Bosque genéticamente modificado planeado para el sureste de Estados Unidos


La ingeniería genética está llegando a los bosques. Si bien la práctica de unir ADN extraño en cultivos alimenticios se ha vuelto común en el maíz y la soja, pocas empresas o investigadores se han atrevido a aplicar ingeniería genética a las plantas que proporcionan un puntal esencial de la economía de los Estados Unidos, los árboles. Pero eso

La ingeniería genética está llegando a los bosques.

Si bien la práctica de unir ADN extraño en cultivos alimenticios se ha vuelto común en el maíz y la soja, pocas empresas o investigadores se han atrevido a aplicar ingeniería genética a las plantas que proporcionan un puntal esencial de la economía de los Estados Unidos, los árboles.

Pero eso pronto cambiará. Dos gigantes de la industria, International Paper Co. y MeadWestvaco Corp., planean transformar los bosques de plantación del sureste de los Estados Unidos al reemplazar el pino nativo con el eucalipto de ingeniería genética, un árbol australiano de rápido crecimiento que en sus cepas convencionales ahora domina la industria de la madera tropical.

El empuje de las compañías hacia árboles genéticamente modificados, liderados por su empresa conjunta de biotecnología, ArborGen LLC, busca superar varios obstáculos por primera vez. De manera más prominente, están apostando por un controvertido empalme genético que restringe la capacidad de los árboles para reproducirse, destinado a disipar los temores de que el eucalipto bioingeniería se convierta en invasivo y alcance a los bosques nativos.

Si una tecnología de control de la fertilidad de este tipo, que ha sido objeto de críticas en la agricultura por temor a que las empresas de semillas la exploten, se demuestra que es efectiva, podría abrir la puerta a muchas variedades de plantas silvestres, incluida la hierba herbácea, para su ingeniería genética. en aplicaciones energéticas como la biomasa y los biocombustibles de próxima generación sin temor a la invasividad.

El uso de tales plantas perennes, llamadas así porque, a diferencia de los cultivos agrícolas anuales, viven y crecen durante muchos años, ha interesado durante mucho tiempo a las empresas y al gobierno, incluido el Departamento de Energía, que ha colaborado con ArborGen. Las plantas, que incluyen muchos pastos destinados al etanol celulósico, pueden cosecharse cuando sea necesario y, debido a su resistencia, crecen en tierras marginales.

Sin embargo, aún quedan muchas dudas sobre la efectividad del sistema de fertilidad utilizado por ArborGen, que, según científicos líderes, nunca se ha estudiado rigurosamente en ensayos de varios años para demostrar que puede controlar la propagación de las plantas de manera efectiva. Deben realizarse más investigaciones antes de confiar en dichos sistemas para restringir la propagación de polen y semillas, dicen.

A pesar de estos pedidos, ArborGen ha estado buscando la desregulación gubernamental de su eucalipto, que está diseñado principalmente para resistir las temperaturas de congelación, desde 2008. Si tiene éxito, ArborGen probablemente revolucionaría la industria maderera y el paisaje del sur al convertirse en la primera compañía en desplegar árboles de bioingeniería En una escala masiva, dicen los observadores.

En sus escenarios más atractivos, los cultivadores que usan semillas presumiblemente caras de ArborGen verán enormes ganancias en productividad y se convertirán en el stock de árboles preferido para una nueva generación de refinerías de bioenergía. El Sur se convertiría en el nuevo Appalachia; La madera serviría como su carbón. Ya se han dado a conocer estos avances, incluida la reciente noticia de que la empresa de servicios de servicios públicos alemana RWE AG construiría la planta de pellets de madera más grande del mundo en Georgia para complementar sus hábitos de carbón.

Al adoptar el eucalipto como reserva de árboles, los Estados Unidos simplemente se pondrían al día con países como Brasil, que en las últimas décadas ha aprovechado las vastas plantaciones de árboles para pasar de un importador neto de madera a un exportador. Mientras que el Sur vio un aumento en las plantaciones de pino durante este tiempo, el pino no puede competir con el eucalipto por la tasa de crecimiento, dice la compañía.

