Dos nuevos estudios sobre el impacto ambiental del castaño americano transgénico proporcionan evidencia de que los árboles modificados no tienen efectos dañinos en la germinación de semillas, hongos benéficos o larvas de ranas que constituyen indicadores de la calidad ambiental.
En la actualidad más de 10 mil plántulas de castaño americano transgénico crecen bajo estricta regulación en campos de la Universidad Estatal de Nueva York y podrían ser la vanguardia en la restauración de lo que una vez fue el árbol nativo más dominante en los bosques del este norteamericano. Las plántulas contienen un gen extra proveniente del trigo, el cual les permite resistir los efectos del hongo del tizón, responsable de casi extinguir al castaño americano en el siglo XX.
Los hallazgos fueron publicados por investigadores de la Facultad de Ciencias Ambientales y Forestales (FSE) de la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY), donde los científicos habían estado trabajando durante 29 años para restaurar la valiosa especie después de que fuera casi eliminada por una plaga patógena en el siglo XX. Ahora que han desarrollado un proceso para cultivar árboles transgénicos tolerantes al mortal hongo del tizón, los científicos del FSE han centrado su atención en cómo estos árboles podrían afectar el medio ambiente.
Los dos estudios recientes encontraron que las hojas secas que botan los árboles transgénicos no tienen efectos nocivos sobre las semillas germinadas, los hongos micorrízicos que benefician al árbol y el ecosistema, o las ranas larvales que viven en los bosques que albergan a unos 4 mil millones de castaños estadounidenses.
“Debido a que estábamos realizando un cambio extremadamente pequeño en el árbol, comparado a otros métodos de mejoramiento más tradicionales, no esperábamos ver ninguna diferencia entre los árboles silvestres y susceptibles al tizón y los castaños americanos tolerantes al tizón más que la posibilidad de coexistir con el patógeno invasivo. Estos y otros experimentos respaldan estas conclusiones”, dijo el profesor William Powell, coautor de ambos estudios y director del Proyecto de Investigación y Restauración del Castaño Americano del FSE.
La técnica del ESF neutraliza la principal arma del patógeno al usar una enzima desintoxicante común que se encuentra en muchas plantas. Cuando este gen único se agrega al genoma de 38,000 genes del castaño, el árbol puede soportar un ataque de la plaga del tizón.
El cuerpo de investigación del ESF en el área incluye la participación de científicos más allá de los silvicultores y genetistas forestales. Los dos estudios recientes incluyeron al Profesor Distinguido de SUN, James Gibbs, director de la Estación de Vida Silvestre Roosevelt de ESF, y al Profesor Thomas R. Horton, un micólogo. Powell dijo que el trabajo de otros biólogos es clave para determinar cómo, si es que lo hace, un castaño americano transgénico podría afectar un ecosistema de una manera en que un árbol no transgénico no lo haría. Hasta ahora, los investigadores han estudiado la herbivoría de las hojas por insectos, abejorros, así como la composición de la hojarasca y el polen, y no han encontrado evidencia de que los castaños estadounidenses transgénicos presenten mayores riesgos ecológicos que el mejoramiento tradicional.
“Por lo tanto, los árboles tolerantes al tizón deberían proporcionar los mismos beneficios ecológicos que los proporcionados por la especie antes del tizón”, dijo Powell.
Powell y sus colegas están buscando la aprobación regulatoria del gobierno federal para distribuir públicamente los árboles. Eso implicará la revisión por parte de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) y la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA). Si bien se ha buscado y obtenido la aprobación reglamentaria para muchos cultivos agrícolas, esta es la primera vez que se considera dicha aprobación para una planta amenazada que se pretende reintroducir en su entorno natural. El proceso podría llevar dos o más años.
“Si se obtiene una aprobación regulatoria por el gobierno federal para el castaño americano transgénico, ESF colaborará con la Fundación del Castaño Americano para cruzar los árboles transgénicos con castaños americanos silvestres. El objetivo de esta cruce es crear una población genéticamente diversa y tolerante al tizón que será adaptada al clima diverso y cambiante de los bosques del este de América del Norte “, dijo el Dr. Jared Westbrook, director de ciencia de la Fundación del Castaño Americano.
