La selección natural y los cultivos transgénicos: un hiato darwinista?

Alejandro Chaparro Giraldo Ph.D. Grupo de Ingeniería Genética de Plantas - Departamento de Biología –Universidad Nacional de Colombia

La selección natural

Existen organismos que se reproducen y la progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento. Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (según lo determine su medio ambiente) morirán con mayor probabilidad. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente.

Darwin, El Origen de las especies

Selección “natural”

Selección “artificial”

Los cultivos transgénicos

Cualquier procariote eucariote o virus

98 %98 %

70 %70 %

60 %60 %

20 %20 %

Los fenotipos, características físicas de un organismos, están determinados por la expresión génica y no por como los genes son introducidos.

A+A X A+A Autofecundación de una planta transgénica1 sola copia del transgene (Tolerancia a herbicida)

A+

A

A+ A

A+A+ A+A

A+A AA

A+A+, A+A fenotipo toleranteA A fenotipo susceptible

Segregación típica de monohíbrido mendeliano 3 : 1

Chaparro-Giraldo, A. 2005

Resistencia a Herbicidas Resistencia a Herbicidas

p35S EPSPS Pt-petunia tNos

Via del Shikimato

aa aromàticos

GlifosatoGlifosato

Hiato darwinista

Los cultivos transgénicos, son “construcciones artificiales”, y por lo tanto escapan a la selección natural?

Los cultivos transgénicos son una “novedad biológica”, y por lo tanto son un nuevo y desconocido desafío a la selección natural?

Plantas transgénicas

Semillas Pólen

ParientesSilvestres

Plantas transgénicas

Híbridos transgénicos

HibridaciónPoblaciones naturales

Chaparro-Giraldo, A. 2001

Capacidad de invasión

Brassica napus

Control, km R, PPT t

12 Habitats / Parámetros poblacionales

Sin diferencias en la mayoria de los

habitats

Crawley et al., 1993

En algunos casosen los que se encontraron diferencias significativas (sobrevivencia de semillas) las líneas transgénicas fueron menos invasivas y menos persistentes que la línea no transformada.

Papa, maíz y remolacha Cont., km R, TH (PPT,RR) , Bt

Amplio rango de condiciones ambientales

Sin diferencias en el comportamiento

Rogers & Parkes, 1995

Tolerancia a Herbicidas (TH):

Fitness en ecosistemas?Expresión sin selección Costo energéticoGene neutral

Raybould & Gray, 1994

Ecosistemas

Domesticación intensiva

Cultivares mejorados ( adaptados)

Hibridación

Brassica napus PPT X Brassica campestris

AAC 2n = 38 AA 2n = 20

Dos generaciones

Híbridos fertíles PPT 2n = 20

Rogers & Parkes, 1995

Híbridos transgénicos

Híbridación = Donador + Silvestre + Transgenes

RiesgoRiesgo

Donador poco domesticado Silvestre maleza agresivaTransgene incrementa fitness

Donador muy domesticadoSilvestre no maleza Transgene fitness neutro

El impacto ecológico de la hibridación cultivo / maleza no depende del método de transferencia génica ( Ellstrand & Hoffman, 1990).

papa Caroteno Australia

cry papa Perú

Reducción de riesgo de escape de transgenes

AndroesterilidadAndroesterilidad

Transformación Transformación cloroplastocloroplasto

Nature (2001) 414: 541-542

PNAS (2005) 102: 12338-12343

Distancia de muestreo entre surcos (m)

Número de muestras

Número de muestras positivas

Porcentaje de Hibridación natural

1 80 1 1,25

2 80 0 0

3 80 0 0

4 80 0 0

5 80 0 0

50 640 0 0

55 704 0 0

60 768 0 0

100 1280 0 0

Total 3792 1 0

Tabla 1. Hibridación natural del algodonero (Gossypium hirustum desde la fuente de polen Bollgard® usando GeneCheck. CI Turipana (Córdoba)

Estimación de la distancia a la cual el polen del algodonero es transportado por polinizadores. ICA. (2003) Diaz, A.L. & Montenegro, H.

Estudios de bioseguridad para el maíz GM realizados en Colombia. 2007. Ana Luisa Díaz (ICA) & Zaida Lentini (CIAT).

Flujo de polen Córdoba y Tolima , 2004Fuente: Híbrido Maíz Yielgard® amarilloReceptor: Maíz blancoDistancias:50, 100, 200, 300 (bloques 6m)400 (bloques 20 m)

ResultadosXenia < 1,6% a 50 mXenia < 0,2 % a 400 m (Córdoba)Xenia = 0 desde 300 m (Tolima)

2006Distancia: 1 a 100m rodeando la fuente

Resultados Xenia = 41,34 % a 1 mXenia < 1 desde 35m

Conclusión

Las variedades locales no correrían un riesgo significativo de ser polinizadas por otro tipo de maíces en su vecindad sean estos transgénicos o no, por lo tanto el riesgo es igual al que se maneja en las siembras de variedades convencionales y en la de los híbridos que se siembran desde hace mas de 50 años, lo cual permite deducir que los riesgos en el flujo genético son similares al que se presenta naturalmente en cualquier maíz cultivado.

Resultados similares se observaron en ensayos con híbridos amarillos de maíz Herculex I ®

Introgresión

Steward, et al. , 2003

Introgresión desde cultivos a parientes silvestres

Cultivos de muybajo riesgo:

Soya, cebada, mijo, frijol, maní y papa.

Cultivos de bajo riesgo:

Maíz, arroz y algodón.

Cultivos de riesgo moderado:

Alfalfa, remolacha,trigo, canola y girasol.

Cultivos dealto riesgo:

Sorgo.

¡ ANÁLISIS CASO POR CASO !Steward, et al. , 2003

Crecer uno cerca del otroFlorecimiento coincideF1 BC1Transgene con ventaja selectiva Varias generaciones BC

Steward, et al. , 2003

ConclusiónLos cultivos transgénicos liberados masivamente se comportan como su contraparte convencional.

Las características introducidas comercialmente (tolerancia a herbicida, resistencia a insectos) no aumentan la habilidad adaptativa de plantas voluntarias o hibridas en los ecosistemas analizados.

Hibridación e introgresión entre cultivos transgénicos y parientes silvestres, se presenta en una tasa similar a la de los cultivos convencionales.

Hace falta investigación en ecosistemas tropicales y con características que se están introduciendo actualmente y pueden tener efecto en la habilidad adaptativa, particularmente la tolerancia a estreses abioticos.

Los análisis deben ser hechos caso a caso ( cultivo X característica) y región por región.

Bibliografía

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