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Sostenibilidad alimentaria: ¿son los transgénicos una alternativa?



¡Buenas tardes a todos!


En esta entrada vamos abordar uno de los temas más candentes a día de hoy y que lo será más en el futuro. No es otro sino la sostenibilidad alimentaria mundial. ¿Sabías que la población mundial se ha duplicado desde el año 1970? Y es más, ¿sabes que al ritmo de crecimiento actual seremos 9000 millones de personas en 2050?(1) ¿Crees que al ritmo de crecimiento actual seremos capaces de proveer alimentos para toda la población?


El paradigma actual consiste en una situación en la que nos vemos obligados a alimentar a una población cada vez más numerosa a la par que garantizamos la sostenibilidad del planeta. Pero…,¿qué soluciones existen?


Por un lado, podríamos incrementar la productividad con el uso de especies que estén mejor adaptadas a situaciones extremas como elevadas temperaturas, sequías o alta salinidad del suelo. ¿Pero cómo conseguimos esta adaptabilidad? Se pueden usar genes específicos que pueden favorecer la adaptación de plantas a estas situaciones. Sí, lo que conocemos como organismos transgénicos.


Uno de los problemas es la alta salinidad porque las plantas son incapaces de crecer en estos medios debido a que pierden mucha agua y se deshidratan. Este fenómeno es conocido como ósmosis. Si quieres saber más sobre la ósmosis encontrarás más información en este video:


Esto se puede evitar, para ello tenemos que introducir un gen que produzca una molécula no tóxica que ayude a que la planta retenga agua. Este gen de nombre rocambolesco, es la colina deshidrogenasa de la bacteria E. coli. Esta enzima produce la molécula glicina-betaína que es la que protege la planta de la deshidratación. Se ha estudiado la viabilidad de algunas especies de patatas donde se les introdujo este gen y se observó que eran capaces de sobrevivir en medios con alto contenido en sal. (2)


Figura 1. Fórmula químcia de la glicina-betaína.

Por si no lo sabías, solo en África existen 69,5 millones de hectáreas de suelo con alta salinidad. Siendo África uno de los continentes más afectados por la carestía, estos transgénicos se postulan como una de las alternativas para paliar este problema. (3)


Otro de los problemas que hemos comentado es el deterioro progresivo de los terrenos actualmente cultivables. Uno de los factores que más contribuyen a este deterioro es el uso abusivo de pesticidas que controlan las plagas que acechan nuestras cosechas. Si pudiésemos cultivar variedades resistentes a las plagas podríamos evitar el uso nocivo de estos pesticidas. Todo lo que tenemos que conseguir es que la planta produzca una molécula que sea tóxica para el insecto pero que no lo sea para la planta, ni por supuesto para nosotros, que somos los plausibles consumidores.


La solución existe y se llama maíz-Bt. Este maíz contiene la proteína Cry que es tóxica para las larvas de los insectos barrenadores del tallo. Estos insectos se alimentan del tallo del maíz y, al hacerlo, debilitan la estructura de la planta que acaba por morir o ser menos productiva. Una vez que la larva se alimenta del tallo, ingiere la toxina y cuando ésta alcanza su intestino, perfora su aparato digestivo. (4)

Figura 2. Esquema representativo de la acción del maíz-Bt.


Hasta ahora hemos comentado algunas posibles soluciones que pasan por el empleo de transgénicos. ¿Cómo de seguros son? ¿Cómo se evalúa la seguridad?


Todo alimento transgénico disponible para su consumo humano ha tenido que superar numerosos estudios exhaustivos para ser aprobado. Por un lado, tiene que ser respetuoso con el medio ambiente y, por otro, tiene que ser apto para el consumo humano.


El conjunto de estudios que evalúan el riesgo ambiental potencial de un transgénico reciben el nombre de ERA (evaluación de riesgo ambiental). Estos analizan si el transgénico es capaz de adaptarse mejor al medio que el organismo tradicional. Esto es importante para no perder biodiversidad, cosa que ocurriría si el transgénico desplazase a la variedad natural. Por otro lado, hay que cerciorarse que la toxina no afecte a otros organismos de forma involuntaria, por ejemplo, que la toxina no actúe sobre las plagas del maíz, sino también sobre otros seres vivos del ecosistema (pájaros o roedores). (5)


A su vez, el conjunto de estudios que evalúan la aptitud para el consumo humano reciben el nombre de ECI (evaluación comparativa de la inocuidad). Estos buscan reproducir en el laboratorio lo que ocurría tras la ingesta de la proteína que hemos introducido en el transgénico. Se analizan fenómenos como la correcta digestión de la proteína o su potencial alergenicidad. A su vez, el producto transgénico es evaluado para comprobar si mantiene las propiedades nutritivas que tenía la variedad tradicional. En definitiva, se busca que las propiedades del alimento no se vean alteradas por la presencia de la proteína transgénica. (5)


Esperamos que os haya gustado la entrada y hayáis podido ver la importancia que va a tener en un futuro no muy lejano encontrar soluciones plausibles al problema de la sostenibilidad alimentaria. Aquí hemos propuesto un par de posibles soluciones en el futuro, como el uso de patatas resistentes a suelo con alto contenido en sal y una variedad de maíz resistente a plagas. No todo el problema se solucionará con el uso de transgénicos, pero es un gran paso, que sin duda, ayudará a conseguir esta meta para el progreso humano.