El primero de los estudios recientes, publicado en julio en la revista Frontiers in Plant Science, reportó que la hojarasca de castaños transgénicos estadounidenses no tuvo efectos dañinos en la germinación de semillas de una variedad de árboles, arbustos y pastos. Además, el castaño americano tolerante al hongo del tizón no inhibió la colonización por hongos micorrízicos, que crece entre las raíces de los árboles en una relación mutuamente beneficiosa con el árbol huésped. Los hongos mejoran la capacidad de los árboles para recolectar agua y nutrientes y recibir energía de los árboles. Los hongos micorrícicos se observan en los fósiles de las primeras plantas para colonizar la tierra y están asociados con más del 80% de las plantas del mundo. Las plantas no pueden sobrevivir hasta la edad reproductiva en la naturaleza sin estos hongos. La investigación mostró que, si bien la castaña con el nuevo gen (de trigo) insertado inhibe los efectos del tizón del castaño en sus tallos, no inhibe el crecimiento de los hongos micorrícicos importantes en sus raíces.
“Junto con otras comparaciones de impacto ambiental, estas conclusiones proporcionan evidencia adicional de que los castaños estadounidenses transgénicos no son funcionalmente diferentes con respecto a las interacciones del ecosistema que los castaños estadounidenses no transgénicos”, señala el estudio.
En el segundo estudio, publicado en agosto en la revista Ecología de Restauración, el equipo de investigación del ESF evaluó el efecto de las hojarasca del castaño estadounidense transgénico sobre el crecimiento y la supervivencia de las larvas de ranas de la madera. Las ranas, que miden menos de tres pulgadas de largo, tienen un rango que incluye un hábitat boscoso en todo el este de los Estados Unidos, el cual incluye gran parte de la misma región que una vez fue el hogar de los castaños estadounidenses. En su etapa larvaria, las ranas se alimentan casi exclusivamente de perifiton, una mezcla de organismos de agua dulce que se adhieren a plantas sumergidas y otros objetos que se acumulan en charcos vernales temporales en los bosques.
“El desarrollo de ranas de la madera es un producto de las hojas que forrajean en las piscinas vernales donde viven; estos abundantes anfibios son buenos indicadores de la calidad ambiental. Vimos efectos neutros a positivos de las hojas de castaño americano tolerantes al tizón en el desarrollo de ranas de la madera, lo que sugiere que la restauración del castaño en realidad puede beneficiar a la especie”, dijo Gibbs.
Los científicos criaron larvas de ranas de la madera en la hojarasca de castaños estadounidenses que habían sido modificados genéticamente para la tolerancia al tizón. También criaron larvas de la rana en la hojarasca de castaño americano no-transgénico, castaño chino, un híbrido convencional de castaño estadounidense y chino, y dos especies de árboles control no-transgénicos: arce azucarero y haya americana.
El resultado: no se observaron diferencias en el crecimiento o la supervivencia de las larvas de rana de la madera criadas en hojas de castaño americano transgénicos versus árboles no-transgénicos.
“Sin alimento suplementario, las larvas de ranas de la madera proporcionadas con hojas de castaño americano (ambos tipos) se desarrollaron más rápido y se hicieron más grandes que las expuestas a otros tratamientos de hojarasca”, escribieron los científicos.
Los resultados sugieren que el castaño estadounidense podría haber sido anteriormente una importante fuente de alimento para los anfibios que habitan en los bosques y que las hojas de castaño americano transgénico generado como parte de los esfuerzos de restauracióndel castaño no presenta riesgos inusuales para el desarrollo de larvas de anfibios en el bosque.
Se espera que se presenten dos estudios adicionales para publicación en los próximos meses: uno que examine las interacciones entre los insectos que se alimentan de las hojas y los tratamientos de biocontrol forestal aplicados al castaño americano, y otro que analice el uso de polen por abejorros nativos. Al igual que en los estudios anteriores, ambos experimentos no mostraron diferencias medibles en los insectos que se alimentan de castaños americanos transgénicos y no transgénicos, ya que algún día podrían crecer en la naturaleza.
- Fuente: https://www.esf.edu/communications/view2.asp?newsID=7402
- Estudio: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2018.01046/full| https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/rec.12879
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