dr. moisés burachik,

GMOs Regulation:GMOs Regulation: Environmental safety/risk Environmental safety/risk

assessment in Spanish assessment in Spanish (Regulación de los OGM(Regulación de los OGM

Aspectos de la Evaluación de Aspectos de la Evaluación de Riesgo Ambiental)Riesgo Ambiental)

Dr. Moisés Burachik,

Coordinador General, Oficina de Biotecnología, Secretaría de Agricultura, Buenos Aires, Argentina

LOS OGMs LOS OGMs MARCO REGULATORIO ARGENTINOMARCO REGULATORIO ARGENTINO

1. CONABIAEvaluación del Impacto Ambiental(cultivos)

2. SENASAEvaluación de la seguridad alimentaria(materias primas)

3. DIRECCION NACIONAL DE MERCADOSAGROALIMENTARIOS (comercio internacional)

CONABIACONABIA (Comisión Nacional Asesora en (Comisión Nacional Asesora en Biotecnología Agropecuaria)Biotecnología Agropecuaria)

- - SENASASENASA (Comisión Técnica Asesora en Seguridad (Comisión Técnica Asesora en Seguridad Alimentaria)Alimentaria)

Entes asesores técnicos mixtos (sectores público y privado)

Proceso de revisión

Normas establecidas

Sistema establecido de autorizaciones (ensayos, liberaciones, inspecciones, aptitud para consumo)

Resoluciones: la autoridad de aplicación

DNMADNMA

Situación regulatoria en países importadores

Distribución (países, volúmenes, evolución de las demandas) de nuestras exportaciones

Impacto en nuestro comercio internacional

Dictamen técnico (económico)

MARCO REGULATORIO DE LOS OGMs MARCO REGULATORIO DE LOS OGMs PRINCIPIOS GENERALESPRINCIPIOS GENERALES

i) METODO PRECAUTORIO

Concepto proactivo

Marco regulatorio acompaña el desarrollo

Caso por caso, paso a paso (escalas)

Dudas razonables detienen el desarrollo

No se requieren fundamentos científicoscompletos

MARCO REGULATORIO DE LOS OGMs MARCO REGULATORIO DE LOS OGMs PRINCIPIOS GENERALES (cont.)PRINCIPIOS GENERALES (cont.)

ii) EQUIVALENCIA (Codex Alimentarius)

ComposiciónValor nutricionalUso al que está destinado

iii) EQUIVALENCIA SUSTANCIAL

Análisis de TODOS los aspectos en que el NUEVO ALIMENTO puede DIFERIR del tradicional.

Lic. A. Luchetti - RMA - 2000

EVALUACION DEL RIESGO AMBIENTAL DE PLANTAS

TRANSGÉNICAS

Secciones de un documento regulatorio:

1. Identificación de los elementos para la evaluación.

2. Datos ambientales requeridos para la evaluación científica de plantas transgénicas, previos a la autorización de su uso comercial.

3. Evaluación de las diferencias entre el OGM y el correspondiente no-OGM en sus interacciones con el ambiente,

a) en agroecosistemas (fuertemente perturbados por actividades humanas), y

b) en ecosistemas naturales (no manejados).

Objetivos del análisis de la información:

Evaluación del potencial para producir perjuicios, directos o indirectos para el ambiente.

Criterios adicionales:

1. Los requerimientos específicos pueden variar con la planta, el tipo de modificación genética y el uso final.

2. Los requerimientos de información deben considerarse caso por caso.

3. Los requerimientos de información dependen del país, pero una armonización es posible.

ALGUNOS TÉRMINOS GENERALES

Biodiversidad: variedad de formas de vida (de unicelulares hasta complejas) y sus procesos (metabolismos y sus respuestasa factores, ciclos, factores que los organizan en poblaciones, ecosistemas y paisajes).

Es sensible a perturbaciones que pueden resultar de la actividad humana.

