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Como o OGM pode contaminar as plantas biológicas?

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Vamos considerar dois casos de uso:

  1. Eu sou o único fazendeiro em um raio de 200 km. Primeiro, cultivo plantas OGM. Alguns ciclos depois, decido cultivar bio-plantas, então arranco todas as plantas OGM e planto novas bio-plantas.

  2. Estou rodeado de plantações de OGM e decido cultivar plantas biológicas.

Em ambos os casos, podemos considerar a plantação como bio ou estava contaminada e como?


Em primeiro lugar, deixe-me dizer o seguinte: não sou jardineiro. Cada planta que entra em minha casa ou quintal morre uma lenta morte de negligência. Eu tenho alguma experiência em tentar remover ervas daninhas de outras não-ervas daninhas, e há um aspecto prático de "arrancar todas as plantas OGM" que eu acho que pode ser impossível, mas isso é especulação. Vamos fazer uma revisão da literatura.

Um artigo frequentemente citado é Dröge, M., Pühler, A. & Selbitschka, W. Transferência horizontal de genes como uma questão de biossegurança: um fenômeno natural de interesse público. Journal of Biotechnology 64, 75-90 (1998). A Tabela 3 contém as informações mais relevantes sobre a transferência horizontal de genes entre plantas.

Na situação número 1, considere que a rizosfera (a área do solo ao redor da raiz de uma planta) está constantemente povoada por bactérias. Essas bactérias às vezes transferem material genético de e para a planta, através das raízes. A menos que de alguma forma você esterilize o solo após arrancar sua safra anterior, considere tudo o que você plantou naquele campo possivelmente contaminado.

A situação 2 é menos clara, mas a Monsanto processa os agricultores que usam suas sementes sem contrato, e muitos agricultores dizem que isso se deve à polinização cruzada. Acho que você deve presumir que seu campo logo estará contaminado.


Impacto Ambiental de OGM

Ao examinar a ecologia populacional, uma história comum vem à mente. Imagine um habitat com recursos infinitos e sem predação ou competição. Parece que isso seria ideal para sustentar a população. O que poderia dar errado? Este tipo de ambiente é o terreno fértil perfeito para a superpopulação de qualquer espécie. Se uma população tiver comida suficiente para se sustentar e prosperar, ocorrerá uma reprodução exponencial. Por várias gerações, esse crescimento não será um problema significativo. No entanto, em breve não haverá comida suficiente para sustentar toda a população. Os alimentos tornam-se escassos e os indivíduos começam a competir por recursos limitados. Apenas os indivíduos mais aptos sobreviverão, enquanto os fracos morrerão devido a doenças e fome. A população vai cair drasticamente, deixando apenas vários indivíduos. Esse ciclo está relacionado à capacidade de suporte de uma espécie, que é o tamanho da população que pode ser sustentada indefinidamente. Ao exceder esse limite, o relógio começa a correr até o desastre acontecer.

Assim como no cenário acima, a população humana continuará crescendo quando os recursos permitirem. A modificação genética de safras tornou-se a solução para prolongar a existência humana além de nossa capacidade de suporte. Uma vez que a capacidade de suporte seja alcançada, os humanos superarão os recursos disponíveis e ocorrerão mudanças drásticas na população. Para evitar um colapso populacional, os humanos estão fazendo o possível para fornecer comida suficiente para que todos possam sobreviver, desenvolvendo plantações geneticamente modificadas. Está estabelecido que os cultivos geneticamente modificados (GM) impactam o meio ambiente, mas estamos dispostos a ignorar isso para salvar o nosso? As safras GM são necessárias para sustentar a vida e aumentar a capacidade de suporte da população humana, portanto não podemos prever sua eliminação. Portanto, nosso plano é reduzir o impacto dos produtos GM no meio ambiente, em vez de abolir completamente a engenharia genética.

A Organização Mundial da Saúde define organismos geneticamente modificados (OGM) como "organismos (ou seja, plantas, animais ou microrganismos) nos quais o material genético (DNA) foi alterado de uma forma que não ocorre naturalmente por acasalamento e / ou recombinação natural" ( Organização Mundial da Saúde [OMS], 2016). As safras GM estão se tornando cada vez mais predominantes em nossa vida cotidiana. Nos últimos 30 anos, novos produtos GM estão disponíveis nas prateleiras dos supermercados em todo o mundo. O artigo a seguir discutirá os impactos ambientais dos cultivos GM e explicará como nossa sociedade global os utiliza no sistema alimentar.

Antecedentes sobre os impactos ambientais dos OGM

Os impactos negativos dos OGM no meio ambiente são uma grande preocupação para os cientistas e o público. Os efeitos negativos no meio ambiente incluem o aumento do uso de herbicidas e a poluição dos ecossistemas aquáticos. Essas questões fundamentais constituirão o foco deste artigo. Dados os impactos negativos e a necessidade de OGMs para a produção de alimentos, a única maneira de lidar com essa dicotomia é diminuir o impacto ambiental sem eliminar os cultivos modificados. Prevenir esses impactos é improvável, mas a redução dos danos de longo prazo aos ecossistemas afetados é plausível e deve ser tratada por conservacionistas e engenheiros genéticos de forma colaborativa. Não existe uma solução única para o problema, mas existem várias estratégias práticas para limitar os danos ambientais causados ​​pelos OGM.

Impacto do glifosato

Gerenciar ervas daninhas é uma das tarefas mais tediosas da agricultura. Reconhecendo as lutas que os agricultores enfrentam com o manejo de ervas daninhas, os cientistas desenvolveram culturas tolerantes a herbicidas geneticamente modificados (HT) para que os agricultores possam pulverizar seus campos com herbicidas sem afetar seu rendimento. Nos últimos 30 anos, o desenvolvimento de safras tolerantes a herbicidas (como milho, soja e algodão) foi o avanço mais notável na história da engenharia de safras (Bonny 2016). A maioria das safras HT são tolerantes ao glifosato, um composto usado no Roundup para matar muitas espécies de ervas daninhas que competem com as lavouras.

As culturas tolerantes ao glifosato (GT) foram desenvolvidas pela primeira vez pela Monsanto em 1994. Desde que as culturas GT foram introduzidas no mercado, os herbicidas à base de glifosato (como o Roundup) dominaram o mercado e soja GT, milho e algodão são a maioria das variedades cultivadas em todo o mundo agricultura (Bonny 2016). Em 2012, calculou-se que o glifosato representava “cerca de 30% do mercado global de herbicidas, muito à frente de outros herbicidas. (…) Por exemplo, para a soja, a proporção de glifosato no total de herbicidas usados ​​cresceu de 4% em 1990-1993 para 89% em 2006 ”(Bonny, 2016, p.35). Além disso, Bonny (2016) afirma “em 2014, a soja GT representou 50% de todas as safras HT e cerca de 80% de todas as soja cultivadas globalmente” (Bonny, 2016, p.35).

