Diferencia entre semillas híbridas y GM

Semillas híbridas

Se crea un híbrido cuando dos plantas padre genéticamente diferentes de la misma especie son polinizadas. Durante la polinización, el polen del hombre fertiliza los gametos de los ovarios femeninos para producir semillas de descendencia. El material genético de las plantas masculinas y femeninas se combina para formar lo que se conoce como semillas híbridas de primera generación (F1).

En naturaleza:

Las plantas con flores han desarrollado varios mecanismos para producir descendencia con rasgos genéticos variados para mayores posibilidades de supervivencia en entornos cambiantes.

Diicliny es la aparición de flores unisexuales (a diferencia de la hermafrodita). Las plantas dioicas transportan flores masculinas y femeninas en plantas separadas (a diferencia de los monoales, que transportan ambos en la misma planta). Esto obliga a la polinización cruzada a tener lugar.

La dicogamia es la diferencia temporal en la madurez de la antera y el estigma (órganos de plantas reproductivas masculinas y femeninas respectivamente), lo que nuevamente fomenta la polinización cruzada. Protandry se refiere a la dehiscencia (maduración) de la antera antes de que el estigma se vuelva receptivo, mientras que la proteoginia puede verse como el escenario opuesto.

La autoincompatibilidad (rechazo del polen de la misma planta) y la herkogamia (separación espacial de anteras y estigma) asegura que se evite la autofirtilización.

La autoincompatibilidad se divide en tipos heteromórficos y homomórficos. Plantas con flores heteromórficas Distyle (2 tipos de flores) o tristyle (3 tipos), exhiben diferencias visibles en las estructuras reproductivas entre cada tipo. Solo las flores de diferentes tipos son compatibles para la polinización debido a las alturas de estigma y estilo. Las flores homomórficas, aunque morfológicamente iguales (en apariencia), tienen compatibilidades controladas por genes. Cuanta más similitud genética entre el polen y los óvulos (gametos femeninos), más probabilidades tendrán de ser incompatibles para la fertilización.[i]

Uso comercial:

Aunque la hibridación ocurre naturalmente en la naturaleza, los criadores de plantas pueden controlar las plantas con una combinación comercialmente deseable de rasgos. Los ejemplos son la resistencia a las plagas, enfermedades, deterioro, productos químicos y tensiones ambientales como la sequía y las heladas, así como la mejora del rendimiento, la apariencia y el perfil de nutrientes.

Los híbridos se producen en entornos de baja tecnología, como campos de cultivo cubiertos o invernaderos. Ejemplos de nuevos cultivos que existen solo como híbridos incluyen canola, pomelo, maíz dulce, melón, sandías sin semillas, tangelos, clementinas, apriums y pluots. [ii] Se investigaron cultivos híbridos en la u.S. En la década de 1920 y en la década de 1930, el maíz híbrido se había utilizado ampliamente.[iii]

La hibridación se originó en las teorías de Charles Darwin y Gregor Mendel a mediados de 1800. El primer método empleado por los agricultores se conoce como detección de maíz, donde el polen de las plantas de maíz madre se elimina y se planta entre las hileras de plantas padre, lo que garantiza la polinización del polen del padre. Así, las semillas cosechadas de las plantas madre son híbridos. ^II La eliminación manual de las estructuras de órganos machos de la planta, se conoce como emasculación de manos.

La modificación del sexo es otro método adoptado por los agricultores para dirigir la reproducción de las plantas. La expresión sexual puede controlarse mediante factores cambiantes como la nutrición vegetal, la exposición a la luz y la temperatura y las fitohormonas. Las hormonas vegetales como las auxinas, Etherl, Erthephon, citoquininas y brasinoesteroides, así como las bajas temperaturas, causan un cambio hacia la expresión sexual femenina. Los tratamientos hormonales de giberelinas, nitrato de plata y ptalimida, así como altas temperaturas, tienden a favorecer la masculinidad. ⁱ

Patentes y preocupaciones económicas

La generación F1 es una variedad única que, cuando se cruza con su propia generación para producir la serie F2, dará como resultado plantas con nuevas combinaciones genéticas aleatorias de ADN principal. Por esta razón, las semillas de F1 otorgan a sus productores derechos de patente, ya que la misma semilla debe comprarse cada año para plantar.

Aunque las semillas híbridas beneficiosas son demasiado caras para su uso en los países en desarrollo, ya que el costo de las semillas se combina con el requisito de maquinaria costosa para la fertigación y la aplicación de pesticidas. El Revolución verde, Una campaña destinada a difundir el uso de semillas híbridas para una mayor producción de alimentos, en realidad fue económicamente perjudicial en las comunidades agrícolas rurales. Los altos costos de mantenimiento involucrados, obligaron a los agricultores a vender sus tierras a agronegocios, ampliando la brecha entre los ricos y los pobres aún más.