Se reconocen tres niveles:

1. Diversidad genética (dentro de individuos de una especie)

2. Diversidad de especies (variedad de organismos en un lugar)

3. Diversidad de ecosistemas (variedad de especies, funciones y procesos ecológicos, que existen en diferentes condiciones

físicas)

ENSAYO DE CAMPO CONFINADO:

Liberación de una planta transgénica, bajo condiciones de aislamiento que incluyen:

1. Aislamiento reproductivo2. Monitoreo del sitio de liberación3. Restricciones al uso del terreno

post-cosecha

LIBERACIÓN NO CONFINADA:

Liberación de una planta transgénica, que NO ESTÁbajo las condiciones de

i) aislamiento (reproductivo, físico),

ii) monitoreo,

iii) restricciones al uso del terreno post-cosecha y/o uso restringido de la semilla o progenie.

AGROECOSISTEMA:

Area agrícola, sometida a manipulación humana significativa(arado, aplicaciones de agroquímicos, siembra, etc.)

ECOSISTEMA NATURAL:

Area no agrícola (no está bajo manejo por el hombre).

INFORMACION REQUERIDA PARA

LA EVALUACION DE

RIESGO AMBIENTAL

1. BIOLOGÍA DE LA CONTRAPARTE NO-OGM (puede ser un documento

2. EXPRESIÓN FENOTÍPICA DEL

MALEZAS (UN ESTILO DE VIDA) Y PLANTAS GENETICAMENTE

MODIFICADAS

¿PUEDE LA LIBERACIÓN AL AMBIENTE DE UNA PLANTA GM SER PELIGROSA?

Para ello debe reunir las siguientes condiciones:

Poseer un gen que le confiera un carácter peligroso

Ser capaz de sobrevivir en el ambiente

Ser capaz de multiplicarse

Debe tomar contacto con especies o sistemas biológicos que puedan resultar dañados

Debe causar daño

Si cualquiera de esas condiciones no se cumple, no debería haber peligro en la liberación.

¿PORQUÉ LA CUESTIÓN?

Se ha propuesto que uno de los mayores peligros de las plantas transgénicas es la producción de malezas severas.

Malezas reducen la productividad de la agricultura en >12%.

Si aparecen nuevas malezas, la productividad económica puede ser seriamente afectada.

Una maleza severa puede invadir ecosistemas naturales causando cambios masivos.

crear una nueva maleza no es peligro trivial.

¿CÓMO HAN EVOLUCIONADO LAS MALEZAS?

A. Plantas silvestres colonizadoras, a través de modificación selectiva, invadieron hábitats perturbados por el hombre (agricultura)

B. Plantas cultivadas intercambiaron genes con parientes silvestres.

C. Plantas cultivadas fueron seleccionadas por sus características de maleza.

¿CUÁLES SERÍAN LOS EFECTOS DE LA LIBERACIÓN DE PLANTAS

TRANSGÉNICAS, EN CADA CASO?

A. Plantas silvestres colonizadoras, através de modificación selectiva, invadieron hábitats perturbados por el hombre (agricultura)

No serán afectadas por plantas transgénicas. Seguirán siendo invasoras

como en la actualidad.

B. Plantas cultivadas que intercambiaron

genes con parientes silvestres.

Este es un mecanismo reconocido.

Es un peligro cultivar plantas

transgénicas en las regiones en que

existen parientes silvestres.

Tema no resuelto: la mayoría de

las especies tienen, en alguna

parte, parientes silvestres que son

malezas (caso del girasol en

Argentina, arroz en Costa Rica).

(¿Tecnologías de control de la

expresión génica?)

C. Plantas cultivadas fueron seleccionadas por sus características de maleza.

Único mecanismo relevante:

la evolución hacia características de maleza a partir de plantas cultivadas mismas (¿OGMs?).

Esto nos lleva a las siguientes cuestiones:

¿CUÁLES CARACTERÍSTICAS DISTINGUEN LAS MALEZAS DE OTRAS PLANTAS?

