El mundo necesitará producir más alimentos, pienso y fibra durante los próximos 50 años que en toda la historia de la humanidad. La revolución tecnológica provocada por la genómica brinda una oportunidad única de alcanzar esa meta. Las plantas resistentes a los insectos y los herbicidas producto de la ingeniería genética están rindiendo importantes beneficios a través de alimentos, piensos y fibras más asequibles, que requieren menos plaguicidas, conservan más suelo y permiten la existencia de un medio ambiente más sostenible. Y en un mentís a las críticas, las plantas derivadas de la biotecnología han demostrado ser tan inocuas, o más, que las producidas por métodos convencionales. En el futuro, los adelantos en biotecnología agrícola darán por resultado plantas más resistentes a la sequía, al calor y al frío; plantas que exigirán menos aplicaciones de fertilizantes y plaguicidas, producirán vacunas para evitar enfermedades contagiosas graves y tendrán otras características deseables.

Richard Hamilton y Richard B. Flavell son, respectivamente, director ejecutivo y director científico de Ceres, Inc., compañía privada de biotecnología. Robert B. Goldberg es catedrático de biología molecular, celular y de desarrollo de la Universidad de California, Los Ángeles.

Las plantas y la agricultura han desempeñado un importante papel en el desarrollo y adelanto de la civilización. Las plantas proporcionan suministros sostenibles de alimentos para los seres humanos, pienso para los animales, fibra para la construcción y la ropa, medicinas y fármacos, perfumes, productos químicos para procesos industriales, energía para cocinar y calentar y, en fechas más recientes, biomasa para atender a la creciente demanda de combustibles para el transporte. Las plantas también desempeñan una importante función ambiental al evitar la erosión del suelo, aumentar la concentración de oxígeno en la atmósfera, reducir las emisiones de dióxido de carbono de la combustión de combustibles fósiles y enriquecer el suelo con nitrógeno, que reciclan entre el suelo y la atmósfera.

LA AGRICULTURA EN EL SIGLO XXI

De confirmarse las predicciones sobre el crecimiento de población, necesitaremos producir más alimentos, pienso y fibra en los próximos 50 años que en toda la historia de la humanidad. Y tendremos que hacerlo en una superficie de terreno apta para la agricultura y la producción de plantas cada vez más reducida.

Esto plantea importantes desafíos para la agricultura del siglo XXI:

• El rendimiento de las cosechas tiene que superar las espectaculares mejoras conseguidas en el siglo XX para atender a la creciente demanda y ahorrar espacio abierto.

• Los insumos necesarios para la agricultura intensiva, como agua y fertilizantes, tienen que reducirse.

• Es necesario obtener cosechas que prosperen en condiciones inhóspitas, a fin de poder utilizar suelos poco fértiles para cultivar importantes cosechas, prolongar las temporadas agrícolas y asegurar que el rendimiento no merme a causa de la sequía, el calor, el frío y otras inclemencias.

• El efecto ambiental de la agricultura debido al uso de plaguicidas, herbicidas y fertilizantes tiene que disminuir. Por ejemplo, mediante ingeniería genética se tienen que obtener plantas resistentes a las plagas, capaces de absorber con más eficacia los nutrientes del suelo y competir con éxito con las malas hierbas por el agua y la luz.

• Los cultivos alimentarios tienen que ser perfeccionadas al máximo para mejorar la salud y nutrición humanas, al proporcionar vitaminas, aminoácidos y proteínas esenciales que ayuden a eliminar la malnutrición y las enfermedades.

• Es preciso obtener nuevos cultivos para fines energéticos, de alto rendimiento, que se puedan usar como fuente renovable de biomasa para combustibles, con objeto de limitar nuestra dependencia de un sistema energético basado en el petróleo.

• Necesitamos "volver al futuro" y obtener por técnicas de ingeniería botánica plantas especiales, capaces de funcionar como fábricas de productos químicos y proteínas para fines médicos e industriales, por ejemplo, precursores plásticos y vacunas para combatir patógenos humanos y animales.

Estos desafíos exigirán el uso de las técnicas moleculares y fitogenéticas más avanzadas actualmente disponibles, así como la creación de otras nuevas. Ningún tiempo pasado ha sido tan estimulante para la biología vegetal y la agricultura, y la revolución tecnológica creada por la era genómica brinda una oportunidad única de alcanzar estas metas en el curso de los próximos veinte años, si no antes.

