Universidad Estatal de Colorado

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por F.B. Peairs*(9/13)

Hechos rápidos…

  • El Bacillus thuringiensis (Bt) es una bacteria del suelo que produce toxinas insecticidas.
  • Los genes del Bt pueden insertarse en las plantas de cultivo para que sean capaces de producir una toxina insecticida y, por lo tanto, sean resistentes a determinadas plagas.
  • No se conocen efectos adversos para la salud humana asociados al maíz Bt.
  • El maíz Bt puede afectar negativamente a insectos no objetivo si están estrechamente relacionados con la plaga objetivo, como es el caso de la mariposa Monarca. Estos efectos adversos se consideran menores, en relación con los asociados a la alternativa de las aplicaciones de insecticidas generales.
  • La nueva tecnología nos permite mejorar las variedades de cultivos añadiendo genes de otras especies. Esto es útil porque podemos alterar rasgos, como la resistencia a los insectos, que podrían no existir de forma natural en la especie de cultivo, o que podrían ser difíciles de transferir dentro de la especie de cultivo utilizando las técnicas clásicas de cultivo de plantas. Una aplicación exitosa de esta nueva tecnología es el desarrollo de híbridos de maíz que son resistentes a ciertas plagas de insectos debido a la adición de un gen de una bacteria natural del suelo.

    Aunque estos híbridos de maíz son muy eficaces en el control de las plagas de insectos, su uso ha suscitado preocupación. La siguiente serie de preguntas y respuestas ofrece una visión general de estos híbridos de maíz resistentes a los insectos y aborda algunas de las cuestiones sanitarias y medioambientales asociadas a su uso. La hoja informativa 0.708, Manejo de las plagas del maíz con maíz Bt, aborda el uso de estos híbridos en el manejo de plagas.

    Preguntas y respuestas

    Preguntas: ¿Qué es el Bt?

    A: Bt es la abreviatura de una bacteria común que habita en el suelo llamada Bacillus thuringiensis. Bt también se refiere a los productos insecticidas fabricados a partir de estas bacterias.

    ¿Dónde se encuentra normalmente el Bt?

    A: el Bt está ampliamente distribuido. Además de encontrarse en muchos suelos de todo el mundo, también se encuentra en las hojas de las plantas y en el grano almacenado.

    ¿Qué tiene que ver el Bt con las plagas de insectos?

    A: Algunas cepas de Bt matan a los insectos con toxinas llamadas proteínas cristalinas insecticidas o endotoxinas delta. Este grupo de toxinas se considera relativamente inofensivo para los seres humanos y la mayoría de las especies que no son plagas. Sin embargo, otras toxinas producidas por el Bt tienen un espectro de toxicidad más amplio.

    Por qué el insecto está expuesto al Bt?

    A: Las endotoxinas delta son venenos estomacales que deben ser ingeridos por el insecto para que sean eficaces. Después de la ingestión, la toxina se activa en el intestino medio del insecto, que es altamente alcalino.

    ¿Cómo mata el Bt a los insectos?

    A: Las endotoxinas Delta paralizan rápidamente el sistema digestivo del insecto, por lo que el daño a la planta se detiene poco después de que el insecto se exponga a la toxina. La mortalidad puede tardar varios días, por lo que los efectos de las endotoxinas delta son muy diferentes de los que esperamos de los insecticidas convencionales.

    P: ¿Existen otros tipos de toxinas Bt?

    A: Otro tipo de toxinas Bt son las llamadas proteínas vegetativas insecticidas, o VIPs. Las VIPs también se consideran relativamente seguras para las especies que no son plagas, sin embargo, otras clases de toxinas producidas por el Bt tienen un espectro de toxicidad más amplio.

    Pregunta: ¿Qué plagas son controladas por el Bt?

    A: Las diferentes cepas (se conocen unas 600) de Bacillus thuringiensis producen diferentes formas de endotoxinas delta – muchas son tóxicas para las orugas (por ejemplo, el barrenador europeo del maíz), mientras que otras son tóxicas para las moscas (por ejemplo, los mosquitos) o los escarabajos (por ejemplo, gusano de la raíz del maíz).

