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Maíz que se clona a sí mismo
A una hora de la Ciudad de México, el taxi sale de la carretera principal y el ruido y el bullicio de la carretera se desvanecen. Pasando una puerta de acero y una caseta de vigilancia blanca, ingresamos a los cuidados terrenos del Centro Internacional para el Mejoramiento del Maíz y el Trigo, conocido por sus siglas en español, CIMMYT (que se pronuncia SIM-it). Es una granja disfrazada de pequeñas Naciones Unidas. Una serie de banderas rinde homenaje a los países que financian el trabajo de la organización: crear mejores cultivos para los agricultores pobres del mundo en desarrollo.
Más adelante hay una línea de letreros blancos, cada uno frente a una pequeña parcela cuadrada donde las espigas peludas de trigo se mecen con la brisa. Este es el Paseo de la Fama de la agricultura; en esos letreros están los nombres de las variedades de trigo que surgieron de los campos de cultivo del CIMMYT hace cuatro décadas: Sonora, Yaqui, Kauz, Sujata, Sonalika y otras. Estas variedades, que resisten las enfermedades y producen rendimientos sin precedentes, conquistaron Asia, desplazando las variedades tradicionales de trigo y los métodos de cultivo más antiguos. Estrellas de la Revolución Verde, las nuevas variedades desataron un aumento fenomenal en la producción de granos que permitió a China e India alimentarse. De hecho, el impacto de los nuevos granos fue tan grande que le valieron a Norman Borlaug, el director original del programa de trigo del CIMMYT, el Premio Nobel de la Paz en 1970.
Pero espera. ¿No se supone que este es el Centro Internacional para el Mejoramiento del Maíz y el Trigo? El maíz, como la mayor parte del mundo lo llama, es el segundo cultivo más cultivado después del arroz; es una fábrica extraordinariamente eficiente para convertir la luz solar, el suelo y el agua en alimento para personas y animales. En los próximos años, se proyecta que el maíz pasará al arroz y tomará el primer lugar. Entonces, ¿dónde está el maíz? ¿Por qué falta en el Paseo de la Fama?
Como puede atestiguar cualquiera que haya conducido por el Medio Oeste, ciertamente existen variedades superiores de maíz. Pero las plantas robustas y de alto rendimiento que cubren el campo de Iowa están fuera del alcance de la mayoría de los agricultores pobres y de subsistencia del mundo, las mismas personas para las que se fundó el CIMMYT. El problema es que si los agricultores quieren plantar esas variedades de primera línea, generalmente híbridos de alto octanaje que las compañías de semillas crean al cruzar dos líneas endogámicas claramente diferentes, tienen que comprar semillas nuevas cada año. Los agricultores pobres simplemente no pueden permitirse hacer eso.
El requerimiento anual de semillas frescas es en parte una consecuencia de la compulsión biológica del maíz de aparearse libre e indiscriminadamente. El trigo, como el arroz, practica el sexo seguro del auto-sexo. Cada flor se poliniza a sí misma, produciendo plantas hijas que son copias casi exactas de sus padres, al menos ese es el caso de las variedades de trigo de pura raza como las que lanzó el CIMMYT. Como resultado, los agricultores pueden utilizar parte de la cosecha de cada año para la semilla, y las variedades se pueden compartir fácilmente y pasar de un campo a otro, de un agricultor a otro.
El maíz, por otro lado, es la más promiscua de las plantas. Sus borlas, los genitales masculinos, arrojan millones de granos de polen al viento, fertilizando aleatoriamente las mazorcas de maíz cercanas, los genitales femeninos. La descendencia de una planta, por lo tanto, puede variar enormemente, dependiendo del polen que haya entrado en el vecindario. Entonces, no importa cuán cuidadosamente los criadores del CIMMYT construyan variedades mejoradas de maíz, la identidad genética de esas líneas se rompe rápidamente cuando se liberan en el crisol genético de los campos de los agricultores. Los nuevos rasgos (mayor rendimiento, capacidad para resistir la sequía, resistencia a las enfermedades) tienden a disiparse e incluso desaparecer.
El problema de la variabilidad es aún mayor con las variedades híbridas que favorecen las empresas de semillas. Para el maíz e incluso para las plantas que se autopolinizan, la descendencia de un híbrido no se parece en nada a la original.