"Estados Unidos está detrás del juego en esto", dijo Les Pearson, director de asuntos regulatorios de ArborGen. "Muchos países alrededor del mundo han estado cultivando eucaliptos durante muchas décadas".

De hecho, principalmente debido a la competencia de América del Sur, la demanda de pulpa de árbol estadounidense tradicional se ha debilitado. Según la estimación corporativa, esta industria en crisis podría permitir la reutilización de hasta 10 millones de acres en el sureste de eucaliptos de rápido crecimiento.
Pero aún no está claro si la naciente industria de la bioenergía será suficiente para compensar la demanda perdida en las plantaciones brasileñas, dijo Curtis Seltzer, un consultor de madera que ha estudiado ArborGen y considera a sus árboles un "cambio de juego".

"No me queda claro que la biomasa se recuperará para los mercados tradicionales [a medida que disminuyen", dijo Seltzer. "Pero podría".

Sin embargo, aun teniendo en cuenta los incentivos del gobierno y el precio del carbono, ArborGen debe satisfacer las preocupaciones de los reguladores y los grupos ambientales de que sus árboles diseñados no lo harán, especialmente cuando están dotados de la capacidad de resistir el frío, y se extienden sin trabas a través de los bosques.

Problemas de polen

En su forma más básica, la vida es sobre la reproducción. Y la lucha de la especie para adaptarse y sobrevivir puede dificultar los intentos de controlar la fertilidad de las plantas, según Steve Strauss, un genetista de árboles en la Universidad Estatal de Oregón que también ha consultado con ArborGen.

ArborGen se basa en lo que ha sido el sistema más popular para restringir el polen de las plantas, que utiliza un gen bacteriano para producir una enzima tóxica llamada barnasa que corta el material genético de una célula y causa la muerte. A través del engaño genético, la enzima solo se produce en las partes del árbol que se extienden por el polen, destruyendo su capacidad de reproducción, al menos la mayor parte del tiempo.

Dada la cantidad de árboles que se producirán, probablemente habrá suficiente inestabilidad genética para permitir que un número muy pequeño de eucaliptos tolerantes a la congelación se reproduzcan, dijo Strauss. Añadió que en lugar de un sistema de contención absoluto, la barnase debería considerarse como una estrategia de mitigación.

"No significa que no haya granos de polen producidos", dijo Strauss. "Casi nada en biología es del 100 por ciento".

Strauss dijo que casi una pequeña cantidad de plántulas tienen casi la seguridad de escapar de las plantaciones de eucalipto. Pero como es poco probable que los árboles, en su evaluación, resulten invasivos, no debería haber ninguna causa de alarma.

"Cuando se habla de árboles, ocurren tormentas, sopla el viento", dijo. "La contención no es absoluta. Existe la posibilidad de que se propague. ¿Es probable que se convierta en una maleza invasiva? Me parece poco probable".

Hasta ahora, solo dos de las estaciones experimentales de eucalipto de ArborGen han podido florecer, y la compañía ha informado poco sobre la producción de polen en los árboles. Ahora está buscando ampliar en gran medida el número y la ubicación de los árboles que pueden florecer en 28 sitios que suman un total de 330 acres distribuidos en siete estados. El Departamento de Agricultura emitió un borrador de aprobación de la expansión, sujeto a comentarios del público, a principios de este mes.

Los árboles de eucalipto modificados ya están plantados en la mayoría de estos sitios y, a medida que se acercan a la madurez sexual, ArborGen se ha visto obligado a arrancar las flores de los árboles o cortarlas por completo, lo que provoca millones de dólares en investigación perdida director de asuntos

Esta superficie de prueba es bastante pequeña, casi no equivale a una plantación comercial a gran escala, como han acusado algunos grupos ecologistas. (A modo de comparación, hay más de 32 millones de acres de plantaciones de pinos en el sur). Sin embargo, ArborGen ha confesado que espera que el USDA desregule los árboles para cuando la cohorte alcance la edad de cosecha, alrededor de siete años más o menos. La pulpa resultante para ser vendida.