No olvidéis comentar la entrada en caso de que os hayáis quedado con alguna duda, o si queréis expresar vuestra opinión respecto a este interesante tema.


¡Hasta la semana que viene! ;)





 

Food sustainability: Are transgenics a solution?



Hello everyone!


In this post we are going to write about something important nowadays, but that will become even more crucial in the following years. We are speaking about global food sustainability. Did you know that world’s population has doubled since 1970’s? And, what’s more, did you know that, at our current growth rate, we will be nine billion people by 2050? (1) Do you think that, at the current growth rate, we will be able to provide enough food for the entire population?


However, the issue is not only how are we going to feed the world, but how are we going to do it in a way that doesn’t destroy our planet. So, what answers can we find? We could increase productivity using crop species better adapted to extreme conditions, such as high temperatures, dryness or high salinity in the soil. So, how can we achieve this adaptability? We can use specific genes to enable plants to adapt to these extreme conditions.


One of the problems is high soil salinity, as plants are unable of growing in these soils because they dehydrate and die. The mechanism why plants are dehydrated in high-salinity soils is known as osmosis. If you want to know more about this phenomenon, additional information can be found in this video.


However, this can be prevented. All we have to do is introduce in the plant a gene that produces a non-toxic molecule that helps plant retain water. This gene, which has a peculiar name, is called choline dehydrogenase, and can be found in bacteria such as E. coli. This enzyme produces the molecule glycine-betaine, which will prevent the plant from dehydrating. Certain potato’s varieties provided with this gene have been studied, and it has been proved they are able of surviving in high salinity soils. (2)


Figure 1. Molecular structure of Glycin-Betain.

Just if you didn’t knew, only in Africa there are more than 69.5 million hectares of high salinity soil. Given that Africa is one of the most damaged continents by starvation, these transgenics may provide an alternative in order to stop this key problem. (3)


Another of the problems we’ve already outlined is the progressive deterioration of the currently cultivable soil. One of the factors contributing with this deterioration is the pesticide’s abuse. Pesticides are used for controlling the plagues that threat our harvests. If we were able of growing variants with an innate plague resistance, the use of pesticides could be drastically diminished. All we have to do is enable the plant to produce a molecule completely harmless for itself and for us, the consumers, but toxic regarding the pest that eats the plant.


An example of this would be Bt-corn. This type of corn contains the protein Cry, toxic for the corn-borer larvae, one of the most common corn pests. These insects feed on corn’s stem, and in consequence, corn’s structure is debilitated and the plant ends up either dying or being less productive. Once the larvae eats the stem, it also ingests the toxin, and when the toxin reaches the larvae intestine, the toxin destroys its digestive system. (4)


Figure 2. Action mechanism of Bt-corn.


For the moment, we’ve already commented certain approaches that employ transgenic plants. How safe are they? How is their safety evaluated?


Every single transgenic food available for human use has successfully passed a lot of exhaustive studies before being approved. Firstly, it must be suitable for human consume, and secondly, but not less important, it must be respectful with the environment. The studies with the function of evaluating the potential environmental risk due to introduce in nature a transgenic organism are known as environmental risk evaluation. These studies analyze whether or not the transgenic is capable of adapting to the environment better than the traditional variety. This is crucial in order to prevent a reduction in biodiversity, what could happen if the transgenic organism is able of adapting better to the natural environment than the traditional organism. Moreover, we must ensure that the toxin produced by the transgenic will not have any off-target effect (that is, it won’t affect mice, birds or whatever any other animal that eats the plant apart from the pest). (5)


Following the same line, the studies that evaluate the suitability for human consume of the transgenic product are known as comparative harmlessness evaluation. These studies try to reproduce in the lab what would take place in our body once the transgenic is ingested. Several phenomena are studied, such as the correct digestion of the protein or its potential allergenicity. Of course, the product is evaluated in order to find if its nutritional properties are as good as the ones the traditional variety shows. At the end of the day, we are looking for a food that won’t change its properties because of the transgenic protein. (5)


We hope you’ve all enjoyed our entry and that you start visualizing what future problems we are going to face in recent times. Here we’ve given certain answers, such as the use of transgenic potatoes able to grow in high salinity soil or a corn variety not affected by plagues. The entire problem cannot be completely solved by using transgenics, but there’s no doubt that they can help us achieve our objective (feed the population without collapsing the planet).


Don’t forget to comment in case you want to obtain extra information, or just if you want to give your opinion about this interesting issue.


We’ll see you next week! ;)


 

(2)Izquierdo Rojo Marta, Curso de genética molecular e ingeniería genética. Ediciones Pirámide, 2014.




(5) Convention of biological diversity. Conference of the parties to thte convention on biological diversity serving as the meeting of the parties to the cartagena protocol on biosafety

(https://www.cbd.int/doc/meetings/bs/mop-07/information/mop-07-inf-06-en.pdf.)


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