Semillas GM

La tecnología de ADN recombinante implica el empalme de genes de organismos, incluso de diferentes especies (que nunca podrían reproducirse en la naturaleza), para dar como resultado un organismo "transgénico". En lugar de la reproducción sexual, se utilizan técnicas de laboratorio costosas para crear el organismo genéticamente modificado, o "OGM". ^II

Métodos:

Las pistolas genéticas son el método más común para introducir material genético extraño en los genomas de cultivos monocotizados como el trigo o el maíz. El ADN se une a las partículas de oro o tungsteno, que se aceleran a altos niveles de energía y penetran la pared celular y las membranas, donde el ADN se integra en el núcleo. Una desventaja es que puede ocurrir el daño del tejido celular.[iv]

Las agrobacterias son parásitos vegetales que tienen la capacidad natural de transformar las células vegetales insertando sus genes en huéspedes vegetales. Esta información genética, llevada a cabo un anillo de ADN separado conocido como plásmido, código para el crecimiento tumoral en la planta. Esta adaptación permite que la bacteria obtenga nutrientes del tumor. Los científicos usan Agrobacterium tumefaciens Como vector para transferir genes deseables a través del plásmido TI (inductor de tumor) a variedades de plantas dicotiledóneas, como papas, tomates y tabaco. El ADN t (ADN transformador) se integra en el ADN de la planta y estos genes son expresados ​​por la planta.[V]

La microinyección y la electroporación son otros métodos de transferencia de genes al ADN, el primero directamente y el segundo a través de los poros. Recientemente CRISPR-CAS9 y Talen Technologies se han convertido en métodos aún más precisos para editar genomas.

Las transferencias de ADN también ocurren en la naturaleza, principalmente en bacterias a través de mecanismos como la actividad de los transposones (elementos genéticos) y los virus. Así es como evolucionan los patógenos para ser resistentes a los antibióticos. ^IV

Los genomas de las plantas se modifican para incluir rasgos que no pueden ocurrir naturalmente en la especie. Estos organismos son patentados para su uso en las industrias de alimentos y medicina, entre otras aplicaciones biotecnológicas, como la producción de productos farmacéuticos y otros productos industriales, biocombustibles y gestión de residuos. ^II

Uso comercial:

El primer cultivo "GM" (genéticamente modificado) fue una planta de tabaco resistente a los antibióticos, producido en 1982. Las pruebas de campo para plantas de tabaco resistentes a herbicidas en Francia y EE. UU. Lo siguieron en 1986 y un año después, una compañía belga de tabaco resistente a los insectos genéticamente diseñados. La primera comida GM vendida comercialmente fue un tabaco resistente a los virus que ingresó al mercado de la República Popular de China en 1992. ^IV El "Flavr Savr" fue el primer cultivo GM que se vendió comercialmente en la U.S. En 1994: un tomate resistente a la podredumbre desarrollado por Calgene, una compañía que luego fue comprada por Monsanto. El mismo año, Europa aprobó su primer cultivo genéticamente diseñado para ventas comerciales, un tabaco resistente a los herbicidas. ^II

Las plantas de tabaco, maíz, arroz y algodón se han modificado agregando material genético de la bacteria bt (Bacilo Turingiensis) incorporar las propiedades resistentes a los insectos de la bacteria. La resistencia al virus mosaico de pepino, entre otros patógenos, se ha introducido a los cultivos de papaya, papa y calabaza.Los cultivos de "Round-Up Ready", como la soja, pueden sobrevivir a la exposición al herbicida que contiene glifosato conocido como redondeo. El glifosato mata a las plantas al interrumpir sus vías metabólicas de sintetización de aminoácidos. ^IV

Los perfiles de nutrientes vegetales se han mejorado para los beneficios para la salud humana, así como la alimentación de ganado mejorado. Los países que dependen de los cultivos de semillas y leguminosas que carecen naturalmente de aminoácidos, producen semillas GM con niveles más altos de aminoácidos lisina, metionina y cisteína. El arroz enriquecido con betacaroteno se ha introducido en países asiáticos donde la deficiencia de vitamina A es una causa común de problemas de vista en niños pequeños.

Pharming vegetal es otro aspecto de la ingeniería genética. Este es el uso de plantas modificadas cultivadas en masa para la producción de productos farmacéuticos como vacunas. Las plantas como el truco de thale, el tabaco, la papa, el repollo y la zanahoria son las plantas más utilizadas para la investigación genética y la cosecha de compuestos útiles, ya que las células individuales se pueden eliminar, alterar y cultivar en cultivos de tejido para convertirse en una masa de células indiferenciadas llamadas A callo. Estas células de callo aún no se han especializado en función y, por lo tanto, pueden formar una planta completa (un fenómeno conocido como totipotencia). Dado que la planta se desarrolló a partir de una sola célula genéticamente alterada, toda la planta consistirá en células con el nuevo genoma y algunas de sus semillas producirán descendencia con el mismo rasgo introducido. ^V

Debates éticos y efectos económicos

En 1999, dos tercios de todos los u.S. Los alimentos procesados ​​contenían ingredientes GM. Desde 1996, el área total de la superficie terrestre que cultiva OGM ha aumentado 100 veces. La tecnología GM ha resultado en grandes aumentos en los rendimientos de los cultivos y las ganancias de los agricultores, así como la reducción del uso de pesticidas, especialmente en los países en desarrollo. ^II Los fundadores de Crop Genetic Engineering, a saber, Robert Fraley, Marc van Montagu y Mary-Dell Chilton, recibieron el Premio Mundial de Alimentos en 2013 por mejorar la "calidad, cantidad o disponibilidad" de alimentos internacionales. ^IV

La producción de OGM sigue siendo un tema controvertido y los países difieren en su regulación de los aspectos de patentes y marketing. Las preocupaciones planteadas incluyen la seguridad para el consumo humano y el medio ambiente y la cuestión de que los organismos vivos se conviertan en propiedad intelectual. El Protocolo de Cartagena en Bioseguridad es un acuerdo internacional sobre estándares de seguridad relacionados con la producción, transferencia y uso de GMO. ^II