Muchos investigadores de biotecnología respaldan el permiso experimental ampliado, que permitirá estudios más completos del sistema de contención de la fertilidad. Si bien ArborGen ha publicado poco en el camino de investigaciones revisadas por pares hasta el momento, publicará los resultados de barnase este año, dijo Maud Hinchee, director de tecnología de ArborGen.

Tales datos serían un cambio bienvenido. Si bien el mecanismo de barnase está bien documentado y aprobado para su uso en cultivos domesticados como la colza, su efectividad apenas se ha estudiado, según un análisis escrito por Strauss en 2007.


"No parece haber habido estudios de campo serios, en ningún cultivo, suficientes para estimar la efectividad operativa de los genes de contención", escribió Strauss. "Hasta que no se publiquen muchos de estos estudios, sería imprudente suponer que los genes se pueden contener de forma completa y segura en un futuro cercano".

Las decisiones para desregular cualquier planta GM silvestre como el eucalipto deben tener en cuenta esta falta de investigación, dijo Hong Luo, un biólogo molecular en la Universidad de Clemson que ha desarrollado un sistema de contención de genes para otra planta silvestre, el césped. Su equipo completó recientemente un estudio de un año sobre la efectividad del sistema, dijo, pero se necesita más investigación.

"En realidad no se han realizado demasiados estudios sobre el impacto del escape de transgenes de las plantas perennes", dijo. "Seremos cautelosos a este respecto".

Queda por verse cómo reaccionará el público ante el concepto de árboles forestales GM. Pero como señalan los investigadores, las personas ya han abrazado algunos árboles diseñados que no tienen controles de polen. Casi todos los árboles de papaya en Hawai están diseñados genéticamente para resistir el devastador virus de la mancha anular, y se están realizando esfuerzos similares para salvar a la castaña estadounidense, que ha sido casi erradicada por la enfermedad fúngica.

Sin embargo, la incapacidad de prometer una contención del 100 por ciento podría retrasar el desarrollo de las plantas de bioingeniería que conllevan riesgos leves de invasividad. Pero vendrán sistemas tan infalibles, predijo Strauss.

"Creo que podemos producir contención absoluta", dijo. "Podremos hacer eso, creo, en 10 años. Pero aún no está probado".

Invasores australianos

La naturaleza no probada de los controles de fertilidad de ArborGen es preocupante en gran medida porque se utilizarán para introducir un árbol robusto y extraño, dicen los grupos de conservación. La industria de la madera ha soñado durante mucho tiempo con importar eucaliptos al sur, imitando el éxito de Brasil, donde las plantaciones transformaron el país, con cierto impacto ambiental, de un importador de madera a un exportador dentro de décadas.

Los esfuerzos nacionales previos para establecer el árbol en el sur, que llegó a su punto máximo a principios de la década de 1980, fracasaron a medida que el invierno congela las franjas muertas en las plantaciones experimentales. Solo en Florida los árboles han sobrevivido, aunque solo se han utilizado en formas limitadas, principalmente para mantillo. Todos los esfuerzos para mover el árbol a condiciones más templadas han fallado, hasta ahora.

Gracias a un gen vegetal que obtuvo su licencia de Mendel Biotechnology, un importante contratista de I + D con Monsanto Co., los eucaliptos tolerantes a la congelación de ArborGen se han cultivado en condiciones mucho más frías en las Carolinas. (ArborGen tiene muchas conexiones con Monsanto, comenzando con su CEO, Barbara Wells, quien trabajó en el gigante de las semillas durante 18 años). El gen regulador de Mendel controla la expresión de otros genes que influyen en la resistencia al frío, y su uso representa el estado de la técnica En biotecnología vegetal.

Pero al abrir la puerta al cultivo de la planta, se necesita mucho más escrutinio en cuanto a cómo se comportará el eucalipto cuando se cultive en grandes cantidades, dijo Doria Gordon, ecóloga principal de Nature Conservancy.

