb les partícules del sòl poden afectar els organismes descomponedors“.

a. Quina informació addicional sobre els organismes descomponedors del sòl creus que

caldria obtenir abans de plantejar qualsevol experiment ?

b. Suposem que es decideix estudiar directament aquest efecte sobre una espècie d’insecte

de l’ordre dels col·lèmbols. Per això es disposa de:

2 terraris

terra

plantes de blat de moro Bt

una població de 1000 col·lèmbols.

plantes de blat de moro convencional .

c. Escriu la pregunta concreta que es vol investigar amb aquest experiment.

d. Indica quines variables caldria controlar quan muntem els dos terraris per tal que no

interfereixin en el que volem investigar.

e. Una vegada muntats els dos terraris , què és el que mesuraries?


16 de 24

f. Completa aquesta taula referida a les variables de l’experiment:

Tipus de variables Definició Variables en l’experiment

Variables a controlar

Factors que podrien influir en els resultats de l’experiment

Variable independent

Factor que volem estudiar com

influeix

Variable dependent


és influït per la variable independent ( són els resultats

que volem mesurar )

Taula 4. Variables de l’experiment

g. Creus que una vegada realitzat aquest experiment la hipòtesis que estudiàvem queda

definitivament verificada? Per què sí o per què no?


17 de 24

Cas 3 referent als “supersalmons” Una empresa que es dedica a la piscifactoria ha portat a terme unes investigacions amb

salmons de l’Atlàntic (Salmó salar) que han conduït a l’obtenció d’un salmó transgènic.

Uns transgènics que creixen més ràpid ... i més?

El creixement dels salmons es deu a la influència de l’hormona del creixement (GH). La

producció de l’hormona del creixement depèn de l’activació d’uns determinats gens i té lloc

principalment durant els mesos d’estiu. El que ha fet aquesta empresa és afegir als ous dels

salmons un gen aliè que s’integra a l’ADN propi i que fa que es produeixi hormona del

creixement durant tot l’any. Els salmons que porten aquests gens són, per tant, salmons

transgènics o salmons modificats genèticament.

En la presentació dels resultats d’una de les recerques els investigadors van mostrar la

següent gràfica:

Figura 6. Comparació del pes mitjà de salmons comuns (standard) de l’atlàntic i salmons modificats genèticament:


18 de 24

Observa-la amb atenció i digues:

a. Quins salmons són més grossos entre el primer i el segon any de vida? b. I a partir del tercer any? c. A quina edat arriben els salmons convencionals o estàndard i els transgènics a la mida de mercat ? d. Quins creus que són els avantatges que comporta la utilització per al consum dels salmons transgènics en comptes de la varietat estàndard? e. A partir del que mostra la gràfica selecciona d’entre les següents afirmacions les que creguis que són falses. Raona per què.

1. Els salmons genèticament modificats arriben a la mida de comercialització abans que els estàndard o comuns

2. Els salmons transgènics es fan més grossos que la varietat estàndard 3. Els salmons transgènics als 2 anys pesen el doble que els estàndard 4. Els salmons genèticament modificats arriben a la mida de comercialització en la

meitat de temps que els comuns 5. S’observen diferències importants en el creixement de les dues varietats de salmons

f. Dedueix quina era la pregunta que es van fer els científics i que els va portar a iniciar aquesta investigació? g. Imagina que has d’ajudar als científics a presentar les conclusions de la investigació. Utilitza les afirmacions certes de la llista de l’apartat e) i els resultats que presenta el gràfic per escriure-les.


19 de 24

Uns transgènics que acaben amb les espècies naturals?

Diversos col·lectius científics i ecologistes s’oposen a que es legalitzi la producció comercial de

salmons transgènics. La raó que donen és que existeix un alt risc que els salmons transgènics

competeixin amb els salmons estàndard o “salvatges” i que acabin produint la seva

desaparició (veieu els documents annexos de Jean Cousteau i de Greenpeace sobre aquesta

qüestió).

Els empresaris interessats en la comercialització dels salmons transgènics pensen que una

manera de reduir aquest risc seria produir uns salmons transgènics de ràpid creixement, com

els “advantage” de l’activitat 3.1, però estèrils. D’aquesta manera, els individus que

s’escapessin de les piscifactories no podrien reproduir-se i els salmons transgènics no podrien

propagar-se en mar obert.

a. Aplica el que has après per explicar quins procediments d’enginyeria genètica caldria fer servir, per tal d’obtenir aquest nou tipus de salmó estèril. b. Suposem que hem aconseguit salmons modificats genèticament i a més estèrils. El que caldria comprovar és que la característica del ràpid creixement no es veu afectada pel fet de l’esterilitat.

c. Dissenya una experiència que serveixi per verificar la hipòtesi que la esterilitat dels nous salmons modificats genèticament no interfereix en el seu ràpid desenvolupament. Imagina que, per a fer-ho, disposes de les instal·lacions d’una piscifactoria, així com de salmons advantage normals i de salmons advantage estèrils. Pot ser-te útil seguir els passos de l’activitat 2.5.

