Melba Cruz Moral y Ángela Domínguez-Gil García, alumnos de Biotecnología vegetal, tercer curso de Grado de Biotecnología en la universidad Pública de Navarra. Profesor: Dr. Dr. Jorge Poveda Arias.
Cultivo Bt: Plantas capaces de combatir plagas
El problema de las plagas supone un gran gasto económico para la industria agroalimentaria. Las plagas implican la pérdida de 70.000 millones de euros anuales en Europa y se estima que estos datos sigan aumentando con el cambio climático. Los cultivos afectados por plagas no pueden ser comercializados y se tienen que desechar, por lo que durante años se ha invertido mucho esfuerzo en buscar sustancias que protejan a las plantas frente a las plagas.
Los primeros insecticidas que se desarrollaron fueron químicos, pero estos generaban residuos que se acumulaban en el ambiente. Además, afectaban a otros organismos, como los humanos, siendo perjudiciales para nuestra salud, por lo que se empezaron a investigar nuevos tipos de insecticidas, los bioinsecticidas.
Un bioinsecticida se basa en un organismo vivo (hongo, bacteria o virus) que es capaz de matar a insectos. Entre ellos se encuentran las bacterias Bt, siglas derivadas de Bacillus thuringiensis. Estos microbios tienen la capacidad de producir proteínas que resultan tóxicas para los insectos. Para que estas bacterias protegiesen a las plantas, habría que inocular cada planta con estas bacterias, lo cual resulta muy costoso, tanto a nivel económico como a nivel de mano de obra. Por ello, se ideó un tipo de planta transgénica denominada planta Bt que es capaz de defenderse de los insectos sin ayuda de B.thuringiensis. Una planta transgénica es una planta a la que se le ha introducido un gen nuevo de forma estable mediante técnicas de ingeniería genética. Estos cambios en el material genético de la planta aportan características que antes no presentaban. En especial, las plantas Bt han sido modificadas con un nuevo gen que tiene la capacidad de producir una proteína tóxica de forma continua y que resulta beneficiosa para la planta. Es decir, los cultivos Bt utilizan estas proteínas para defenderse de los insectos que buscan alimentarse de ellos.
La Biotecnología ha conseguido introducir la información necesaria para que estas plantas produzcan una proteína de origen bacteriano que las defienda de sus enemigos. Pero ¿y cómo lo hacen? El fundamento de esta tecnología se basa en “engañar” a la planta para que produzca una proteína tóxica bacteriana. Estas proteínas se conocen como Cry y Cyt, y son naturales de la bacteria Bacillus thuringiensis. De forma natural estas bacterias dañan a los insectos gracias a estas proteínas ubicadas en su interior. Cuando un insecto se come alguna de las proteínas, se desencadenan una serie de procesos que acaban con la muerte del insecto. El modo de acción es muy simple, cuando la toxina llega al tubo digestivo de los insectos, ésta crea unos agujeros en las células que lo forman. A través de estos agujeros sale expulsado todo el contenido de dentro de las células. Esto hace que el cuerpo del insecto no pueda funcionar correctamente y termine muriendo por una infección bacteriana masiva (septicemia). Los científicos fueron capaces de ver el potencial de estas bacterias como insecticidas y decidieron utilizarlo para que algunas especies de plantas llevasen ya integrado este mecanismo.
Más concretamente, lo que están haciendo los científicos es crear plantas capaces de combatir sus propios enemigos gracias a unas pequeñas mejoras en su ADN. Hasta la actualidad, siempre se han utilizado compuestos químicos para acabar con los insectos que dañaban los cultivos. Sin embargo, este tipo de tratamientos tienen un gran problema, y es que los insecticidas dejan residuos químicos en las zonas donde actúan. Estos residuos afectan de forma negativa al medio ambiente y a los posteriores cultivos en ese lugar. Las futuras cosechas tendrán compuestos químicos que, de normal, no están en contacto con nuestro organismo, y que a la larga supondrían un problema de salud. Es por ello, que introducir este sistema Bt dentro de las propias plantas, supone un avance contra los clásicos insecticidas.
En lo que se refiere al medio ambiente, se han realizado multitud de análisis que han derivado en la misma conclusión: los cultivos Bt no tienen un impacto sobre el resto de los organismos. Esto significa que la posibilidad de afectar al ecosistema es muy baja o incluso nula. Pero ¿cómo es posible que la ingesta de estas proteínas afecte a los insectos y no a otros animales? Pues bien, para que las proteínas actúen en el tubo digestivo de un organismo se deben dar tres condiciones que solo presentan los insectos. Estos tres requisitos son: un ambiente químico adecuado en el tubo digestivo, unas moléculas que reconozcan las toxinas y unas enzimas que las activen.
Esto abre la posibilidad a que los propios insectos desarrollen resistencia frente a éste mecanismo debido a la gran presión de selección que existe sobre ellos. Esto ocurre porque no todos los insectos son idénticos entre ellos, al igual que las personas tampoco lo somos entre nosotras. Por lo tanto, puede darse la situación de que alguno de todos los insectos no presente alguna de estas tres condiciones necesarias para que las toxinas actúen y por tanto, desarrolle resistencia contra las toxinas. En ese caso la presencia de las proteínas toxina no afectaría al insecto. Estos insectos resistentes quedan automáticamente seleccionados para la evolución, generando así una descendencia en la que se conservará esa característica de resistencia. Este proceso se irá dando a lo largo de varias generaciones hasta que la gran mayoría de ellos acaben siendo resistentes. Por ello, es necesario que se siga investigando para que nos podamos anteponer a esta situación antes de que ocurra.
Los cultivos Bt se están abriendo paso como una buena opción contra los clásicos y nocivos insecticidas químicos que afectan al medio ambiente. Sin embargo, no deja de ser una alternativa que se sigue desarrollando y sobre la que la gente no conoce todavía su potencial. Con el paso del tiempo y el avance de las tecnologías, los cultivos Bt serán cada vez más comunes en nuestro día a día.
Bibliografía
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Bradshaw, C. J., Leroy, B., Bellard, C., Roiz, D., Albert, C., Fournier, A., … & Courchamp, F. (2016). Massive yet grossly underestimated global costs of invasive insects. Nature communications, 7(1), 1-8. https://www.nature.com/articles/ncomms12986