¿CUÁL ES LA DISTRIBUCIÓN DE ESAS CARACTERÍSTICAS ENTRE MALEZAS, NO-MALEZAS Y PLANTAS CULTIVADAS?

¿CUÁN FÁCIL SERÍA LA EVOLUCIÓN DE UNA PLANTA CULTIVADA PARA CONVERTIRSE EN MALEZA?

HIPÓTESIS:

PUEDE ESTIMARSE EL RIESGO

(PROMEDIO) DE QUE UNA PLANTA

CULTIVADA EVOLUCIONE HACIA EL

FENOTIPO DE MALEZA, COMPARANDO

EL CONJUNTO DE CARACTERÍSTICAS

ENCONTRADAS EN MALEZAS,

PLANTAS CULTIVADAS Y PLANTAS

“NORMALES”.

ESTO PERMITIRÍA EVALUAR LA

PROBABILIDAD DE QUE PLANTAS

CULTIVADAS TRANSGÉNICAS PUEDAN

EVOLUCIONAR HACIA EL FENOTIPO DE

MALEZA, EN BASE A LA DISTRIBUCIÓN

DE LAS CARACTERÍSTICAS QUE

FAVORECEN ESE FENOTIPO.

(K.H.Keeler, Biotechnology 7, 1134-1139, 1989).

¿CUÁLES SON LAS CARACTERÍSTICAS DE UNA MALEZA “IDEAL”?

A) Sus requerimientos de germinación se dan en muchos ambientes.

B) La germinación es discontinua, internamente controlada, y longevidad de la semilla.

C) Crecimiento rápido a través de la fase vegetativa hasta floración.

D) Producción continua de semilla

durante todo el tiempo que las

condiciones del crecimiento lo

permitan.

E) Facultativamente auto-compatible.

F) Cuando son posibles los

cruzamientos, que los polinizadores no

sean especializados o utilice el viento.

G) Elevada producción de semillas

bajo condiciones ambientales

favorables.

H) Producción de algunas semillas en

un amplio rango de condiciones

ambientales: tolerante y plástica

I ) Semillas adaptadas para la dispersión

a distancias cortas y largas.

J) En el caso de perennes, crecimiento vegetativo vigoroso o regeneracióna partir de fragmentos.

K) En el caso de perennes, dificultad para erradicación.

L) Posee habilidad para competir inter-específicamente (aleloquímicos).

M) Forma ecotipos.

¿CUÁL ES LA PROBABILIDAD DE QUE UNA PLANTA CULTIVADA ADQUIERA LAS CARACTERÍSTICAS ASOCIADAS AL

FENOTIPO DE MALEZA?

Observaciones:

Se conoce que aproximadamente la mitad de las características cuyo conjunto determina el fenotipo de maleza, está determinada por genes únicos en algunas especies.

Para muchas plantas, la sustitución de

un único alelo dominante producirá el

fenotipo de maleza, en la planta que

previamente no lo poseía.

(Parecería que evolucionar hacia el

|fenotipo de maleza puede ser fácil).

Sin embargo, Producir el fenotipo de maleza puede requerir múltiples cambios genéticos.

Las malezas económicamente importantes poseen entre 10 y 12 caracteres que producen ese fenotipo.

Si una planta cultivada no posee ningunode esos caracteres, entonces serán necesarias las sustituciones simultáneasde alelos entre 10 y 12 loci.

Esos cambios simultáneos son

altamente improbables, especialmente en

cultivos anuales, a partir de semillas

comerciales.

Si muchas malezas severas poseen solo 5 de las características de maleza y

muchos cultivos tienen al menos 3 deellos, entonces

la evolución hacia el fenotipo de maleza puede ser probable bajo condiciones de prácticas agrícolas normales.

Entonces:

RESULTADOS:

Se compararon las 17 “PEORES” MALEZAS (en promedio, infestan seriamente 33 diferentes cultivos en 54 países diferentes): poseen 85% (11/13) delos caracteres de la maleza “ideal”.