Si tan solo el maíz pudiera reproducirse omitiendo la polinización por completo y clonándose a sí mismo. La idea no es tan descabellada como podría pensarse. Algunas plantas hacen esto de forma natural, creando semillas sin sexo en un proceso llamado apomixis. Los dientes de león se reproducen por apomixis; lo mismo ocurre con otras 400 especies de plantas, incluido al menos un pariente silvestre del maíz. Entonces, ¿por qué no maíz? Si alguien pudiera activar un interruptor y hacer que el maíz fuera apomíctico, el CIMMYT finalmente podría producir variedades resistentes y altamente productivas que los agricultores pobres podrían compartir con sus vecinos y replantar de su propia cosecha año tras año.
Richard Jefferson, fundador del Centro para la Aplicación de la Biología Molecular a la Agricultura Internacional en Canberra, Australia, dice que las implicaciones de la apomixis van mucho más allá del maíz. El potencial de las plantas de autoclonación, dice, es tan profundo y subversivo que los criadores de plantas, generalmente un grupo cauteloso y discreto, nunca admitirían soñar con ello a menos que los emborracharas primero.
Además de traer híbridos y otras variedades superiores de maíz al alcance incluso del agricultor más pobre, la apomixis permitiría el uso generalizado de arroz híbrido de alto rendimiento, plantas cuyas semillas actualmente son caras y difíciles de producir en grandes cantidades. Y la apomixis podría ayudar a eliminar las enfermedades de la yuca, un cultivo básico africano que se cultiva al replantar trozos de tubérculos de las plantas madre, algunas de las cuales transmiten enfermedades.
Después de más de una década de trabajo, los investigadores del CIMMYT y un puñado de otros laboratorios de todo el mundo finalmente se están enfocando en la apomixis. Con la ayuda de nueva información y herramientas genómicas, están modificando los genes que controlan la reproducción de las plantas, con la esperanza de duplicar el proceso de autoclonación en el maíz y otros cultivos importantes. Si tienen éxito, y parecen estar seguros de que eventualmente, tal vez en otra década, lo harán, la apomixis abrirá la puerta a una revolución en la producción mundial de alimentos, dice Wayne Hanna, genetista del Departamento de Agricultura de EE. UU. En Tifton, GA.
Eso puede parecer un objetivo tecnológico con el que pocos podrían discutir. Sin embargo, existe incertidumbre sobre si alguna vez se permitirá la apomixis en los campos de los agricultores. Dos fuerzas opuestas podrían encontrar aliados poco probables en un esfuerzo por bloquearlo: la oposición política a la ingeniería genética y las consideraciones financieras de las empresas agrícolas que se encuentran entre los principales patrocinadores de la investigación de la apomixis.
Algunos tipos estaban locos por la apomixis durante muchos años, dice Daniel Grimanelli, un joven científico que ya es un veterano canoso en el campo. Grimanelli, que se encuentra en un patio frente al Centro de Biotecnología Aplicada del CIMMYT, se toma un descanso de la ciencia a media mañana. A juzgar por su barba de tres días, sus gafas de sol, su cigarrillo y su chaqueta hecha jirones, Grimanelli podría haber salido de un lío serio. Gracias a un nombramiento conjunto del CIMMYT y el Institut de Recherche pour le Dveloppement en Montpellier, Francia, el francés fue trasplantado a México hace una década, pero habla inglés con elocuencia y fuerza.
En la década de 1970 y principios de la de 1980, continúa Grimanelli, había esencialmente cuatro tipos: Yves Savidan en Francia, Wayne Hanna en Georgia, Victor Sokolov en Rusia y Gian Nogler en Suiza. La apomixis, en esos días, era una curiosidad botánica, nada más. Hanna recuerda haberlo encontrado en forma de unas plantas de sorgo de aspecto extraño en un invernadero de Texas; Sokolov, lejano en la ciudad siberiana de Novosibirsk, dedicó su trabajo a la hierba gamma, un pariente del maíz; y Savidan, que trabajaba en ese momento en Costa de Marfil, recibió una selección de hierbas silvestres de África Occidental.
Todas estas plantas se involucran en una extraña forma de reproducción. Sus ovarios producen nuevos embriones por sí mismos, como clones de la planta madre. Sin embargo, algunas de estas plantas también practican el sexo. Entonces, los estadistas más antiguos de la apomixis estudiaron los patrones por los cuales este rasgo genético particular se hereda cuando las plantas apomícticas se aparean con sus parientes no pomícticos. Terminamos descubriendo que el rasgo se comportaba como un solo gen dominante, dice Savidan, quien ahora dirige las asociaciones internacionales de Agropolis, un consorcio de investigación financiado con fondos públicos en Montpellier. Fue una conclusión asombrosa, y Grimanelli dice que llevó a una idea audaz: si es así de simple, ¿por qué no ponerlo en cultivos? ¿Por qué no cruzar maíz con un pariente apomíctico? ¡Fácil!