EL USO DE LA BIOTECNOLOGÍA PARA OBTENER NUEVOS CULTIVOS

La mayor parte de las plantas que cultivamos actualmente no proceden de un jardín del Edén mítico, ni crecen de manera "natural". Al contrario, la mayor parte de los cultivos importantes fueron modificados por nuestros antepasados hace miles de años, a partir de especies silvestres, mediante selección y mejora, para dotarlos de características más favorables para el consumo humano. Estos ingenieros genéticos primitivos aprendieron a reconocer las mutaciones casuales que aparecían en las poblaciones de plantas silvestres y a usar esta variabilidad genética para obtener las plantas alimentarias que consumimos hoy. Por ejemplo, el maíz se obtuvo de la gramínea teocinte hace 10.000 años, mediante la selección de unos pocos genes que controlan el tamaño de la mazorca, la estructura y el número de los granos y la arquitectura de la planta. Casi todas las plantas que consumimos hoy, como trigo, soja, arroz, patata, repollo, brécol y tomate, fueron modificadas de manera similar, es decir, mediante tecnologías genéticas, para crear nuevas combinaciones de genes en una especie de planta y seleccionar después las mejores características en la progenie.

Las principales innovaciones que están transformando la agricultura son tecnologías de ingeniería genética que permiten aislar genes nuevos, manipularlos y volver a insertarlos en plantas; la posibilidad de regenerar casi cualquier especie de planta del cultivo de tejidos en una planta fértil; y la invención de tecnologías genómicas de alto rendimiento. Estas últimas permiten trazar el mapa y descifrar la secuencia de genomas enteros de plantas e identificar los genes que controlan todos los procesos vegetales, incluidos los que pueden contribuir a solucionar los desafíos de la agricultura en el futuro, como genes para la resistencia a las enfermedades o a la sequía, número y tamaño de los granos.

En el plano genético, el cultivo tradicional de plantas depende de la introducción de mutaciones al azar, o variabilidad genética, en el genoma de una planta y después seleccionar, de una gran población, el pequeño grupo de cambios que da por resultado un cambio positivo. En la gran mayoría de los casos, los cambios genéticos que se producen son desconocidos. En cambio, la ingeniería genética es una solución más precisa y, debido a ello, se puede usar para obtener nuevas y valiosas características en una pequeña fracción del tiempo necesario para seguir las técnicas relativamente imprecisas del cultivo tradicional. Los genes que se han caracterizado ampliamente se pueden introducir en plantas de cultivo de una forma precisa y dirigida para generar nuevas plantas, mejoradas genéticamente, con características que no se podrían lograr con los métodos clásicos de cultivo.

EL CRECIMIENTO Y LAS VENTAJAS DE LAS PLANTAS BIOTECNOLÓGICAS

Las primeras plantas obtenidas por ingeniería genética a principios de los años ochenta eran resistentes a los herbicidas y a los insectos. Hoy, estas dos características, resistencia a los herbicidas y a los insectos, dan cuenta de la mayoría de las plantas biotecnológicas. Durante los últimos 20 años se ha desplegado un esfuerzo mundial para aislar los genes que proporcionen una larga lista de características señaladas por fitogenetistas, agricultores, consumidores y empresarios para mejorar una variedad de plantas. La biotecnología vegetal y la ingeniería genética son hoy día actividades importantes de los sectores público y privado y están pasando a ser parte importante de la fitogenética de todos los continentes. De hecho, ningún tiempo pasado ha sido tan estimulante para la agricultura, porque las poderosas tecnologías del genoma permiten identificar genes que pueden revolucionar la producción de plantas en el curso de los próximos 50 años.

En 2005 celebramos 10 años de cultivo de plantas biotecnológicas. Durante ese período se han cultivado 400 millones de hectáreas de plantas biotecnológicas mejoradas genéticamente. Las plantas biotecnológicas han sido adoptadas por agricultores de todo el mundo a un ritmo más rápido que cualquier otra variedad de plantas en la historia de la agricultura, incluido el maíz híbrido de alto rendimiento el siglo pasado. Desde su introducción en 1996, el uso de plantas biotecnológicas mejoradas genéticamente ha aumentado a un ritmo de más de 10 por ciento al año, y en 2004, según datos del Servicio Internacional para la Adquisición de Aplicaciones Agrobiotecnológicas, aumentó 20 por ciento. Las principales plantas portadoras de nuevos genes biotecnológicos son la soja, el maíz, el algodón y la canola, que representan, respectivamente, 56 por ciento, 14 por ciento, 28 por ciento y 19 por ciento de la superficie mundial dedicada a estos cultivos. Juntos, ocupan cerca de 30 por ciento de la superficie mundial dedicada a estos cultivos. En Estados Unidos, la soja biotecnológica (resistente a los herbicidas), el maíz (resistente a los herbicidas y a los insectos) y el algodón (resistente a los herbicidas y a los insectos) representan, aproximadamente, 85 por ciento, 75 por ciento y 45 por ciento, respectivamente, de la superficie total dedicada a estos cultivos.