    ¿Son nuevos los insecticidas Bt?

    A: Los insecticidas Bt, que consisten en Bt latente y endotoxina delta, están disponibles comercialmente y se utilizan en la agricultura desde hace más de 30 años (por ejemplo, Bactimos, Biobit, Dipel, Javelin, Teknar, Vectobac). Se utilizan principalmente para el control de las plagas de orugas de diversos cultivos, así como de las larvas de mosquitos y moscas negras.

    Pregunta: ¿Es seguro el Bt?

    A:Las endotoxinas delta y los VIP se consideran mucho más selectivos y seguros para los seres humanos y los organismos no objetivo que la mayoría de los insecticidas convencionales, ya que atacan sitios que sólo se encuentran en unos pocos grupos de insectos. Los insecticidas Bt comerciales están clasificados como generalmente considerados como seguros (GRAS) por la EPA, y están aprobados para la mayoría de los programas de certificación orgánica.

    Qué es el maíz Bt?

    A: La producción de la endotoxina delta y los VIPs está controlada por un único gen en la bacteria. Una versión modificada de este gen puede colocarse en plantas de maíz. Las plantas de maíz que contienen este gen pueden producir endotoxina delta o VIP y, por tanto, ser tóxicas para los insectos que son susceptibles a esa forma de la proteína.

    Por qué utilizar el gen Bt en el maíz?

    A: Las toxinas BT rociadas en las plantas se descomponen rápidamente cuando se exponen a la luz ultravioleta. Las toxinas BT producidas en la planta están protegidas de la luz ultravioleta. Además, varias de las principales plagas del maíz son difíciles y costosas de controlar con insecticidas convencionales, pero son susceptibles a las toxinas Bt producidas en los tejidos de la planta. La biotecnología para insertar genes Bt productores de toxinas en el maíz está disponible.

    Por ejemplo, ¿es tóxica toda la planta de maíz Bt?

    Así es. Dos factores, el evento y el promotor, controlan dónde se producen las toxinas en la planta y en qué cantidades. Diferentes compañías de semillas utilizan diferentes eventos y promotores, por lo que sus híbridos también serán diferentes en cuanto a los tejidos de la planta que producen toxinas Bt.

    El evento de inserción es el acto físico de poner el gen Bt en el material genético de la planta de maíz. Es entonces cuando se determina la ubicación física del gen Bt (qué cromosoma, qué parte del cromosoma, etc). La ubicación del gen afecta al lugar de la planta donde se producen las toxinas y a la cantidad de toxina Bt que se produce. Actualmente, no disponemos de la tecnología para controlar la localización del gen Bt, por lo que cada evento da lugar a plantas que difieren en el lugar y en la cantidad de toxina que se produce.

    El promotor es un interruptor genético que indica al gen Bt insertado cuándo y dónde producir toxinas Bt. Existen varios promotores diferentes y la elección del promotor también afecta a dónde y cuánta endotoxina delta se produce en la planta de maíz, lo que da lugar a diferencias entre los híbridos.

    ¿Cómo puedo obtener más información sobre el maíz Bt?

    La información sobre los híbridos específicos está disponible en los distribuidores de semillas y en las empresas de semillas. Varios sitios web útiles son:

    AgBioForum: The Journal of Agrobiotechnology Management and Economics, www.agbioforum.org/. Se trata de una revista científica en línea dedicada a temas de biotecnología agrícola.

    Ag Biosafety, Universidad de Nebraska, Lincoln. http://agbiosafety.unl.edu/about.shtml. Se dedica a tratar temas de actualidad en biotecnología de cultivos y seguridad alimentaria.

    Biotecnología agrícola, The Pew Charitable Trusts, www.pewtrusts.org/our_work_detail.aspx?id=442. Este sitio alberga información desarrollada hasta 2007 por la Iniciativa Pew sobre Alimentación y Biotecnología.