"Mi preocupación es sobre la invasividad. No es que sea un OMG, per se", dijo Gordon. "La preocupación es, ¿qué amenaza es para el área natural de Florida y para las áreas naturales del sureste?"

El año pasado, Gordon, quien también trabaja en la Universidad de Florida, evaluó una de las dos especies utilizadas para criar los híbridos de ArborGen, Eucalyptus grandis, también conocida como la goma de rosa. El árbol se había vuelto invasivo previamente en Sudáfrica, descubrió Gordon, lo que la llevó a concluir que el árbol también corría el riesgo de volverse invasivo en el sur.

Gordon es miembro de un panel que evalúa el riesgo invasivo de las plantas en Florida, y el año pasado, el panel clasificó la goma de rosa como un posible invasor. Según se dice, solo se pueden cultivar algunas variantes del árbol y solo con prácticas de manejo estrictas, incluida la cosecha dentro de los seis meses posteriores al inicio de la producción de flores, mucho antes de lo que desearía una plantación forestal.

A pesar de que el chicle de rosas conlleva un riesgo invasivo, los árboles de ArborGen son una cantidad desconocida, dijo Gordon. Sin embargo, dada la incertidumbre que implica, Nature Conservancy ha recomendado al USDA que se le permita a ArborGen tener menos acres y árboles para florecer, y ninguno en Florida, dijo. El borrador del permiso aprobado por el USDA permitiría la floración en 10 sitios en todo el estado.

"No sabemos si podría volverse más invasiva con el tiempo", dijo. Y hasta entonces, "sería lógico para mí no hacer esos juicios en Florida".

No es irracional temer la invasividad en el eucalipto, dijo Dan Binkley, un ecologista forestal de la Universidad Estatal de Colorado. Sin embargo, el chicle de rosa parece adquirir rasgos de maleza solo en regiones áridas como Sudáfrica, donde puede aprovechar su tremenda eficiencia de agua. El sur es mucho más húmedo en comparación.

Incluso en Florida, el eucalipto ha demostrado ser algo delicado, agregó Pearson de ArborGen.

El árbol "no existe fuera del entorno plantado", dijo. Y en los confines cerrados de una plantación, "es necesario manejar estas cosas con mucho cuidado para que puedan sobrevivir y prosperar".

'Mas madera. Menos tierra

Si bien le gustaría ver más datos sobre el uso del agua y los impactos del fuego de las plantaciones de eucalipto, Binkley entiende el atractivo del árbol, dijo.

A diferencia de los pinos utilizados en las plantaciones del sur, que han ayudado silenciosamente a desplazar al tabaco en la economía de la región, el eucalipto puede desplegar un dosel completo de hojas en pocos años. Es codicioso por el carbono, y en 27 meses puede crecer hasta 55 pies de altura.

El beneficio final de las plantaciones de eucalipto sería la capacidad de cultivar más madera en menos tierra, dijo Hinchee de Arborgen. (No por casualidad, el lema de la empresa es "Más madera. Menos tierra"). Los bosques se pierden continuamente por el desarrollo en el sur, y los acres de madera dura natural se han vuelto más difíciles de cosechar. El aumento de la productividad tendría beneficios "a través de toda la cadena económica", dijo.

Se han hecho afirmaciones similares para la práctica de las plantaciones forestales en su conjunto, lo que sigue siendo controvertido a pesar de su ubicuidad en el sur, y existen pocos datos para verificar las reclamaciones.

Al final, si Estados Unidos persigue seriamente la bioenergía de las plantas, el país enfrentará la opción de obtener ese poder más de los árboles que se tratan como cultivos, o de los pastos, que pueden comportarse de manera mucho más invasiva, dijo Strauss.

"Si vamos a confiar en los biocombustibles como una parte importante de una cartera diversa de tecnología renovable", entonces la cosecha de árboles es la mejor manera de hacerlo, dijo. "Hay muchas tierras marginales que podrían usarse".
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