A Monsanto era o maior fornecedor mundial das safras GT Roundup Ready e do tratamento com herbicida Roundup. Na década de 1990 e novamente em 2003, a Monsanto produziu literatura garantindo que ervas daninhas que desenvolviam RG eram extremamente improváveis ​​e instou os agricultores a aumentar o uso de safras GT e Roundup em pares (Bonny 2016). Enquanto isso, em 1996, os cientistas australianos que descobriram a primeira espécie de erva daninha GR afirmaram que "seria prudente aceitar que pode ocorrer resistência a este herbicida altamente valioso e encorajar padrões de uso de glifosato dentro de estratégias integradas que não impõem uma forte pressão de seleção para resistência" (Powles et al. 1998, p.6).

As safras GT foram desenvolvidas porque se pensava que não apenas eliminavam o fardo do manejo de ervas daninhas para os agricultores, mas também reduziam a quantidade geral de herbicidas pulverizados. As colheitas GT serviram bem aos agricultores e reduziram o tempo e o dinheiro gastos na remoção manual de ervas daninhas. No entanto, desde a adoção generalizada de herbicidas de glifosato pulverizados em plantações de GT, as ervas daninhas visadas por herbicidas à base de glifosato começaram a desenvolver uma resistência a esses herbicidas (Bonny 2016). Quanto mais resistência ao glifosato (GR) se desenvolve em populações de ervas daninhas, menos eficazes se tornam os herbicidas à base de glifosato (Bonny 2016). Quando os herbicidas são pulverizados continuamente, há uma alta pressão seletiva nas populações de ervas daninhas. Populações resistentes surgem de mutações aleatórias em indivíduos que sobrevivem aos tratamentos com herbicidas. Quando o glifosato é usado com uma frequência mais alta do que outros herbicidas, a chance de sobrevivência de ervas daninhas mutantes ao glifosato é mais frequente (Bonny 2016). Em outras palavras, quanto mais você pulveriza glifosato, mais provável é que as ervas daninhas evoluam para sobreviver ao tratamento com glifosato.

Devido à frequência das safras GT, os herbicidas de glifosato se tornaram o único dominador do mercado. Como resultado, houve uma diminuição inicial na frequência do uso geral de herbicidas. O glifosato foi inicialmente considerado um herbicida de baixo risco para consumo humano e impacto ambiental, portanto, essa redução foi muito bem recebida pelo público e pelas comunidades científicas (Bonny 2016). No entanto, essa diminuição foi seguida de perto por um platô e, em seguida, um aumento constante nas aplicações de glifosato. Acredita-se que haja uma correlação direta entre a diminuição na disponibilidade de herbicidas alternativos e um aumento nas ervas daninhas GR. Quase metade das ervas daninhas GR encontradas globalmente estão florescendo em solo dos EUA e sobrecarregando os agricultores com ervas daninhas que continuaram a competir com suas lavouras, mesmo quando encharcaram seus campos com Roundup.

O gráfico a seguir foi produzido por Bonny (2016) com base nas estatísticas encontradas no USDA-NASS (1991-2013) e na Heap (2015). Esta imagem mostra vários herbicidas diferentes aplicados à soja nos EUA em relação ao desenvolvimento e crescimento de ervas daninhas resistentes ao glifosato de 1990 a 2012. O eixo direito exibe o número de ervas daninhas GR, o eixo esquerdo exibe o número de herbicidas e o eixo inferior exibe o tempo. Bonny (2016) afirma que houve apenas uma pesquisa relatando o uso de herbicidas de 2006 a 2012. O aumento do uso de herbicidas de 2006 a 2012 com base nos números da pesquisa é expresso com a linha pontilhada na imagem.

O desenvolvimento de culturas GM Roundup Ready (RR) desencadeou um aumento constante no uso de glifosato (Szekacs & amp Darvas, 2012). O aumento da quantidade de pulverização devido às ervas daninhas GR leva a uma maior quantidade de glifosato encontrado em nossas águas subterrâneas, águas superficiais, solos e precipitação (Coupe et al. 2012 Battaglin et al. 2014). O glifosato pode poluir por meio do escoamento, da deriva de pesticidas e da lixiviação do solo. Pesquisas de fontes de água mexicanas por Ruiz-Toledo, Castro, Rivero-Perez, Bello Mendoza e Sanchez (2014), encontraram vestígios de glifosato em todas as fontes testadas. Os locais de amostragem incluíram canais de irrigação, poços e pontos ao longo da margem de um rio, proporcionando diversidade de fontes de água (Ruiz-Toledo et al., 2014). Os testes encontraram vestígios de glifosato em todas as amostras, incluindo testes em áreas naturais protegidas (Ruiz-Toledo et al., 2014). Os resultados do teste provam que o glifosato encontrou seu caminho para as fontes de água por meio do escoamento superficial, lixiviação, deriva de pesticidas ou potencialmente outros meios de transporte.

O glifosato é um composto solúvel em água, o que significa que o glifosato se dissolve na água criando uma solução (Szekacs & amp Darvas, 2012). O glifosato supostamente se decompõe rapidamente na água, com uma meia-vida relativamente curta, no entanto, ele também se liga ao solo, resultando em uma meia-vida muito mais longa (Szekacs & amp Darvas, 2012). Os problemas de qualidade da água surgem quando o glifosato é absorvido pelo solo porque o produto químico lixivia ou é levado pelo escoamento.

A concentração de glifosato na fonte de água é significativamente influenciada pela quantidade de precipitação em uma determinada estação, seja chuvosa ou seca (Ruiz-Toledo et al., 2014). Durante a estação chuvosa, a concentração de glifosato dentro de uma fonte de água é diluída, mas durante a estação seca as concentrações aumentam dramaticamente, criando qualidade de água insegura (Ruiz-Toledo et al., 2014). As quantidades de precipitação também determinam o quão longe o escoamento poluído pode chegar geograficamente falando. Essas mudanças nos níveis de precipitação fazem com que o glifosato se afaste muito do local de aplicação pretendido. Daouk, De Alencastro, Pfeifer, Grandjean e Chevre (2013) atribuem a chuva ao transporte de glifosato quando os solos são compostos por camadas de textura fina em uma encosta significativa. No entanto, Daouk et al. (2013) acreditam que o escoamento superficial é responsável pela maior parte do transporte de glifosato. Com isso em mente, Ruiz-Toledo et al. (2014) propõem restrições mais rígidas sobre a proximidade de locais de aplicação de glifosato a fontes de água, como rios. Uma vez que as safras GM são freqüentemente associadas ao uso excessivo de glifosato, é crucial que ações sejam tomadas para usar o glifosato com segurança em sistemas agrícolas de grande escala.