De 14 de esas malezas (sobre las que hay datos), 12 forman ecotipos.

Casi todas (16) son poliploides.

Cinco son actualmente activamente cultivadas en alguna parte del mundo.

Siete crecen como pasturas o se usan como alimento, aunque no son cultivadas.

Una se usa como hierba medicinal.

Sobre solo 4 no existen informes de que sean usadas por el hombre.

Sobre 20 malezas tomadas al azar entre 47 que son serias pero no “las peores”, los resultados son similares a los anteriores: poseen un 85% de las características de maleza (11/13).

En plantas que NO SON MALEZAS, se encuentra (promedio por planta, 20 plantas analizadas) un 59% de las características de maleza.

En PLANTAS CULTIVADAS (se analizaron 20 cultivos), se encuentra en promedio un 42% de las características de maleza (5/12).

Seis plantas cultivadas tienen razas que son malezas, 2 tienen congéneres que presentan

problemas como malezas, y el resto (12) no parecen tener características de maleza.

OBSERVACIONES

1) Hay diferencias significativas en la distribución de las características de maleza entre los tres grupos:

• Las malezas más serias poseen 10 u 11 caracteres • Las plantas no-malezas poseen 7 de esos caracteres • Las plantas cultivadas poseen solo 5 de esos caracteres

Por lo tanto, para que una planta cultivada “promedio” adquiera el fenotipo de maleza, debería adquirir, en promedio 5 CARACTERÍSTICAS NUEVAS.

2) Aún usando el supuesto (poco

probable) de que esas

características nuevas son

determinadas por genes únicos,

en que una mutación dominante

proveerá el carácter, se

requerirían sustituciones en 5

Siendo la probabilidad de una

mutación simple de 10(-5), entonces

los 5 eventos tendrían una

probabilidad de [10(-5)]5 = 10(-25).

Considerando un cultivo muy

numeroso (maíz: 18x10(9)

plantas/año), se puede ver que esa

situación es muy poco probable

(aproximadamente 1 planta por año).

Puesto que la mayoría de los cultivos se siembran con semillas compradas y no se dejan propagar,

las plantas no podrán acumular gradualmente nuevas carácterísticas.

Las plantas perennes y las sembradas a partir de sus propias semillas, se cultivan generalmente en extensiones mucho más pequeñas.

Tomando estos datos en conjunto, resulta :

La probabilidad de la ocurrencia conjunta de nuevos alelos que produzcan malezas a partir de la mayoría de las plantas cultivadas esmuy baja.

¿Es esto una afirmación absoluta que exime a los evaluadores de considerar esta posibilidad y bendice a la nueva tecnología?

Enfatiza que el análisis debe realizarse caso por caso.

Por ejemplo:

Plantas con muy pocos caracteres de

maleza y sin parientes que sean malezas

(maíz, ananá), serán muy improbables

fuentes de poblaciones de malezas en el

futuro, más de lo que lo han sido en el

pasado.

Plantas con caracteres inherentes de maleza y/o con parientes que son malezas (avena, girasol), requerirán un muy serio análisis de riesgo para evitar problemas adicionales.

¿PUEDE UN ESCAPE DE (TRANS)GENESGENERAR SUPERMALEZAS?

Riesgo previsto: La transferencia de genes hacia especies que ya son malezas para crear una maleza más persistente...

es probablemente el mayor riesgo cuando se plantan nuevas variedades de cultivos.

(Goodman y Newell, 1985, la primera planta transgénica fue aprobada en 1996)

La oportunidad más probable:

Hibridación cultivo-maleza. Depende de la presencia de parientes compatibles, y exige tomar precauciones.

P.ej., una maleza puede ser una raza de la misma especie y haber evolucionado por hibridación desde el cultivo hacia una raza no maleza de la misma especie (mijo).