    Base de datos sobre cultivos transgénicos. Center for Environmental Risk Assessment (CERA), ILSI Research Foundation, Washington D.C. http://cera-gmc.org/. Se trata de una base de datos en la que se pueden realizar búsquedas de rasgos transgénicos, así como de otros rasgos novedosos producidos mediante otros métodos de cultivo de plantas.

    Sistemas de Información para la Biotecnología (ISB): A National Resource for Agbiotech Information, Virginia Tech, www.isb.vt.edu/. Este sitio ofrece documentos y bases de datos de búsqueda relativos al desarrollo, las pruebas y la revisión reglamentaria de las plantas, los animales y los microorganismos modificados genéticamente en los Estados Unidos y en el extranjero.

    Regulación de los bioplaguicidas, Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos, www.epa.gov/oppbppd1/biopesticides/. Este sitio explica el proceso de regulación de los bioplaguicidas, incluidos los eventos del maíz Bt.

    El Servicio Internacional para la Adquisición de Aplicaciones Agrobiotecnológicas, www.isaaa.org/kc/. Este completo sitio web está a favor de la biotecnología, pero contiene una gran cantidad de información actualizada, incluida una completa base de datos de eventos y rasgos de cultivos aprobados.

    USDA, National Agricultural Library, Biotechnology information page. www.nal.usda.gov/plants-and-crops/biotechnology-genetics-and-breeding. Este sitio contiene enlaces a muchas fuentes de información sobre biotecnología agrícola.

    Pregunta: ¿Cuántos tipos de maíz Bt hay?

    A: Hay muchos híbridos de maíz Bt diferentes disponibles, sin embargo, cada uno no contiene más que unos pocos de los eventos descritos anteriormente.

    Pregunta: He oído que el maíz Bt es tóxico para las mariposas Monarca. ¿Es esto cierto?

    A: La fase de oruga de la Monarca se alimenta de algodoncillo. Los estudios de laboratorio muestran cierta mortalidad en las orugas de la Monarca alimentadas con hojas de algodoncillo cubiertas con polen de maíz Bt. Todavía hay que responder a varias preguntas antes de poder determinar el riesgo para las mariposas Monarca.

    Por ejemplo, ¿las mariposas Monarca ponen huevos en las plantas de algodoncillo en los campos de maíz o cerca de ellos?

    Así es. Los primeros indicios apuntan a que se ponen más huevos en los maizales y sus alrededores que en los otros entornos estudiados.

    Pregunta: ¿Es menor la supervivencia de las orugas Monarca en las plantas de algodoncillo en los maizales Bt en comparación con los maizales no Bt?

    R: No. No hubo diferencias en la supervivencia en varios lugares del Medio Oeste y Ontario. La excepción es el maíz Bt transformado con el evento 176, ahora descontinuado.

    Por ejemplo, ¿la supervivencia de las orugas Monarca es mejor cuando los barrenadores del maíz se controlan con maíz Bt o con insecticidas?

    A: Los estudios realizados tanto en el campo como en el maíz dulce mostraron una menor supervivencia de las orugas Monarca en los campos tratados con insecticidas en comparación con los campos no tratados plantados con híbridos de maíz Bt.

    ¿Cuál es la dosis letal de polen de maíz Bt para las orugas Monarca?

    A: Esto depende del evento. El polen más tóxico es el producido por el evento 176 (que ya no está disponible comercialmente), que tiene de 15 a 25 veces más endotoxina delta por grano de polen que los eventos actualmente en uso. La dosis letal (LD50) del polen del evento 176 es de unos 2.500 granos de polen por pulgada2 de hoja de algodoncillo. No se han encontrado efectos adversos observables a 850 granos (evento 176) por in2 de hoja de algodoncillo. No se han identificado efectos agudos para el polen de las plantas con eventos que están actualmente disponibles. Sin embargo, se han planteado preguntas adicionales con respecto a la toxicidad de las anteras para las orugas de la Monarca y otras orugas no objetivo.

    Pregunta: ¿Se producen dosis letales de polen de maíz Bt en las plantas de algodoncillo dentro de los campos de maíz Bt?