As aplicações de glifosato nas proximidades de rios são problemáticas para as populações de animais selvagens. Uma grande quantidade de glifosato é letal para anfíbios e outros organismos. Relyea (2005) sugere que o Roundup, um composto projetado para matar plantas, pode causar taxas extremamente altas de mortalidade para anfíbios que podem levar ao declínio da população no ambiente natural, bem como morte em condições de laboratório. Relyea (2005) fornece o exemplo de que, após três semanas de exposição, o Roundup matou 96-100% das larvas anfíbias (independentemente da presença do solo) em seu ambiente natural. Outro exemplo específico dos efeitos letais do glifosato fornecido por Relyea (2005) é que quando os anuros juvenis (um tipo de anfíbio) foram expostos a um excesso de spray direto de Roundup em recipientes de laboratório, o Roundup matou 68-86% dos juvenis.

Outros organismos além dos anfíbios também são afetados. Tsui e Chu (2003) fornecem o exemplo de que microalgas e crustáceos foram 4 a 5 vezes mais sensíveis à toxicidade do Roundup do que bactérias e protozoários ”(p.1189). A toxicidade deveu-se principalmente à extrema diminuição do pH da água ao redor das microalgas e crustáceos após a adição de ácido de glifosato durante o teste (Tsui & amp Chu, 2003).

Com base nos impactos negativos que os OGMs infligem ao meio ambiente apresentados neste artigo, pode-se formular a opinião de que os OGMs devem ser descontinuados ou proibidos. No entanto, conforme previsto por especialistas em crescimento da população humana, a população humana global está prevista para atingir 9 bilhões em 2050. A questão na vanguarda do século é: como nós, como humanidade coletiva, iremos alimentar a população? De acordo com a “PLOS Biology”, “porque a maior parte das terras aráveis ​​da Terra já está em produção e o que resta está sendo perdido para a urbanização, salinização, desertificação e degradação ambiental, a expansão de terras agrícolas não é uma abordagem viável para a segurança alimentar” (Ronald, 2014, p.1). Portanto, a engenharia de safras GM para crescer em solos de má qualidade, lutar contra patógenos virulentos e oferecer proteção contra os danos das pragas são necessários para sustentar a demanda de alimentos da crescente população. Nos últimos 50 anos, a população cresceu substancialmente e a demanda por uma produção eficiente de alimentos aumentou. O desenvolvimento de culturas GM acelerou imensamente nos últimos 30 anos para tentar sustentar a demanda global por alimentos. De acordo com o Departamento de Patologia Vegetal e o Centro de Genoma, "em Bangladesh e na Índia, quatro milhões de toneladas de arroz, o suficiente para alimentar 30 milhões de pessoas, são perdidas a cada ano por inundações", e sua equipe projetou uma espécie de arroz com uma inundação gene resistente (Ronald, 2014, p.2). Este gene resistente a inundações permite que mais plantas sobrevivam às inundações e, posteriormente, mais pessoas possam comer as plantas. Em nosso sistema alimentar atual nos Estados Unidos, 80% dos alimentos contêm derivados de plantações geneticamente modificadas. (Ronald, 2014). O mercado de alimentos já depende da produção de safras GM para alimentar as pessoas vivas agora, e a demanda pela produção de safras GM só aumentará à medida que a população crescer no futuro. Certas culturas básicas, como mamão e banana cultivadas, estariam extintas devido a doenças nocivas se variedades resistentes a GM não fossem desenvolvidas (Ronald, 2014). Devido à prevalência de OGM, os produtores e cientistas de plantas devem tomar medidas para garantir que a conservação do ecossistema e a redução do impacto ambiental negativo sejam as principais prioridades. Essas estratégias com o objetivo de equilibrar conservação e tecnologia são uma solução realista em vez de abolir totalmente a engenharia genética.

Proposta

Propomos a implementação de um plano de mudança nas práticas de manejo do uso de herbicidas. Embora esse plano não reverta completamente o impacto negativo que as safras GM têm sobre o meio ambiente, será um primeiro passo para diminuir a taxa total de efeitos prejudiciais com o tempo. Propomos a aprovação de variedades de culturas GM com “tolerância acumulada de herbicidas” (Bonny, 2016, p.40) pelo USDA a fim de combater as ervas daninhas GR. A tolerância a herbicidas empilhados refere-se a uma cultura que é projetada para ter resistência a vários herbicidas simultaneamente. O desenvolvimento de safras GM com resistência acumulada a herbicidas poderia beneficiar a agricultura em grande escala porque permitiria aos agricultores pulverizar seus campos com vários herbicidas diferentes em vez de apenas tratamentos à base de glifosato, criando um plano de manejo de herbicidas. Permitir a variação nas aplicações de herbicidas minimizaria o desenvolvimento de populações resistentes a ervas daninhas mutantes (Bonny 2016). Além de encorajar culturas GM mais empilhadas, os cientistas de ervas daninhas também devem encorajar os produtores a integrarem uma variedade mais ampla de métodos de manejo de ervas daninhas "como rotação de culturas, culturas de cobertura e cobertura morta, lavoura reduzida, agricultura de precisão, taxas de semeadura adequadas, qualidade da semente, etc." (Bonny, 2016, p.44). Tsui e Chu (2003) também sugerem outras alternativas ao Roundup original para serem usados ​​como herbicidas. De acordo com Tsui e Chu (2003), “o Roundup Biactive era cerca de 14 vezes menos tóxico do que o Roundup” (p. 1196). O uso do Roundup Bioactive em vez do Roundup original também reduzirá a letalidade que este herbicida tem em outros organismos. A ampliação do escopo do manejo de ervas daninhas promoverá “o conhecimento científico de uma maneira que considere as causas dos problemas de ervas daninhas ao invés de reagir às populações existentes de ervas daninhas” (Buhler, 2002, p.279). As safras GM são necessárias para alimentar a população e continuarão existindo, mas podem ser perigosas para o meio ambiente se não forem devidamente controladas. Mudar as práticas de manejo do uso de herbicidas reduzirá os efeitos prejudiciais que muitos cultivos GM têm sobre o meio ambiente, ao mesmo tempo permitindo que os humanos desfrutem de seus benefícios.

Battaglin, W.A., Meyer, M.T., Kuivila, K.M., Dietze, J.E. (2014). O glifosato e seu produto de degradação AMPA ocorrem com frequência e amplamente em solos, águas superficiais, subterrâneas e precipitação dos Estados Unidos. Journal of the American Water Resources Association, 50 (2): 275–290. doi: 10.1111 / jawr.12159.

Bonny, S. (2016). Culturas, ervas daninhas e herbicidas tolerantes a herbicidas modificados geneticamente: Visão geral e impacto. Journal of Environmental Management, 57 , 31-48. doi: http://dx.doi.org/10.1007/s00267-015-0589-7.

