GMOs Regulation: Environmental safety/risk assessment in Spanish (Regulación de los OGM Aspectos de la Evaluación de Riesgo Ambiental) GMOs Regulation:

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1 GMOs Regulation: Environmental safety/risk assessment in Spanish (Regulación de los OGM Aspectos de la Evaluación de Riesgo Ambiental) GMOs Regulation: Environmental safety/risk assessment in Spanish (Regulación de los OGM Aspectos de la Evaluación de Riesgo Ambiental) Dr. Moisés Burachik, Coordinador General, Oficina de Biotecnología, Secretaría de Agricultura, Buenos Aires, Argentina

2 LOS OGMs MARCO REGULATORIO ARGENTINO 1. CONABIA Evaluación del Impacto Ambiental (cultivos) 2. SENASA Evaluación de la seguridad alimentaria (materias primas) 3. DIRECCION NACIONAL DE MERCADOS AGROALIMENTARIOS (comercio internacional)

3 CONABIA (Comisión Nacional Asesora en Biotecnología Agropecuaria) - SENASA (Comisión Técnica Asesora en Seguridad 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

4 DNMA  Situación regulatoria en países importadores  Distribución (países, volúmenes, evolución de las demandas) de nuestras exportaciones  Impacto en nuestro comercio internacional  Dictamen técnico (económico)

5 MARCO REGULATORIO DE LOS OGMs PRINCIPIOS 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 científicos completos

6 MARCO REGULATORIO DE LOS OGMs PRINCIPIOS GENERALES (cont.) ii) EQUIVALENCIA (Codex Alimentarius) Composición Valor nutricional Uso al que está destinado iii) EQUIVALENCIA SUSTANCIAL Análisis de TODOS los aspectos en que el NUEVO ALIMENTO puede DIFERIR del tradicional.

7 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.

8 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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).

9 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

10 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 2. Los requerimientos de información deben considerarse caso por caso. 3. Los requerimientos de información dependen del país, pero una armonización es posible.

11 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 ALGUNOS TÉRMINOS GENERALES Biodiversidad: variedad de formas de vida (de unicelulares hasta complejas) y sus procesos (metabolismos y sus respuestas a factores, ciclos, factores que los organizan en poblaciones, ecosistemas y paisajes). Es sensible a perturbaciones que pueden resultar de la actividad humana.

12 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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)

13 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 ENSAYO DE CAMPO CONFINADO: Liberación de una planta transgénica, bajo condiciones de aislamiento que incluyen: 1. Aislamiento reproductivo 2. Monitoreo del sitio de liberación 3. Restricciones al uso del terreno post-cosecha

14 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 LIBERACIÓN NO CONFINADA: Liberación de una planta transgénica, que NO ESTÁ bajo 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.

15 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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 ).

16 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 INFORMACION REQUERIDA PARA LA EVALUACION DE RIESGO AMBIENTAL 1.BIOLOGÍA DE LA CONTRAPARTE NO-OGM (puede ser un documento tipo) 2.EXPRESIÓN FENOTÍPICA DEL OGM.

17 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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:

18 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000  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.

19 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 ¿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.

20 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000  Una maleza severa puede invadir ecosistemas naturales causando cambios masivos.  crear una nueva maleza no es peligro trivial.

21 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 ¿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.

22 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 ¿CUÁLES SERÍAN LOS EFECTOS DE LA LIBERACIÓN DE PLANTAS TRANSGÉNICAS, EN CADA CASO? A. Plantas silvestres colonizadoras, a través de modificación selectiva, invadieron hábitats perturbados por el hombre (agricultura) No serán afectadas por plantas transgénicas. Seguirán siendo invasoras como en la actualidad.

23 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

24 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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?)

25 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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: 

26 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 ¿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?

27 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”.

28 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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).

29 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 ¿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.

30 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

31 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

32 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 J) En el caso de perennes, crecimiento vegetativo vigoroso o regeneración a partir de fragmentos. K) En el caso de perennes, dificultad para erradicación. L) Posee habilidad para competir inter- específicamente (aleloquímicos). M) Forma ecotipos.

33 ¿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.

34 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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).

35 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 ninguno de esos caracteres, entonces serán necesarias las sustituciones simultáneas de alelos entre 10 y 12 loci.

36 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 Esos cambios simultáneos son altamente improbables, especialmente en cultivos anuales, a partir de semillas comerciales.

37 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 Pero, Si muchas malezas severas poseen solo 5 de las características de maleza y muchos cultivos tienen al menos 3 de ellos, entonces la evolución hacia el fenotipo de maleza puede ser probable bajo condiciones de prácticas agrícolas normales. Entonces:  

38 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 RESULTADOS: Se compararon las 17 “PEORES” MALEZAS (en promedio, infestan seriamente 33 diferentes cultivos en 54 países diferentes): poseen 85% (11/13) de los 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.

39 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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).

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

41 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

42 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

43 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 Por lo tanto, para que una planta cultivada “promedio” adquiera el fenotipo de maleza, debería adquirir, en promedio 5 CARACTERÍSTICAS NUEVAS.

44 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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 loci.

45 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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).

46 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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 :

47 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 La probabilidad de la ocurrencia conjunta de nuevos alelos que produzcan malezas a partir de la mayoría de las plantas cultivadas es muy baja. ¿Es esto una afirmación absoluta que exime a los evaluadores de considerar esta posibilidad y bendice a la nueva tecnología?

48 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 ¡NO! 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.

49 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

50 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 ¿PUEDE UN ESCAPE DE (TRANS)GENES GENERAR 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)

51 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

52 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

53 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

54 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 Relevancia del escape: Dependerá de: a) La biología del donante b) El receptor silvestre c) El gen introducido

55 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

56 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 Con respecto a b): (EL RECEPTOR) el mayor riesgo estará asociado con aquellos receptores que ya son muy comunes y/o son malezas.

57 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

58 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 ¿ 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

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

60 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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.

61 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.

62 ¿ 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).

63 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000  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.

64 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000  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?

65 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000 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).

66 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000  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.

67 Lic. A. Luchetti - RMA - 2000  Hacen falta más estudios eco- genéticos:  la adaptabilidad de muchas malezas a las condiciones de campo,  estrategias para reducir el escape de polen, etc.  MAS INVESTIGACIÓN