Aumentar la resistencia de las plantas a determinadas plagas, incrementando así la productividad, es el cometido de la biotecnología agrícola, una ciencia que también representa algún riesgo.
Cualquier aplicación tecnológica que emplee sistemas biológicos y organismos vivos para crear o modificar productos a los que se les dé unos usos específicos se considera biotecnología. En el sector agrícola, hace siglos que se emplea la biotecnología para experimentar con la fermentación de vinos y cervezas o con las levaduras para hacer pan. Sin embargo, hoy en día, el desarrollo de conocimientos como la inteligencia artificial hacen que la biotecnología agrícola cuente con más aplicaciones que nunca para conseguir cultivos más resistentes y respetuosos con el medio.
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¿Qué es la biotecnología agrícola?
Todo uso de organismos vivos o compuestos obtenidos a partir de entes vivos para crear o modificar productos con fines diversos se considera biotecnología. Y desde los orígenes de la historia ha sido empleada por el hombre en asuntos como la producción de vinos, quesos, yogures o panes, que implican el uso de bacterias o levaduras para transformar un producto natural en otro fermentado. La biotecnología moderna implica, además, la manipulación de las moléculas de ADN de los elementos implicados.
La biotecnología agrícola, según el Convenio sobre la Diversidad Biológica (CDB), abarca todo proceso tecnológico que emplea sistemas biológicos y organismos vivos para crear o modificar productos y procesos con fines específicos. Esto incluye no solo aplicaciones médicas e industriales, sino también herramientas comunes en la agricultura y la producción alimentaria.
En una perspectiva más precisa, el Protocolo de Cartagena sobre seguridad de la biotecnología del CDB define la biotecnología moderna como la aplicación de técnicas in vitro de ácido nucleico, como la recombinación de ácido desoxirribonucleico (ADN) y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos. Además, abarca la fusión de células de diferentes grupos biológicos, yendo más allá de las barreras naturales que limitan la reproducción o recombinación, y excluyendo las técnicas habituales de reproducción y selección.
El glosario de biotecnología de la FAO complementa estas definiciones, considerando la biotecnología en un sentido amplio, similar al CDB, y en un sentido estricto, que abarca tecnologías moleculares como la manipulación y transferencia de genes, tipificación del ADN y clonación de plantas y animales.
En el corazón de la biotecnología agrícola se encuentran las técnicas de recombinación del ADN, también conocidas como ingeniería genética o modificación genética. Estos métodos modifican la estructura genética de un organismo mediante la transgénesis, transfiriendo ADN de un organismo a otro sin reproducción sexual. Los productos resultantes de esta manipulación se conocen como organismos modificados genéticamente (OMG).
La biotecnología agrícola constituye un campo en el que convergen la ciencia y la agricultura. Se trata de aplicar técnicas y herramientas de la biotecnología para mejorar los cultivos, haciéndolos más resistentes, productivos y adaptables a diversas condiciones ambientales.
Tipos de biotecnología
La biotecnología agrícola también es conocida como biotecnología verde dentro de la clasificación por colores que caracteriza a esta ciencia. Estos son los diferentes tipos de biotecnología y su influencia en la biotecnología agrícola:
- Biotecnología roja (médica). Este segmento se centra en la aplicación de la ingeniería genética para desarrollar productos farmacéuticos y terapias médicas. Aunque su impacto directo en la agricultura es limitado, sus avances tecnológicos, a menudo, sirven como catalizadores para la investigación en otros campos biotecnológicos.
- Biotecnología blanca (industrial). En este caso se trata de mejorar procesos de fabricación, como la producción de alimentos y biocombustibles. Pese a que sus beneficios indirectos pueden influir en la cadena alimentaria, su enfoque principal es la optimización de procesos no agrícolas.
- Biotecnología gris (medioambiental). Está centrada en buscar soluciones biotecnológicas para remediar problemas medioambientales como la contaminación. Sus aplicaciones pueden tener efectos secundarios positivos en la agricultura, pero su enfoque principal no está directamente relacionado con la producción de alimentos.