Buhler, D. D. (2002). 50º Aniversário, Artigo Convidado: desafios e oportunidades para o manejo integrado de ervas daninhas. Weed Science Society of America, 50 (3): 273–280. doi: http://dx.doi.org/10.1614/0043-1745(2002)050[0273:AIAAOF]2.0.CO2

Coupe, R.H., Barlow, J.R., Capel, P.D. (2012) Complexidade das interações humanas e ecossistêmicas em uma paisagem agrícola. Desenvolvimento Ambiental (4): 88–104. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.envdev.2012.09

Daouk, S., De Alencastro, L. F., Pfeifer, H., Grandjean, D., & amp Chevre, N. (2013). O herbicida glifosato e seu metabólito AMPA na área de vinhedos lavaux, suíça ocidental: prova de ampla exportação para águas superficiais. parte I: Validação de método em diferentes matrizes de água. Journal of Environmental Science and Health, Part B Pesticides, Food Contaminants and Agricultural Wastes, 48 ​​(9), 717-724.

Milho OGM. Imagem digital. Culturas de milho OGM sob ataque de larvas. 2014. 20 de abril de 2014.

Heap I (2015) The International Survey of Herbicide Resistant Weeds. http://www.weedscience.org. Acessado em 22 de julho de 2015

Powles, S.B., Lorraine-Colwill, D.F., Dellow, J.J., Preston, C. (1998). Resistência desenvolvida ao glifosato em azevém rígido (Lolium rigidum) na Austrália. Weed Science Society of America 46 (5): 604–607. doi: http: // www. jstor.org/stable/4045968.

Relyea, R. A. (2005). O impacto letal do roundup em anfíbios aquáticos e terrestres. Aplicações Ecológicas, 15 (4), 1118-1124. doi: 10.1890 / 04-1291

Ronald, P. C. (2014). Laboratório para fazenda: aplicando pesquisas em genética e genômica de plantas ao melhoramento de safras. Biblioteca Pública de Ciências: Biologia, 12 (6). doi: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.1001878.

Ruiz-Toledo, J., Bello-Mendoza, R., Sánchez, D., Castro, R., & amp Rivero-Pérez, N. (2014). Ocorrência de glifosato em corpos d'água oriundos de agricultura intensiva em uma região tropical do sul do méxico. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 93 (3), 289-293.

Székács, A., & amp Darvas, B. (2012). Quarenta anos com glifosato. Propriedades de herbicidas, síntese e controle de plantas daninhas. Hasaneen, MN: InTech.

Tsui, M. T. K., & amp Chu, L. M. (2003). Toxicidade aquática de formulações à base de glifosato: comparação entre diferentes organismos e os efeitos de fatores ambientais. Chemosphere Journal, 52 (1), 1189-1197. doi: 10.1016 / S0045-6535 (03) 00306-0


Um pouco de historia

Bacillus thuringiensis (Bt) é uma bactéria muito comum encontrada em uma variedade de ambientes distintos, do solo à sobremesa e à tundra. Foi isolado pela primeira vez em 1901 pelo biólogo japonês Ishiwata Shigetane enquanto ele estudava as causas de uma doença que aflige os bichos-da-seda. Então, em 1911, o cientista alemão Ernst Berliner isolou novamente Bt de lagartas da traça da farinha que foram coletadas na Turíngia, Alemanha (daí o nome da espécie). Logo Berliner determinou que o Bt a bactéria era especificamente tóxica para certas larvas de insetos e não para outras. No entanto, não foi até 1928 que alguém tentou aproveitar Bt como ferramenta de controle de pragas [4].

Figura 1.Bacillus thuringiensis tem sido usada para controlar pragas por quase um século, com sua primeira aplicação agrícola datando de 1928 e a primeira comercialização uma década depois.

Neste primeiro caso, as bactérias foram usadas para afastar a broca do milho europeia (Ostrinia nubilalis), que historicamente tem sido uma praga do milho comum e muito prejudicial. Isso iniciou o desenvolvimento do primeiro comercial Bt biopesticida baseado, Sporine, que foi introduzido em 1938 na França [4]. Desde então, BtOs biopesticidas à base de plantas têm sido uma estratégia significativa de controle de pragas e, na verdade, uma estratégia comum de controle de pragas na agricultura orgânica. Na década de 1990, dezenas de milhares de Bt cepas foram isoladas, com toxicidade para uma ampla gama de espécies de insetos [5].

Ainda assim, foi uma virada de jogo quando o primeiro milho GM foi modificado com genes de Bt tornou-se disponível em 1995. Desde então, as culturas com Bt os genes passaram a dominar a maioria das variedades plantadas nos EUA, representando 81% do milho total e 84% da área total de algodão [5].


2 Metodologia

O Registro de Contaminação GM é baseado em incidentes individuais relatados por autoridades governamentais e intergovernamentais, organizações não governamentais (ONG) e / ou a mídia. O monitoramento da mídia de língua inglesa, periódicos científicos e grupos de notícias baseados na Internet fornece alertas para esses incidentes. Organizações que testam a presença de OGM (como ONGs) são convidadas a enviar seus resultados para o Registro. A cobertura é global e animais e plantas GM estão incluídos. Os micróbios GM não estão excluídos, embora não tenha havido até o momento nenhuma incidência registrada de contaminação por esses organismos. O Registro começou em 2005 e foi datado de 1997. O Registro ainda está ativo, embora apenas os incidentes registrados até o final de 2013 estejam incluídos aqui.

Cada relatório de um incidente de contaminação é avaliado quanto à sua confiabilidade. O Registro inclui apenas incidentes onde a contaminação pode ser verificada com um grau razoável de certeza. Ou seja, um anúncio por um produtor de uma cultura GM, um órgão governamental ou de uma ONG com base na identificação da cultura GM resultante de análise de PCR. As metodologias de PCR precisam ser credenciadas pela Organização Internacional de Padronização (ISO), ou seja, o padrão ISO 17025 (ISO [2005]) e isso geralmente envolve a contratação de análises para um laboratório comercial ou governamental. Os incidentes de contaminação GM com base em testes de proteínas são excluídos do Registro. Os incidentes relatados por meio do RASFF são considerados verificados, pois são provenientes de órgãos governamentais. Da mesma forma, aqueles publicados em periódicos revisados ​​por pares também são considerados verificados. Quando o incidente é anunciado por uma ONG, cópias dos resultados da PCR são solicitadas como verificação.

Quando um incidente não pode ser verificado de fontes originais ou governamentais, é aceito para o Registro se a reportagem for feita por meio de um jornal ou agência de notícias de boa reputação, de preferência uma agência internacional como a Reuters ou a Agence France-Presse. Esses casos são revisados ​​após um ano e pesquisas na Internet são feitas para obter mais evidências. Nos casos em que os achados de contaminação são refutados ou há dúvida razoável lançada sobre eles, o incidente é removido do Registro até que surja qualquer nova evidência.