    A: Los recuentos de polen de maíz Bt dentro de los campos de Ontario promediaron 500 granos por in2 de hoja de algodoncillo. Los recuentos más altos en este estudio fueron ligeramente inferiores a 2.500 granos por pulgada2 de hoja de algodoncillo.

    Pregunta: ¿Se producen dosis letales de polen de maíz Bt en las plantas de algodoncillo cerca de los campos de maíz Bt?

    A: El polen de maíz es relativamente pesado y no viaja muy lejos. Las plantas de algodoncillo situadas a tres pies de los campos de maíz de Ontario promediaron 180 granos de polen por pulgada2 de hoja de algodoncillo y las plantas de algodoncillo situadas a 15 pies del campo promediaron nueve granos de polen por pulgada2 de hoja de algodoncillo. Las lluvias reducen en gran medida la densidad de polen en las plantas de algodoncillo en los campos de maíz.

    Pregunta: ¿Existen efectos subletales para las orugas de la Monarca que se alimentan del polen del maíz Bt?

    A: Se sabe poco sobre los efectos subletales, como la reducción del crecimiento o el retraso del desarrollo. Sin embargo, se ha observado que las orugas Monarca consumen menos cuando se alimentan de hojas de algodoncillo que contienen polen de maíz Bt que cuando se alimentan de hojas limpias.

    P: ¿Se alimentan las orugas Monarca de las hojas de algodoncillo durante el desprendimiento de polen?

    A: Cuanto mayor sea la sincronía entre el desprendimiento de polen y la presencia de pequeñas orugas Monarca en el algodoncillo, mayor será el riesgo del maíz Bt. Actualmente, los investigadores creen que hay poca superposición entre los dos, pero ambos son eventos variables influenciados por el clima y la ubicación, por lo que puede haber situaciones en las que están bien sincronizados.

    P: ¿Hay algo que se pueda hacer para proteger a la mariposa Monarca del polen del maíz Bt en Colorado?

    A: La amenaza para las Monarcas en Colorado es bastante baja ya que la mariposa Monarca es rara en nuestro estado. Donde las Monarcas son más comunes, la EPA sugiere plantar maíz no Bt como una trampa de polen alrededor del campo o considerar la dirección del viento predominante y las ubicaciones probables del hábitat de las Monarcas cuando se decida dónde se debe plantar el maíz Bt y el maíz no Bt. Estas sugerencias también servirían para minimizar el riesgo para otras orugas no objetivo que podrían ser motivo de preocupación.

    Pregunta: ¿Existen otros insectos amenazados por el maíz Bt?

    A: Muchas especies de orugas ocurren en y alrededor de los campos de maíz durante la temporada de crecimiento, y podrían verse afectadas por el maíz Bt. Esta será una preocupación continua a medida que se introduzcan nuevos eventos en el maíz y se desarrollen otros cultivos modificados.

    Un estudio del Medio Oeste mostró que las larvas de cola de golondrina negra no se vieron afectadas por el polen del maíz Bt, pero otro indicó que el polen del evento 176 podría tener efectos subletales en esta especie. Sin embargo, el conjunto de estudios detallados que se están llevando a cabo actualmente sobre la mariposa monarca no se han realizado para este insecto.

    Pregunta: ¿Es cierto que las raíces de las plantas de maíz Bt filtran endotoxinas delta al suelo?

    A: Sí, esto se ha demostrado en varios estudios de laboratorio. Sin embargo, las implicaciones para diversos organismos del suelo no están claras. Dado que el Bt es una bacteria del suelo muy común, es probable que la exposición de estos organismos a las toxinas Bt sea común. Los niveles de toxinas Bt medidos en los estudios de laboratorio estaban al menos 10 veces por debajo de los que causan efectos observables en importantes organismos del suelo como las lombrices de tierra y los colémbolos.

    Pregunta: La alternativa al maíz Bt parece ser el uso de insecticidas convencionales. ¿Cuál es más perjudicial para los insectos no objetivo, como la mariposa Monarca?