La hibridación tiene el riesgo de aumentar la agresividad en la maleza.

CRUZAMIENTOS TRADICIONALES:

generalmente introdujeron caracteres

que no favorecían la adaptación de

plantas silvestres (enanismo, ausencia

de dormición, no ruptura de frutos).

La transferencia de genes desde

plantas domesticadas hacia malezas

relacionadas no pudo jugar un rol

importante.

PLANTAS GENÉTICAMENTE MODIFICADAS:

Introducen algunos caracteres que

pueden conferir ventajas adaptativas a

malezas (tolerancia a sequías, salinidad,

heladas, enfermedades, plagas,

herbicidas).

Esto tiene el potencial de convertirse en

un riesgo ambiental.

Relevancia del escape: Dependerá de:

a) La biología del donante

b) El receptor silvestre

c) El gen introducido

Con respecto a a): (EL DONANTE)

el mayor riesgo provendrá de

especies que han sufrido escasa

domesticación, pues tendrán las

menores divergencias ecológicas y

reproductivas con sus progenitores

silvestres.

Con respecto a b): (EL RECEPTOR)

el mayor riesgo estará asociado con

aquellos receptores que ya son muy

comunes y/o son malezas.

Con respecto a c): (EL GEN INTRODUCIDO)

el mayor riesgo estará asociado a

genes que confieren una

ventaja adaptativa, suficientemente

grande como para hacer al híbrido

superior al tipo silvestre puro.

¿CUÁL ES LA MAGNITUD DE ESTOS RIESGOS?

Si una planta transgénica se cultiva en

regiones en que existen parientes

silvestres, y

el gen (si fuera transferido) es

potencialmente capaz de conferir

alguna ventaja a la población

silvestre, entonces

deben tomarse medidas para reducir las oportunidades para la hibridación cultivo-maleza.

En el peor escenario (un cultivo poco domesticado, una maleza compatible y agresiva en la región, y un gen capaz de conferirle una ventaja adaptativa a la maleza, si fuera transferido):

aún unos pocos eventos de hibridación pueden no ser tolerables, y el aislamiento absoluto será necesario.

En el otro extremo:

(el cultivo tiene muchas características que serían perjudiciales para el pariente silvestre, éste no es una maleza, y no es probable que el carácter eventualmente transferido le confiera una ventaja sobre la variedad silvestre): una baja tasa de hibridación sería tolerable.

¿ CÓMO MANEJAR ESOS RIESGOS?

Distancias de aislamiento. Tomar como guías las indicaciones para la producción de semilla fundación.

Típicamente:

No menos de 200 m para plantas autofertilizadas

Especies que cruzan, 1000 m o más (girasol, 3000 m).

Aislamiento reproductivo. En ciertos casos, basta con impedir (o aislar) la floración, al menos al mismo tiempo que las especies potencialmente hibridizables.

Si el cultivo se propaga vegetativamente, eliminar por completo el material antes de floración.

Dentro de estas técnicas, se incluyen cultivos barrera en los bordes, para atrapar el polen.

MÉTODOS GENÉTICOS DE AISLAMIENTO:

Ligar el gen introducido a otro que es letal en el polen,

Seleccionar para mayores niveles de auto-fertilización

Sistemas de excisión tipo cre-lox

Sistemas de silenciamiento génico

¿Otros?

OBSERVACIONES:

El problema no es único para plantas transgénicas, sino para cualquier tipo de modificación del germoplasma vegetal.

El impacto depende más de la biología del cultivo, el pariente silvestre y el gen potencialmente transferible, que del método de transferencia (OGMs).

El aislamiento absoluto puede no

ser posible a menos de que se fijen

distancias muy grandes.

Ciertos cultivares no deberían ser

liberados en ciertas áreas.

Hacen falta más estudios eco-

genéticos:

la adaptabilidad de muchas

malezas a las condiciones de

campo,

estrategias para reducir el

escape de polen, etc.

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