Para inclusão no Registro de Contaminação GM, os incidentes devem atender a pelo menos um dos seguintes critérios:

uma violação da lei nacional ou internacional de venda de alimentos / rações derivados de OGMs que não cumprem com os regulamentos de rotulagem regionais ou nacionais,

presença de características de OGM não autorizadas ou não aprovadas em safras e / ou lotes de sementes ou, para características de OGM aprovadas, presença acima dos limites aplicáveis,

plantações ilegais de OGM ou liberações não autorizadas no meio ambiente ou na cadeia alimentar / animal.

estabelecimento de população (ões) selvagem (s) de uma cultura GM ou presença do inserto genético em populações selvagens ou selvagens, incluindo parentes selvagens ou infestantes.

Se um incidente GM foi verificado e cumpre um dos critérios, detalhes breves do incidente de contaminação (geralmente o que, onde, quando e, se conhecido, a fonte e rota de contaminação) são inseridos no banco de dados. Apenas os incidentes que foram documentados publicamente são registrados no Registro. O Registro não registra e não pode registrar incidentes que não foram detectados. Portanto, aqueles relatados aqui representam o número mínimo de incidentes de contaminação GM.

A natureza da contaminação GM é tal que, uma vez identificado um único incidente de contaminação, o teste e o monitoramento podem rapidamente resultar na identificação de vários outros incidentes de contaminação envolvendo a mesma linha GM, geralmente no mesmo mês ou ano. Além disso, o comércio internacional de commodities agrícolas pode resultar em descobertas repetidas de contaminação pela mesma linha de transgênicos em muitos países no mesmo ano. Esses são chamados de incidentes de "contaminação repetida" e podem desviar o Registro para linhas GM específicas que são frequentemente testadas ou países que realizam um monitoramento mais completo. Para evitar isso, o Registro registra apenas um novo incidente cada vez que uma linha GM está presente dentro de um país em um determinado ano. Se a mesma linha GM contaminar repetidamente dentro do mesmo país e no mesmo ano, nenhum novo incidente é registrado e os detalhes são adicionados ao incidente existente. Isso permite que o Registro indique a extensão da propagação, tanto geograficamente quanto ao longo do tempo, de qualquer episódio de contaminação, ao mesmo tempo que minimiza qualquer desvio para incidentes de contaminação repetidos.


O que pode ser feito para proteger a diversidade genética?

Embora haja poucas evidências de que os OGMs tenham impactado a diversidade genética no meio ambiente atual, os cientistas e ecologistas estão muito cientes da influência potencial que os OGM têm sobre a biodiversidade. Portanto, os pesquisadores estão investigando como melhor prevenir o cruzamento e a propagação de OGM, semelhante às estratégias de contenção física e biológica usadas para o salmão AquaBounty. Algumas abordagens para prevenir a hibridização de plantas envolvem métodos que tornam a segunda geração de sementes estéril ou dependente de um produto químico para fertilidade. Outras abordagens evitam a disseminação de material geneticamente modificado, exigindo que duas plantas OGM sejam cruzadas para que a descendência contenha a característica vantajosa. Alguns pesquisadores recodificaram completamente o genoma da bactéria para incluir aminoácidos sintéticos que não estão presentes na natureza [9,10]. Esta abordagem, se adaptada a safras tratadas com aminoácidos sintéticos em uma área fechada, é uma ferramenta poderosa porque limita significativamente a chance de que as plantas GM escapem da dependência dos aminoácidos sintéticos ou sejam capazes de compartilhar seu DNA com espécies não-GM .

Aprendemos com a evolução que os organismos são capazes de desenvolver uma grande variedade de características vantajosas por meio de mutações genéticas naturais e hibridizações. Ao manipular esse sistema, os cientistas ainda estão descobrindo como as modificações geneticamente modificadas afetam o ambiente natural. Muitas das preocupações com a diversidade genética na agricultura não se restringem aos OGM, uma vez que o cultivo padrão enfrenta problemas muito semelhantes. Portanto, é imperativo que os pesquisadores continuem a estudar o impacto dos OGM e práticas agrícolas na diversidade genética e descobrir novas maneiras de minimizar sua influência na biodiversidade.

Heather Landry é uma Ph.D. candidato no Programa de Ciências Biológicas e Biomédicas da Universidade de Harvard.

Este artigo faz parte da Edição especial de agosto de 2015, Organismos Geneticamente Modificados e Nossos Alimentos.

Referências:

1. Gibbons, A. Potato Famine Pathogen’s DNA Sequenced, Solving Scientific Mystery After 168 Years. (Maio de 2013) The Huffington Post. http://www.huffingtonpost.com/2013/05/23/potato-famine-pathogen-dna-sequenced-mystery_n_3320547.html

2. Watrud, S. Evidence for landscape-level, pollen-mediaed gene flow from creeping bentgrass geneticamente modificado com CP4 EPSPS como um marcador. (Setembro de 2004) PNAS. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC521937/

3. Pollack, A. Genes From Engineered Grass Spread for Miles, Study Finds (setembro de 2004) New York Times. http://www.nytimes.com/2004/09/21/business/21grass.html?pagewanted=2&_r=0

4. Reichman, J. Estabelecimento de creeping bentgrass resistente a herbicidas transgênicos (Agrostis stolonifera L.) em habitats não agronômicos (2006) Molecular Ecology.


Dano não intencional a outros organismos

Há mais de uma década, um estudo de laboratório publicado na Nature 1 mostrou que o pólen do milho que foi geneticamente modificado para produzir seu próprio inseticida causou altas taxas de mortalidade em lagartas de borboletas monarcas (resumo do artigo aqui). Os dados foram corroborados em um estudo mais recente, como citado em um artigo de julho de 2011 no NY Times, e mais uma vez em um estudo da Universidade de Minnesota, conforme publicado online na revista Insect Conservation and Diversity em março de 2012.

Mas as monarcas estão sofrendo em outro nível: safras que são geneticamente modificadas para resistir aos herbicidas e o aumento do uso resultante de herbicidas praticamente exterminaram as ervas daninhas - o planta usada pelas borboletas monarca para botar seus ovos e pelas lagartas monarcas para comer. Em janeiro de 2014, a população Monarca atingiu seu ponto mais baixo na história.

And it’s not just butterflies… experts believe the dramatically decreasing populations of bees both in the United States and abroad are directly related to genetically engineered plants, their pollen, and recent studies also indicate negative honeybee impacts from the herbicide Glyphosate—the key ingredient in RoundUp, which Monsanto’s GMO crops are engineered to withstand.

Another study back in 2007 showed that the corn’s insecticidal toxins leached into nearby streams, causing increased mortality and reduced growth of caddisflies, an aquatic insect related to the pests targeted by the toxin in GMO corn (yes, this problem has been going on that long!). Further, because caddisflies are a food resource for fish and amphibians, contamination spreads further when these insects are consumed by its natural predators. First reported on the Indiana University website, the study was subsequently published in the Proceedings of the National Academies of Science read the abstract (with associated commentaries) here.