Escriu la pregunta concreta que es vol investigar amb aquest experiment

Indica quines variables caldria controlar al fer l’experiència per tal que no interfereixin en el que volem investigar

Una vegada muntat el experiment, què és el que mesuraries

Completa la taula següent referida a les variables de l’experiment


20 de 24

Tipus de variables Definició Variables en l’experiment

Variables a controlar

Factors que podrien influir en els resultats de l’experiment

Variable independent


influeix

Variable dependent


és influït per la variable independent ( són els resultats

que volem mesurar )

Taula 5. Variables de l’experiment

d. Creus que una vegada realitzat aquest experiment la hipòtesis que estudiàvem queda definitivament verificada ? Per què?

e. Suposarem ara que hem realitzat l’experiència i que els resultats obtinguts ens han portat a la conclusió que l’esterilitat dels salmons modificats genèticament no afecta el seu ràpid desenvolupament. Penses que convindria investigar alguna altra cosa abans de legalitzar la producció comercial d’aquests nous salmons estèrils? f. Quines d’aquestes qüestions relacionades amb els peixos transgènics creus que són científicament investigables i quines no?. En el cas d’aquelles qüestions que et sembla que no poden ser resoltes per la ciència, indica el perquè:

1. Determinats tipus de peixos transgènics poden produir una reducció de les

corresponents poblacions de peixos naturals o salvatges. 2. L’esterilització dels animals transgènics, és la solució per eliminar tots els riscos que

aquests podrien comportar? 3. Els peixos transgènics, són pitjors que els naturals o salvatges? 4. Els salmons transgènics poden causar al·lèrgia als humans que els consumeixin? 5. En el futur, tots els peixos que es comercialitzaran seran transgènics 6. La natura acabarà revenjant-se dels humans que la manipulen. 7. No es bo per a la societat la producció de transgènics. 8. És bo per a la societat la producció de transgènics. 9. La cria de salmons transgènics redueix les despeses de producció respecte la dels

salmons no modificats. 10. Els salmons modificats tenen més greix que els convencionals? 11. Els salmons modificats són més resistents al fred que els convencional?


21 de 24

3. DEBATIM SOBRE ELS TRANSGÈNICS

Preparem el debat No podem portar a terme cap debat que sigui fructífer si abans cadascú dels implicats no el

prepara seriosament. Per a això, et proposem que consultis diverses fonts d’informació en

favor i en contra dels organismes transgènics; a l’annex trobaràs algunes adreces interessants

i, ben segur que tu en trobaràs d’altres.

Una vegada hagis llegit prou, fes la teva reflexió personal sobre el tema, tot complimentant la

fitxa adjunta.

Arguments a favor

Arguments en contra

aspectes socio-

econòmics

- - -

- - -

aspectes de

salut humana

- - -

- - -

aspectes ecològics

- - -

- - -

d’altres aspectes

- - -

- - -


22 de 24

Fem el debat

La major part de la classe farà de públic. El públic podrà intervenir preguntant als ponents de

la taula o bé expressant les seves idees, sempre i quan el moderador ho permeti.

Un petit nombre de companys/es seran els membres de la taula: tres d’ells seran els que

defensaran l’opció “Transgènics SÍ”, i els altres tres l’opció “Transgènics NO”. Tan sols un de

cada grup ho sabrà amb antelació perquè li ho encarregarà el professor/a i podrà preparar-se

amb temps.

El professor/a farà el paper de moderador o encarregarà aquesta funció a algun dels

companys de classe.

Per tal que el debat sigui realment valuós i fructífer, convé tenir present les competències que posem en joc:

Competències relacionades amb la ciència:

1. Utilització correcta de la terminologia científica.

2. Aplicació adequada dels coneixements científics per tal d’explicar fets o de fer

prediccions.

3. Diferenciació entre qüestions científicament investigables i les que no ho són.

4. Diferenciació entre fets contrastats científicament, hipòtesis investigables i

opinions raonables.

5. Justificació de les pròpies afirmacions, tot utilitzant amb correcció els

coneixements científics que hi estan implicats.


23 de 24

Finalment, desprès d’haver aprofundit en el tema dels OMG i la seva problemàtica, escriu

breument quina és la teva visió actual sobre aquesta qüestió.

Competències socials:

1. Respecte del dret de participació i d’intervenció de tots els companys/es.

2. Expressió dels propis pensaments de forma correcte i entenedora.

3. Sensibilitat envers les problemàtiques personals i socials que es plantegen.

4. Reflexió sobre les aportacions dels altres, tot reconeixent els diferents

aspectes d’acord i/o de desacord que hi pugui haver ho.

5. Cerca d’acords i de consensos reals.

6. Cerca de vies de solució pels desacords.


24 de 24

Annex Adreces per obtenir informació per preparar el debat: www.fao.org Transgenics www.monsanto.es. La biotecnologia www.syngentaseeds.es Biotecnologia www.greenpeace.org/espana. Transgénicos www.transgenicsfora.org www.consumaseguridad.com Artículos:

- Cultivos transgénicos en la U.E. (8.11.2007) - Límites éticos y jurídicos a lostransgénicos (12.03.2007)

http://www.fao.org/

http://www.monsanto.es/

http://www.syngentaseeds.es/

http://www.greenpeace.org/espana

http://www.transgenicsfora.org/

http://www.consumaseguridad.com/

“Seguint la pista del DNA”. Grup de treall de l’I. .E. de ... · Què t’agradaria sa er? A...

Documents

Transcript of “Seguint la pista del DNA”. Grup de treall de l’I. .E. de ... · Què t’agradaria sa er? A...