Tranquilo, repite con severidad Olivier Leblanc, colega de Grimanelli.
Grimanelli y Leblanc representan un vínculo entre la primera generación de investigadores de apomixis como Savidan, que utilizó el fitomejoramiento tradicional, y una nueva ola de investigadores que emplean marcadores moleculares, datos genómicos e ingeniería genética. Savidan trasladó su investigación de apomixis a
CIMMYT a fines de la década de 1980, y Leblanc y Grimanelli se unieron a él unos años más tarde. Parecía el lugar perfecto. Por un lado, la bóveda climatizada del CIMMYT llena de muestras de semillas contenía un tesoro de semillas de hierba gamma, una planta parecida a un arbusto que es el pariente apomíctico más cercano del maíz. Más importante aún, la misión del CIMMYT de mejorar los cultivos para los agricultores en el mundo en desarrollo cuadraba perfectamente con los beneficios potenciales de la apomixis.
Pero una década de fitomejoramiento tradicional solo produjo frustración. Los investigadores intentaron cruzar la hierba gamma y el maíz. Produjeron 300.000 plantas híbridas, creaciones con extrañas combinaciones de características de ambas plantas. Intentaron retrocruzar esas plantas híbridas con maíz normal, con la esperanza de que cada generación las acercara a una versión apomíctica del maíz. Inevitablemente, en algún lugar del largo camino hacia el maíz, la apomixis desapareció.
Maíz loco: el CIMMYT cruzó maíz con hierba gamma, lo que generó una gran cantidad de plantas de aspecto extraño. La hierba gamma está en el centro ( ver también la imagen superior ).
Pero justo cuando el viejo enfoque estaba muriendo, nació uno nuevo. En 1999, el CIMMYT firmó un acuerdo con una empresa de semillas francesa, Limagrain; una división del gigante farmacéutico suizo Novartis que desde entonces se ha convertido en Syngenta; y la empresa de semillas más grande del mundo, Pioneer Hi-Bred. El acuerdo otorgó al centro financiamiento y acceso a bases de datos privadas del genoma del maíz. Las nuevas herramientas se han vuelto tan poderosas, dice Grimanelli. Puede clonar genes, modificar genes, expresar genes. Él y Leblanc se embarcaron en una búsqueda de genes de apomixis, examinando las secciones de ADN que estaban presentes en la forma apomíctica de la hierba gamma, pero no en la versión sexual. Rastrearon esos genes hasta un gran bloque de ADN, aproximadamente un tercio de un cromosoma, que siempre está presente en la forma apomíctica de la hierba gamma. Para encontrar los genes específicos en este enorme campo de ADN, los investigadores están lanzando transposones (pequeños trozos de ADN que se insertan al azar en los cromosomas) en ese bloque de ADN. Esperan que los transposones se inserten en genes que son importantes para la apomixis, interrumpiendo el proceso. Cuando eso ocurra, los investigadores deberían poder localizar el transposón y con él, el gen crucial, que luego podrían insertar en el maíz. Pero los investigadores del CIMMYT no están solos en su búsqueda de las claves genéticas de la apomixis. Una horda de otros investigadores, algunos de ellos patrocinados por pequeñas empresas biotecnológicas, se han sumado a la búsqueda. Han surgido proyectos en competencia en Alemania, Suiza, Australia, Reino Unido, Francia, México, California, Texas y Utah. La mayoría de los recién llegados no esperan transferir genes de apomixis de una especie a otra, por ejemplo, del pasto gamma al maíz. En cambio, están jugando con la sincronización de los propios genes de las plantas para engañarlas para que se reproduzcan sin fertilización. Los investigadores están trabajando en los detalles de esta apomixis sintética a través de experimentos con su rata de laboratorio favorita, una pequeña planta de mostaza llamada Arabidopsis thaliana . Los investigadores del CIMMYT, cuyo esfuerzo también dependerá en gran medida de los datos genómicos de plantas más conocidas como Arabidopsis , di el salto de Arabidopsis al maíz es probable que sea más difícil de lo que esperan muchos investigadores. Pero aún así, dicen, sucederá. No se puede negar el increíble dinamismo de tanta gente trabajando en esto, dice Grimanelli.