It is not possible to design a B.t. toxin to be genetically engineered into corn that would only kill crop-damaging pests while remaining harmless to all other insects.

“It’s like AIDS,” says Michael McNeill — an agronomist who received his Ph.D. in quantitative genetics and plant pathology from Iowa State University in 1969 and has been a crop consultant since 1983. He was among three experts invited by county officials to testify at the August 10, 2011 meeting of the Cropland Policy Advisory Group (CPAG). Read his summary here.

Reduced effectiveness and increased use of pesticides*
Note: the term “pesticides” encompasses both insecticides and herbicides.

Just as some populations of mosquitoes developed resistance to the now-banned Monsanto insecticide DDT, insects are quickly becoming resistant to crops that have been genetically modified by Monsanto to produce their own insecticides.

Back in 2008, the USDA was already finding higher damage rates / insect survival rates than a study they performed just two years prior. In 2011, increasing damage due to corn rootworm evolution was being reported, as cited in a study by Aaron J. Gassman, and also reported by several midwest universities followed by armyworm evolution in late 2012.

A June 2013 study found more than 1/3 of the 13 major pest species had become immune to GMO corn and cotton, and several others were in the process of developing resistance. In the scientist’s own words, “You’re always expecting the pest to adapt. It’s almost a given that preventing the evolution of resistance is not possible.”

In March 2015, the rootworm’s adaptation to the genetically engineered corn had become such a huge problem, that the Environmental Protection Agency recommended limitations on the amount of GMO corn grown in the US—causing massive resistance and science shaming from the GMO seed manufacturers.

The same is true of herbicides: genetically modified canola (engineered to withstand Round-Up) is now spreading as an uncontrollable, invasive weed in California.

And it’s not just the crops that are spreading. More and more varieties of “superweeds” are becoming increasingly resistant to any known weedkillers, while driving up the cost of food in direct proportion.

Back in July 2011, the superweeds were becoming so powerful that farmers were being forced to use older, more toxic chemical sprays, more frequently and in heavier volumes, or spend extra money hiring day laborers to literally chop out the plants… some of which were reported to have stems as thick as 4 inches in diameter, growing three inches a day, and damaging conventional farm machinery.

As of May 2012, farmers interviewed by the New York Times reported that weed control was “back to where we were 20 years ago.”

No surprise Monsanto’s profits exceeded expectations in 2012 — after being paid for the privilege to purchase their “RoundUp Ready” seeds each year, farmers must pay them again to purchase ever-increasing quantities of RoundUp.

Experts are calling the superweed epidemic “the single largest threat to production agriculture that we have ever seen,” warning that it could lead to higher food prices, lower crop yields, rising farm costs, and even greater pollution of land and water.

Biotechnology’s response: Dow Agrosciences introduced a soybean that has been genetically engineered to resist three herbicides: glyphosate, glufosinate, and a 2-4,D formula (one of the main ingredients of Agent Orange) — enabling farmers to use three levels of weed control.

In summary, one of the greatest promises of the agri-bio industry — that GMO crops would reduce the use of chemicals — is sadly untrue: pesticide use has increased by 404 million pounds from the time genetically engineered crops were introduced back in 1996, to the year 2011. View the original report here view the EPA’s older report on pesticides here (they have not published an updated report since 2006-2007). Considering how detrimental pesticides are to human health… (you can read more about that here).

Uncontrolled biological pollution

The Center for Food Safety (CFS) states the environmental impacts of GMOs will include an “uncontrolled biological pollution, threatening numerous microbial, plant and animal species with extinction, and a potential contamination of all non-genetically engineered life forms with novel and possibly hazardous genetic material.” Read more here, and here, and here.

GMO Canola is spreading via migratory birds, who eat the plants in one area, then fly and deliver “fertilized seeds” to the fields of another area. Monsanto’s telling farmers they must pull these weeds by hand, since none of Monsanto’s weed sprays are killing their own spray-resistant plants.

Another study published in the Journal of Bioscience in June 2011 showed that long-term effects of genetic engineering is in the plant itself: resulting in developmental defects, growth retardation and sterility.

Fifteen years of research by the USDA indicates that the chemical glyphosate, the key ingredient in RoundUp herbicide which is genetically engineered into, and heavily sprayed onto all GMO crops, could be causing fungal root disease resulting in detrimental impacts to the root structure of plants, said Bob Kremer, a microbiologist with the U.S. Department of Agriculture’s Agricultural Research Service.

Studies have also shown that soil biology is negatively impacted when it’s used to grow GMO crops, as reported in the October 2009 issue of The European Journal of Agronomy.

And once it’s in the soil, it gets into our water. The increased use of herbicides (including older, more toxic chemical “cocktails” to combat superweeds) is leaching through the soil into the groundwater supplies (NIH study from March 2012) beneath “America’s breadbasket,” where it’s drawn back up as drinking water and crop irrigation via wells.

Even before the NIH study, in 2011 three separate universities and the USGS found that RoundUp (glyphosate) is present in both the water, and the air, in significant levels. Glyphosate, the key ingredient in “Roundup” herbicide, was found in cada stream sample examined in Mississippi over a two-year period (fishing, anyone?), and also detected in Iowa streams, as well as most air samples taken (breathing, anyone?).

Need a complete list of glyphosate studies with sources? Clique aqui.

Gene transfer to non-target species

Another concern is the natural cross-breeding of crops in adjacent fields, resulting in the transfer of transgenes into organic and conventional (non-genetically-engineered) crops.

Sadly, farmers who become the victim of natural crop cross over are often subject to lawsuits: Monsanto has repeatedly filed patent infringement lawsuits against farmers who may have inadvertently harvested GM crops mixed into their non-GM crops. Farmers insist these crops are the result of cross-pollination from GM crops planted a field or two away Monsanto claims the farmers obtained Monsanto-licensed GM seeds from an unknown source, and mixed them into their seed sources without paying royalties to Monsanto.

Monsanto came up with a solution for cross-breeding: terminator seeds. These seeds were genetically engineered to only survive for one season, thus preventing cross-contamination from one season to the next (unless the plants cross-pollinate neighboring non-GM plants prior to harvest), and forcing farmers to purchase seeds from Monsanto every year, rather than following the age-old practice of saving seeds from one harvest to plant the next. (Though their contract already stipulates that they must buy new seeds each year, this approach was thought to guarantee it.) Fortunately, Terminator Seeds have not yet been brought to market.

Another solution posed by Monsanto are buffer zones to inhibit cross-over by GM crops 5, 6, 7 . By planting a buffer of non-GM, non-harvestable corn around a field of GM corn, they suggest that beneficial or harmless insects would have a refuge in the non-GM corn and could destroy the non-GM corn without develop resistance to the GM corn’s inherent pesticides (provided of course that the insects understand which zone is which, and restrict their activities to the non-GM zone…….).