Estados Unidos es el principal productor de plantas biotecnológicas, con más de 48 millones de hectáreas, seguido de Argentina (16 millones de hectáreas), Canadá (6 millones de hectáreas), Brasil (4,8 millones de hectáreas) y China (4 millones de hectáreas). El valor de los cultivos biotecnológicos es de cerca de 5.000 millones de dólares, lo que supone 15 por ciento y 16 por ciento de la producción mundial de plantas y de mercados de semillas, respectivamente. Los cultivos biotecnológicos están rindiendo importantes beneficios a través de alimentos, piensos y fibras más asequibles, que requieren menos plaguicidas, conservan más suelo y permiten la existencia de un medio ambiente más sostenible. Además, el ingreso anual de los agricultores pobres del mundo en desarrollo ha aumentado considerablemente gracias al uso de plantas biotecnológicas, según datos recientes de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. La mayor parte del valor añadido ha beneficiado a estos agricultores en vez de a los proveedores de la tecnología.

LOS TEMORES QUE LIMITAN EL CRECIMIENTO DE LOS CULTIVOS BIOTECNOLÓGICAS

Aunque las plantas producidas mediante la biotecnología y la ingeniería genética han sido adoptadas con gran rapidez y son las más estudiadas y analizadas de la historia humana, la biotecnología agrícola no es ajena a la controversia. La oposición al uso de la biotecnología y los organismos de ingeniería genética derivados de ella está limitada en gran parte a Europa, donde un pequeño, pero muy activo, grupo de activistas ha atizado la opinión pública en contra de la tecnología.

En un entorno donde las alarmas alimentarias no relacionadas con la biotecnología, por la enfermedad de las vacas locas y la dioxina, han erosionado la confianza pública de los europeos en el control fiscalizador de su suministro alimentario, los grupos activistas han podido generar considerable desconfianza de la biotecnología agrícola. Esta desconfianza es injustificada: los temores hipotéticos no se han confirmado después de más de 10 años de uso inocuo y más de 400 millones de hectáreas plantadas con variedades mejoradas genéticamente. No se conocen casos de efectos adversos de estas cosechas en seres humanos y existen beneficios ambientales demostrables. De hecho, estudios importantes publicados en revistas revisadas por científicos expertos en la materia, en el curso de los últimos cinco años, indican que las plantas biotecnológicas son considerablemente equivalentes a sus semejantes no biotecnológicas, que los rendimientos han aumentado, que las aplicaciones de plaguicidas han disminuido, que grandes cantidades de suelo se han conservado y que las prácticas de gestión han conseguido evitar o reducir al mínimo la resistencia a las plantas resistentes a los insectos. Aunque ninguna tecnología está completamente exenta de riesgo, las plantas biotecnológicas han demostrado ser tan inocuas, o más, que las producidas por métodos convencionales.

¿QUÉ NOS TRAERÁ EL FUTURO?

Los próximos diez años, los adelantos en biotecnología agrícola darán por resultado plantas más resistentes a la sequía, al calor y al frío; plantas que exigirán menos aplicaciones de fertilizantes y plaguicidas, producirán vacunas para prevenir enfermedades contagiosas importantes, tendrán más semillas y de mayor tamaño, más contenido nutritivo y podrán regenerarse sin necesidad de fertilización, fijando el vigor híbrido. También se producirán plantas de mayor valor nutritivo para contribuir a aliviar la malnutrición en el mundo en desarrollo. Actualmente, las plantas de la variedad de "arroz dorado 2", que están siendo sometidas a pruebas en el campo, pueden producir hasta 30 microgramos de beta caroteno, precursor de la vitamina A, según un reciente artículo de Jacqueline Paine y otros. Los autores calculan que esta cantidad de beta caroteno proporcionaría, al menos, 50 por ciento de la dosis diaria recomendada de vitamina A en una porción normal para niños, de 60 gramos.

Además de aumentar la producción de alimentos, piensos y fibra, la biotecnología está haciendo una importante contribución al sector energético. Los adelantos en biotecnología han hecho posible la producción de grandes cantidades de celulasas de bajo costo, que se pueden utilizar para convertir la celulosa en azúcares simples que, a su vez, se pueden transformar, mediante fermentación, en combustibles como el etanol. Recientes cálculos del Departamento de Energía de Estados Unidos indican que, para 2020, Estados Unidos podría obtener de biomasas 30 por ciento o más de sus combustibles para el transporte. La biotecnología agrícola puede incrementar esa cifra mejorando la densidad del rendimiento de la biomasa, perfeccionando las características de la elaboración de los piensos de biomasa y reduciendo la necesidad de insumos agronómicos tales como agua, fertilizantes y plaguicidas.

Varios países claves, en particular Estados Unidos y China, están fomentando la biotecnología agrícola, haciendo las inversiones necesarias en investigación y desarrollo y ofreciendo un sistema normativo viable para la introducción y comercialización de nuevas plantas mejoradas por medios biotecnológicos.

Si vamos a crear una nueva modalidad de agricultura en el siglo XXI, que sea sostenible y rentable con respecto a la seguridad alimentaria y la autosuficiencia energética, tendremos que emplear todas las herramientas científicas y los descubrimientos a nuestra disposición, incluidas la biotecnología y la ingeniería genética, y seguir el camino continuo de los adelantos agrícolas que han permitido a la humanidad progresar durante miles de años.

Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente los puntos de vista ni las políticas del gobierno de Estados Unidos.