- Biotecnología azul (marina). Enfocándose en organismos acuáticos, la biotecnología azul busca soluciones para problemas en los ecosistemas marinos. Aunque su conexión con la agricultura terrestre es indirecta, puede influir en la seguridad alimentaria global al abordar cuestiones relacionadas con la pesca y la acuicultura.
- Biotecnología verde (agrícola). La biotecnología verde opera en uno de los primeros procesos de la industria alimentaria, ya que incluye las investigaciones realizadas en el sector agrícola y ganadero con el objetivo de mejorar el rendimiento de las cosechas y las explotaciones. Mediante la manipulación genética de cultivos, el aumento de la resistencia a plagas y enfermedades, o de la optimización de los rendimientos, esta rama tiene por objetivo impulsar la eficiencia y sostenibilidad en la agricultura.
- Biotecnología amarilla (alimentaria). Su cometido principal es trabajar para que exista mayor cantidad de alimentos o mejorar la calidad de un producto determinado. Está muy ligada a la biotecnología agraria y se relaciona con la tecnología de los alimentos o foodtech, la ciencia que se ocupa de testear la calidad de los comestibles con las técnicas más avanzadas. Un ejemplo de las aplicaciones que tiene la biotecnología amarilla serían los probióticos.
- Biotecnología dorada (informática). Emplea la tecnología informática para almacenar, estudiar y separar toda la información biológica, especialmente la que tiene que ver con aminoácidos y secuencias de ADN. Es decir, tiene por cometido secuenciar los genomas de seres vivos y a partir de ahí, simular procesos biológicos, diseñar genes específicos o modelar proteínas.
La biotecnología verde, o biotecnología en agricultura, abarca una gama diversa de técnicas diseñadas para mejorar la productividad y sostenibilidad en la producción de alimentos. Esto incluye la modificación genética de los cultivos para incrementar su resistencia a enfermedades, aumentar la tolerancia a condiciones climáticas adversas y optimizar los rendimientos.
Además, la ingeniería genética también se emplea para desarrollar cultivos con perfiles nutricionales mejorados, contribuyendo así a reforzar la calidad de los alimentos.
Aplicaciones de la biotecnología agrícola
Según estimaciones de la ONU, en los próximos años la población mundial experimentará un incremento de 2.000 millones de personas, hasta alcanzar los 9.700 millones de habitantes en el año 2050. Ante el panorama de necesidad de alimentos que se avecina, el uso de nuevas tecnologías como la robótica alimentaria y el intercambio de sinergias entre agricultura y biotecnología para aumentar la productividad en el campo, se hacen más imprescindibles que nunca a la hora de evitar carestías.
Estas son algunas de las principales aplicaciones de la biotecnología agrícola:
- Mejora de la calidad nutricional. La biotecnología agrícola se ha focalizado en desarrollar cultivos con una calidad nutricional mejorada. Investigaciones respaldadas por el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA) revelan avances significativos en la producción de alimentos más ricos en nutrientes esenciales. Por ejemplo, se han logrado cereales con mayor contenido de vitaminas y minerales, contribuyendo así a una dieta más equilibrada y saludable.
- Resistencia a condiciones ambientales extremas. La variabilidad climática es un desafío constante para la agricultura, por ello, la biotecnología agrícola se erige como una aliada crucial. En España, la creación de cultivos resistentes a condiciones extremas, como sequías o suelos salinos, ha resultado vital. Estos cultivos modificados genéticamente (OMG) muestran una mayor capacidad para sobrevivir y prosperar en entornos adversos, salvaguardando así la seguridad alimentaria en condiciones climáticas desafiantes.
- Reducción del uso de pesticidas. Uno de los logros más destacados de la biotecnología agrícola ha sido la reducción del uso de pesticidas. La ingeniería genética ha permitido desarrollar cultivos que son naturalmente resistentes a ciertas plagas y enfermedades, disminuyendo la dependencia de productos químicos nocivos. Este enfoque no solo beneficia la salud del medio ambiente, sino que también contribuye a la producción de alimentos más seguros y sostenibles.