Monsanto further postulates that buffer zones ranging from 6 to 30 meters or more 8 would likewise inhibit gene transfer to weeds and other crops because the wind-blown pollen would not travel beyond the buffer zone (provided there are no strong winds or tornadoes).

However buffer zones would still not address genetically engineered plants being transferred by migratory birds eating the seeds. And to date, few farmers have been willing to lose valuable production yields to let land go fallow in non-usable buffer zones.


Quick Facts…

  • Genetic modification (GM) technology allows the transfer of genes for specific traits between species using laboratory techniques.
  • GM crops were first introduced in the U.S. in the mid-1990s. Most current GM crops grown in the U.S. are engineered for insect resistance or herbicide tolerance. Corn, soybeans, and cotton are the three largest acreage GM crops.
  • GM crops grown in Colorado include corn, alfalfa, sugar beet, soybeans, and canola.
  • Potential future applications of the technology include nutritional enhancements, stress tolerance, disease resistance, biofuel efficiency, and remediation of polluted sites.
  • GM crops are regulated at the federal level by the U.S. Department of Agriculture (USDA), the Environmental Protection Agency (EPA) and the Food and Drug Administration (FDA), each with authority to oversee specific aspects of the crops and their products.

Since GM crops were introduced in the U.S. in the mid-1990s, they have become widely adopted by growers of several largeacreage field crops. This fact sheet explains the technology for developing GM crops and describes GM crops currently on the market in the U.S.

What are GM crops?

The term genetically modified (GM), as it is commonly used, refers to the transfer of genes between organisms using a series of laboratory techniques for cloning genes, splicing DNA segments together, and inserting genes into cells. Collectively, these techniques are known as recombinant DNA technology. Other terms used for GM plants or foods derived from them are genetically modified organism (GMO), genetically engineered (GE), bioengineered, and transgenic. ‘Genetically modified’ is an imprecise term and a potentially confusing one, in that virtually everything we eat has been modified genetically through domestication from wild species and many generations of selection by humans for desirable traits. The term is used here because it is the one most widely used to indicate the use of recombinant DNA technology. According to USDA standards for organic agriculture, seeds or other substances derived through GM technology are not allowed in organic production.

Which GM crops are currently grown in the U.S.?

Although in the U.S. genetically engineered versions of 19 plant species have been approved, only eight GM crop species are grown commercially (Figure 1). Because several of them are major crops, the area planted to GM varieties is very large. Most current GM crops have been engineered for resistance to insects, tolerance to herbicides (weed control products) or both.

Figure 1. Currently grown GM crops in the U.S., traits for which they are modified, and percent of total acreage of the crop that is planted to GM varieties. IR=insect resistant, HT=herbicide tolerant, DT=drought tolerant, VR=virus resistant.

What traits have been modified in GM crops?

Insect-resistant crops contain genes from the soil bacterium Bacillus thuringiensis (Bt). The protein produced in the plant by the Bt gene is toxic to a targeted group of insects—for example European corn borer or corn rootworm—but not to mammals. The most common herbicide tolerant (HT) crops are known as Roundup Ready®, meaning they are tolerant to glyphosate (the active ingredient in Roundup® herbicide). Glyphosate inactivates a key enzyme involved in amino acid synthesis that is present in all green plants therefore, it is an effective broad spectrum herbicide against nearly all weeds. Roundup Ready® crops have been engineered to produce a resistant form of the enzyme, so they remain healthy even after being sprayed with glyphosate. Some cultivars of corn and cotton are referred to as ‘stacked’, meaning they have transgenes for both insect resistance and HT. According to USDA-ERS (2013), over half of the U.S. corn and cotton acreage was planted to stacked cultivars in 2013.

Which GM crops are grown in Colorado?

Corn, alfalfa, and sugar beet are the major GM crops grown in Colorado, but smaller areas of soybeans and canola are also planted. The corn, alfalfa, and soybean crops are nearly all used as livestock feed. Sugar beet is used to extract and purify sugar, and canola is used mostly for edible oil. All GM seeds are targeted to commercial growers no vegetable or fruit varieties for home production are GM.

What are potential GM crops of the future?

Some potential applications of GM crop technology are:

  • Nutritional enhancement: Higher vitamin content more healthful fatty acid profiles
  • Stress tolerance: Tolerance to high and low temperatures, salinity, and drought
  • Disease resistance: For example, orange trees resistant to citrus greening disease or American chestnut trees resistant to fungal blight
  • Biofuels: Plants with altered cell wall composition for more efficient conversion to ethanol
  • Phytoremediation: Plants that extract and concentrate contaminants like heavy metals from polluted sites.

How are GM crops regulated in the U.S.?

Three U.S. government entities have authority to regulate GM crops: the United States Department of Agriculture (USDA), the Environmental Protection Agency (EPA), and the Food and Drug Administration (FDA). They do not, however, individually regulate all GM crops. For example, USDA is involved in approving the field release of most GM plants, but EPA is involved only in pest and pesticide resistance traits, and FDA only regulates crops destined for food, feed, or pharmaceuticals. Thus, EPA does not have authority to regulate a vitamin-enhanced tomato, and FDA would not regulate a drought tolerant turfgrass. These federal agencies review extensive information submitted by the crop developer, for example, the nature and stability of the transgene and its protein product, effects on non-target organisms in the field environment, composition of the food product, and potential for allergic reaction. If the agencies are satisfied that the proposed crop does not pose threats to the environment and does not increase risks for food or feed safety, the crop is determined to have nonregulated status, that is, it is approved for commercialization.

Are GM crops grown in other countries?

According to a recent report (James 2014), GM crops were grown in 26 other countries in 2013. The largest global acreage crops were soybean, corn, cotton, and canola, in that order. The U.S. has the greatest area of these crops, about 40% of the world total. Other large producers include Brazil, Argentina, India, and Canada.

Besides GM crops, are there other GM ingredients in our food supply?

No GM food animals have yet been approved in the U.S., although a GM salmon engineered for rapid growth is under review. GM microorganisms are used to produce rennin for production of cheese and GM yeast has been approved for winemaking .

How does GM technology differ from other plant breeding techniques?

The era of scientific crop improvement dates back to around 1900, when the impact of Gregor Mendel’s studies on trait inheritance in peas became widely recognized. Since then, a broad range of techniques has been developed to improve crop yields, quality, and resistance to disease, insects, and environmental stress. Most plant breeding programs rely on manual cross-pollination between genetically distinct plants to create new combinations of genes. The progeny plants are intensively evaluated over several generations and the best ones are selected for potential release as new varieties. An example is a tomato variety that is selected for disease resistance and tolerance to cool temperatures. Other techniques included within the conventional plant breeding toolbox are development of hybrid varieties by crossing two parental strains to produce offspring with increased vigor and induced mutations to create useful variation. GM technology is much more precise in that it transfers only the desired gene or genes to the recipient plant. Another branch of agricultural biotechnology—distinct from GM technology—involves selecting plants for DNA patterns known to be associated with favorable traits such as higher yield or disease resistance.