Sin embargo, el salto del laboratorio al campo parece igualmente abrumador en estos días. Una planta de maíz apomíctica será un organismo modificado genéticamente y, en gran parte del mundo, estos organismos no son bienvenidos. Las autoridades de la Unión Europea no han aprobado la siembra o la importación de ningún nuevo cultivo modificado genéticamente desde 1998. A pesar del hambre generalizada, Zambia rechazó recientemente la ayuda alimentaria estadounidense porque los envíos contenían maíz modificado genéticamente. Y durante los últimos cuatro años, México no ha permitido que el CIMMYT pruebe maíz transgénico fuera de un invernadero. De hecho, si los oponentes de la ingeniería genética se salen con la suya, ningún maíz transgénico crecerá jamás en suelo mexicano.
México es la patria ancestral del maíz, el lugar donde los pueblos antiguos domesticaron por primera vez este cultivo. También es el depósito de diversidad genética de maíz singular del mundo: los agricultores mexicanos mantienen una asombrosa cantidad de variedades de maíz. Adaptado a una enorme variedad de climas, el maíz de México viene con granos en negro, blanco y todos los colores intermedios.
Entonces, cuando los científicos informaron haber encontrado rastros de maíz transgénico en campos de maíz remotos del sur de México hace un año y medio, fue particularmente preocupante para aquellos preocupados por la diversidad genética de este recurso único. De hecho, aunque los hallazgos del estudio han sido fuertemente cuestionados por otros investigadores, algunos ambientalistas creen que descubrió un desastre de proporciones históricas. El centro mesoamericano de biodiversidad agrícola está contaminado con maíz transgénico [genéticamente modificado], anunció el Grupo ETC, una organización activista con sede en Winnipeg, Canadá. Greenpeace declaró que esta contaminación irresponsable está poniendo en riesgo toda la estructura genética de las poblaciones de maíz.
La imagen de plantas manipuladas que envenenan un pozo biológico es poderosa pero engañosa, dice Mauricio Bellon, un ecologista humano del CIMMYT que ha estado estudiando el mantenimiento de los agricultores mexicanos de sus variedades tradicionales o variedades locales: la gente piensa que las variedades locales son como floreros frágiles en un museo. Pero ese no es el caso. Las variedades locales no son puras ni estáticas, dice Bellon. Los agricultores mexicanos, descubrió, continuamente traen nuevas semillas de los vecinos e incluso de pueblos lejanos para agregar y, esperan, vigorizar sus campos. Es un poco como barajar cartas de una nueva baraja para aumentar las probabilidades de una mano ganadora. Las cartas buenas, los rasgos genéticos superiores, tienen posibilidades de permanecer en el juego. Los agricultores intentan elegirlos para replantarlos el año siguiente y descartan las malas cartas.
No hay ninguna razón aparente por la que los cultivos transgénicos deban desplazar o destruir la diversidad genética de México, dice Bellon. Los nuevos genes se convertirían en parte de la mezcla y persistirían solo si a los agricultores les gustaban los resultados. Pero, se apresura a agregar, el maíz transgénico en México puede presentar otros riesgos que necesitan una consideración cuidadosa.
De hecho, casi todos los que han explorado el aumento de la oposición a los cultivos transgénicos, en México y en otros lugares, han descubierto una mezcla de motivaciones. Las preocupaciones sobre la integridad de la naturaleza y la seguridad de los alimentos se mezclan con la hostilidad hacia las corporaciones que han estado impulsando esta tecnología en el mercado. México impuso una moratoria sobre la siembra de todo el maíz transgénico, por ejemplo, no cuando el CIMMYT realizó sus primeras pruebas de campo, sino cuando Monsanto, con sede en St. Louis, y otras empresas comenzaron a presionar para obtener la aprobación para vender sus cultivos transgénicos a los agricultores mexicanos.
Uno encuentra antipatía hacia la biotecnología, de hecho, también dentro del CIMMYT. Los criadores de plantas del CIMMYT a veces descartan el programa de biotecnología de su organización como un despilfarro, una moda costosa que ha derrochado millones de dólares sin entregar, hasta ahora, un solo producto útil a los agricultores. A muchos les molestan los acuerdos, acompañados de cláusulas de confidencialidad y acuerdos para proteger la propiedad intelectual, los biotecnólogos del CIMMYT han llegado a las empresas. El centro debería rendir cuentas solo a los agricultores más pobres del mundo, dicen estos críticos, no a los imperios biotecnológicos multinacionales. En este punto, donde la misión humanitaria del CIMMYT se encuentra con los objetivos de la empresa privada, la historia de la apomixis toma su último giro irónico. Porque según algunos observadores, los amigos corporativos de la apomixis son también sus peores enemigos.