- Incremento de la eficiencia en la utilización de recursos. La biotecnología agrícola juega un papel clave en la optimización de recursos agrícolas. Así, se están desarrollando cultivos que aprovechan de manera más eficiente nutrientes y agua. Esto no solo se traduce en una mayor productividad por hectárea, sino que también reduce la presión sobre los recursos naturales, alineándose con prácticas agrícolas sostenibles y respetuosas con el entorno.
- Contribución a la economía rural. La adopción de tecnologías de biotecnología agrícola aporta beneficios agronómicos y también impulsa la economía rural en España. La mejora en la productividad y calidad de los cultivos se traduce en mayores ingresos para los agricultores. Además, la investigación y desarrollo en este campo generan empleo especializado, fortaleciendo el tejido económico de las comunidades agrícolas.
La biotecnología agrícola se despliega en diversas direcciones, desde la mejora nutricional hasta la resistencia ambiental. Estas aplicaciones reflejan avances científicos significativos y señalan un camino prometedor hacia una agricultura más sostenible y resiliente.
Ejemplos de biotecnología agrícola
La biotecnología agrícola se manifiesta a través de ejemplos concretos que evidencian su capacidad transformadora en este sector. Estos casos ilustran la aplicación práctica de las tecnologías biotecnológicas y resaltan la relevancia de estas innovaciones en el contexto agrícola español. Algunos ejemplos de biotecnología agrícola pasan por:
Conseguir productos resistentes a herbicidas
- Está basada en la transferencia de genes de resistencia a partir de bacterias y plantas como la petunia.
- Por medio de este método, se ha conseguido que cultivos como la soja sean resistentes a herbicidas del tipo del glifosato, simplificando el control de malas hierbas.
- Esta resistencia no solo beneficia a los agricultores sino que también promueve prácticas de conservación del suelo, reduciendo la erosión y las emisiones de CO₂.
- Su éxito en lugares como Estados Unidos y Argentina ha llevado a una rápida adopción de variedades de soja tolerantes a herbicidas, acompañada de un crecimiento considerable en la siembra directa y no laboreo.
Cultivos resistentes a plagas y enfermedades
- La transferencia de genes Bt de la bacteria bacillus thuringiensis a cultivos como algodón, patata y maíz ha conferido protección duradera contra insectos perjudiciales.
- Estos cultivos modificados genéticamente reducen el consumo de insecticidas, fomentan la proliferación de insectos beneficiosos y respetan las poblaciones de fauna terrestre.
Mejora de propiedades nutritivas y organolépticas
- La comprensión del metabolismo de las plantas ha permitido mejorar texturas y consistencias en cultivos como el tomate, al inhibir la formación de pectinasa.
- En cultivos como el maíz, tabaco y soja, se ha logrado aumentar el contenido de ácido oleico y metionina, mejorando la calidad nutritiva de las especies.
Resistencia a estrés abiótico
- La introducción de genes de bacterias pseudomonas syringae y erwinia herbicola, que son en parte responsables de los daños que causan las heladas en muchos vegetales, ha conferido a las plantas mayor resistencia a bajas temperaturas, evitando que sufran ese tipo de daños.
Otras aplicaciones
- En horticultura, se han obtenido variedades de colores inusuales, como rosas azules y claveles violetas, mediante la introducción de genes específicos.
- Se ha mejorado la fijación de nitrógeno en leguminosas y se ha explorado la producción de plásticos biodegradables en plantas.
- Destaca la generación de plantas transgénicas productoras de vacunas, desde tétanos hasta malaria, abriendo nuevas posibilidades en la industria agrícola.
Estos ejemplos ilustran el impacto positivo y la versatilidad de la biotecnología agrícola, marcando un camino prometedor hacia un futuro más sostenible y productivo en la agricultura.
La biotecnología agrícola se destaca como un elemento crucial en el fortalecimiento global del sector, en el que se están invirtiendo recursos para lograr su digitalización y avanzar en la agricultura 4.0 y la agricultura de precisión.
Su enfoque específico en la mejora de la producción de alimentos demuestra cómo la ciencia puede ser una aliada en la búsqueda de soluciones sostenibles para los desafíos alimentarios globales.