    A: Los resultados de los estudios sobre los efectos no objetivo indican que los riesgos son relativamente pequeños. Además, en los últimos 30 años se han tratado millones de hectáreas de bosques contra la polilla gitana y otras plagas con insecticidas Bt, con escasos efectos documentados sobre las especies no objetivo. Por otro lado, los peligros de los insecticidas convencionales para muchas especies diferentes de insectos no objetivo están muy bien documentados.

    Pregunta: ¿Afectará el maíz Bt a otros insectos, como los enemigos naturales (depredadores e insectos parásitos)?

    A: Esta es una pregunta complicada debido a las muchas especies implicadas. Hay al menos tres efectos importantes. El uso de insecticidas se reduce con el uso de maíz Bt si las principales plagas son susceptibles a las toxinas Bt, por lo que los enemigos naturales se verán menos afectados por la exposición a estos productos químicos. Este es probablemente el efecto más significativo.

    En segundo lugar, dado que la plaga objetivo es esencialmente eliminada del cultivo por la toxina Bt, cualquier enemigo natural que dependa de la plaga para alimentarse se verá afectado negativamente. Aunque esto es posible, los beneficios para la protección de los cultivos de la eliminación de la plaga probablemente superan la pérdida de control proporcionada por el enemigo natural. Además, el control biológico a menudo es el resultado de las acciones de un complejo de especies de enemigos naturales, por lo que el beneficio global de los enemigos naturales puede no verse muy afectado.

    Por último, los enemigos naturales que se alimentan de las plagas que han ingerido la toxina Bt pueden verse afectados negativamente por la toxina. Esta interacción ha sido demostrada, sin embargo, se cree que los efectos negativos sobre los enemigos naturales son relativamente menores.

    P: He oído que el maíz Bt es una amenaza para la salud porque provoca respuestas alérgicas en algunas personas. ¿Es esto cierto?

    A: Algunas plantas transgénicas experimentales han causado respuestas alérgicas. La EPA exige varias pruebas de alérgenos alimentarios como parte del proceso de registro de los cultivos transgénicos que contienen sustancias pesticidas. La primera prueba mide el tiempo que el alérgeno potencial sobrevive en un entorno ácido. Los tiempos de supervivencia más largos indican una mayor probabilidad de sobrevivir al proceso de digestión y de ser absorbido por el torrente sanguíneo, que es el primer paso en la alergenicidad de los alimentos.

    Las endotoxinas Delta y los VIPs producidos por los eventos actualmente disponibles se descomponen rápidamente en el estómago y, por tanto, no son potenciales alérgenos alimentarios.

    Pregunta: ¿Tienen los cultivos Bt otros efectos conocidos sobre la salud humana?

    A: Un estudio de Ontario detectó la endotoxina delta Cry1Ab en el suero sanguíneo de mujeres embarazadas, sus fetos y mujeres no embarazadas. Sin embargo, se desconoce la importancia para la salud de esta observación.

    P: ¿Existen otros riesgos derivados del polen del maíz Bt?

    A: Sí. El polen del maíz Bt puede contaminar los cultivos adyacentes de maíz no Bt. Esto puede ser un problema si el o los eventos de este polen no están aprobados para el comercio internacional. También puede ser un problema para los productores orgánicos certificados. Plantar a una distancia mínima de 150 pies evitará la mayoría de estos problemas en las condiciones de Colorado.

    Agradecimientos

    Me gustaría agradecer a Gary Hein, Universidad de Nebraska, Scottsbluff; Jerry Alldredge, Assefa Gebre-Amlak, Bruce Bosley, Randy Buhler, Pat Byrne, Jerry Johnson, Ron Meyer, Stan Pilcher, Elaine Roberts, y John Shanahan todos de la Universidad Estatal de Colorado; y Phil Sloderbeck, de la Universidad Estatal de Kansas, Garden City, por leer y comentar versiones anteriores.

    * F.B. Peairs, entomólogo de extensión y profesor, ciencias bioagrícolas y gestión de plagas. 6/02. Revisado el 13/9.

    La Universidad Estatal de Colorado, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos y los condados de Colorado cooperan. Los programas de Extensión Cooperativa están disponibles para todos sin discriminación. No se pretende avalar los productos mencionados ni se implica una crítica a los productos no mencionados.

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