La razón es simple: las compañías de semillas tienen un incentivo financiero para mantener el maíz auto-clonado fuera del alcance de los agricultores porque la apomixis rompe un tipo natural de protección contra copia. Las empresas de semillas venden principalmente híbridos no solo porque rinden más, sino también porque las diferencias entre el maíz híbrido y su descendencia son más pronunciadas que en las líneas endogámicas. Esas diferencias hacen que los agricultores vuelvan al distribuidor cada año en busca de nuevas semillas. Los híbridos apomícticos, por otro lado, podrían reproducirse exactamente, y eso sería malo para el negocio.
No es de extrañar, entonces, que muchos observadores crean que las empresas que patrocinan la investigación del CIMMYT quieran utilizar la apomixis principalmente como una herramienta interna para acelerar el complicado proceso de reproducción de híbridos y producción de semillas. Antes de vender semillas a los agricultores, las empresas podrían desactivar la capacidad de autoclonación. El pensamiento en el negocio de las semillas es que la apomixis sería más útil si pudiera apagarla, dice Anthony Cavalieri, vicepresidente de desarrollo tecnológico y de rasgos en Pioneer Hi-Bred. En última instancia, los patrocinadores corporativos del CIMMYT podrían considerar que los híbridos apomícticos de primera categoría del CIMMYT son una competencia. Si el sector con fines de lucro controla la apomixis como herramienta, no querrá que el sector público la utilice para fabricar híbridos autorreplicantes, dice Gary Toenniessen, quien administra los programas de la Fundación Rockefeller en la agricultura global. Y cualquier empresa que posea patentes sobre una pieza esencial de la tecnología de apomixis podría bloquear su uso, al menos hasta que expire la patente.
En 1998, el Centro de Jefferson de Australia para la Aplicación de la Biología Molecular a la Agricultura Internacional ayudó a persuadir a más de 20 investigadores líderes en apomixis de todo el mundo para que declararan su oposición al control corporativo de la investigación. La llamada Declaración de Apomixis decía: Estamos profundamente preocupados porque la tendencia actual hacia la consolidación de la propiedad de la biotecnología vegetal en unas pocas manos puede restringir severamente el acceso a la tecnología de apomixis asequible. Desafortunadamente, dice Jefferson, los científicos son unos locos más allá de las palabras. Desde entonces, muchos investigadores de apomixis se han asociado con empresas privadas.
Los científicos del CIMMYT insisten en que no hay problema. Sostienen que sus patrocinadores corporativos han acordado permitir que el centro distribuya maíz apomíctico a los agricultores pobres de las naciones en desarrollo. Está perfectamente claro, dice Olivier Leblanc. Para los clientes del CIMMYT, existe total libertad. Pero incluso Yves Savidan, el arquitecto de la apomixis colaboración del CIMMYT con la industria, se ha vuelto escéptico. Si no tienes el control de todo, no tienes el control de nada, dice.
Incluso antes de que las primeras semillas de maíz apomícticas autoclonadas estén listas para ser sembradas, se vislumbra la perspectiva de que los debates políticos y los intereses corporativos envenenarán el terreno. Y eso sería una plaga no solo para el futuro de los agricultores pobres, sino también para la reputación de la biotecnología agrícola, un campo ya acosado por acusaciones de que su ciencia no ha hecho lo suficiente por el bien humano.
Producir cultivos biotecnológicos que alimenten a los pobres y mejoren la vida de los agricultores en el mundo en desarrollo refutaría de manera convincente tales acusaciones. David Hoisington, director del programa de biotecnología del CIMMYT, cree que esos cultivos están en camino. El primer maíz modificado genéticamente del CIMMYT, una variedad no pomíctica que repele el gusano barrenador del tallo, está listo para pruebas de campo. En una década más o menos, las parcelas de maíz apomíctico podrían marcar una nueva entrada en el Paseo de la Fama del CIMMYT. La tecnología es una herramienta tan poderosa para resolver problemas, dice Hoisington, que tiene que ser aceptada.