The shared DNA code

Most organisms store their genetic information in the form of DNA molecules in chromosomes. The sequence of chemical bases in a DNA strand encodes a specific order of amino acids, which are the building blocks of proteins. Proteins carry out many functions in cells and tissues, which together are responsible for an organism’s characteristics. Because most life forms share this same language of heredity—and due to scientific advances in molecular biology—it is now possible to transfer a gene from one species to another, for example from a bacterium to a plant, and have it function in its new host.

What is inserted into a GM plant?

The inserted DNA fragment contains one or a few genes, which contain the DNA sequence information encoding specific proteins, along with DNA segments that regulate production of the proteins. The inserted fragment also sometimes contains a marker gene to easily identify plants that have incorporated the transferred genes, also known as transgenes, into their chromosomes.

How are transgenes inserted?

There are two principal methods for transgene insertion:

Gene gun: In this method, microscopic pellets of gold or tungsten are coated with the transgene fragment and shot at high velocity into plant cells or tissues. In a small proportion of cases, the pellet will pass through the cells and the DNA fragment will remain behind and become incorporated into a plant chromosome in the cell nucleus.

Agrobacterium tumefaciens: This method utilizes a biological vector, the soil dwelling bacterium Agrobacterium tumefaciens, which in nature transfers part of its DNA into plants and causes crown gall disease. Genetic engineers have taken advantage of this DNA transfer mechanism while disarming the disease-causing properties. Plant and bacterial cells are co-cultivated in a petri dish under conditions that facilitate gene transfer. This allows incorporation of genes in a more controlled manner than with the gene gun however, it does not work equally well in all plant species.

How are whole plants obtained from plant cells or tissues?

Insertion of transgenes is generally an inefficient process, with only a few percent of plant cells or tissues successfully integrating the foreign gene. Various strategies are used to identify the small percentage of cells/tissues that have actually been transformed. The next step is to develop those cells or tissues into whole plants capable of producing seed. This is done through a process called tissue culture, that is, growing plants on agar or a similar medium in the presence of plant nutrients and hormones under controlled environmental conditions.

What happens next?

The crop developers then begin a long series of evaluations to determine that the gene has been incorporated successfully, that it is inherited in a stable and predictable manner, that the desired trait is expressed to the expected level, and that the plant does not show any negative effects. Evaluations are initially done in controlled greenhouses and growth chambers. Once sufficient seed is produced and the appropriate permission is received, experimental plants are grown in field trials. Field evaluations follow strict guidelines that include isolation from related plants to avoid cross-pollination, careful cleaning of planting and harvesting machinery, frequent monitoring of crop growth, and checking the field for two seasons after the trial for the presence of volunteer plants that have arisen from seed inadvertently left behind.

Referências

Council for Agricultural Science and Technology (CAST). 2014. The potential impacts of mandatory labeling for genetically engineered food in the United States. Issue Paper 54. CAST, Ames, Iowa. Available at www.castscience.org/file.cfm/media/products/digitalproducts/CAST_Issue_Paper_54_web_optimized_29B2AB16AD687.pdf

Federoff, N. 2004. Mendel in the Kitchen: A Scientist’s View of Genetically Modified Food. National Academies Press, Washington, D.C. Available at www.nap.edu/catalog.php?record_id=11000

James, C. 2014. ISAAA Brief 46-2013, Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2013. www.isaaa.org/resources/publications/briefs/46/default.asp

Kole, C., C.H. Michler, A.G. Abbott, and T.C. Corredor. 2010. Transgenic Crop Plants. Vol. 1: Principles and Development. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.

* P. Byrne, Colorado State University, professor, soil and crop sciences. 8/14


When the GMO Studies Are Not Funded By Industry…

A two-year study in France has shown that rats didn’t get cancer in the first 90 days of being fed GMO corn, they began to get cancer after four months. The journal, which published the study, retracted it.

The scientists stand by their results, and they believe that the editorial appointment of Richard Goodman, a former Monsanto employee, is the reason behind the retraction. The study has been criticized for what kind of rats was used, but these are the same kind of rats used in many Monsanto studies.

There have also been long-term studies that show disruption of reproduction due to GMOs with low fertility and high infant death rates in rats and mice.

And while articles will state that there is no evidence, even anecdotal evidence of disease or problems due to GMO livestock feed, this is another lie. Farmers have complained about their animals’ poor health and sterility due to GMO feed.


How synthetic biology can help the environment

O CRISPR foi usado para dar às moscas-das-frutas olhos fluorescentes vermelhos. Credit: Photo: NICHD

A maior parte da ciência ambiental está focada em como voltar no tempo, não avançar, diz Ben Bostick, geoquímico do Observatório Terrestre Lamont-Doherty. "We think about how we can roll back our footprint, and not so much about how can we make our footprint bigger in a positive way," he said. "But there are many examples of synthetic biology that I think actually have a lot of potential in the environment. Think of how we can help our environment just by doing things like improving the materials we make using synthetic biology."

Synthetic biology (synbio) is the construction of biological components, such as enzymes and cells, or functions and organisms that don't exist in nature, or their redesign to perform new functions. Synthetic biologists identify gene sequences that give organisms certain traits, create them chemically in a lab, then insert them into other microorganisms, like E. coli, so that they produce the desired proteins, characteristics or functions.

Desde 2011, quando escrevi uma introdução geral ao synbio, o campo cresceu rapidamente.

Um dos motivos para isso é o desenvolvimento da ferramenta de edição de genes CRISPR-Cas9, usada pela primeira vez em 2013, que localiza, corta e substitui DNA em locais específicos. Outra razão é a facilidade com que se tornou usar o Registro de peças biológicas padrão, que cataloga mais de 20.000 peças genéticas ou BioBricks que podem ser encomendados e usados ​​para criar novos organismos ou sistemas sintéticos.

Em 2018, os investidores despejaram US $ 3,8 bilhões e governos ao redor do mundo investiram US $ 50 milhões em empresas synbio. Em 2022, o mercado global de aplicativos synbio é projetado em US $ 13,9 bilhões. Mas a biologia sintética ainda é controversa porque envolve alterar a natureza e seu potencial e riscos não são completamente compreendidos.

Bostick, who works on remediating arsenic contamination of groundwater by stimulating natural bacteria to produce substances that arsenic sticks to, explained that, in fact, the entire biological community that works on organisms alters biological systems all the time, but don't change genetic material or organisms. Scientists delete enzymes, insert new ones, and change different things in order to understand the natural world "Those are standard techniques now but they're done mechanistically," he said. "If you want to see how a protein works, what do you do? You actually change it—that's exactly how we have studied our environment. They are synthetic and they are biological alterations but they're just not done with the purpose that defines synthetic biology." Synbio is more controversial because its purpose is to build artificial biological systems that don't already exist in the natural world.

No entanto, a biologia sintética está produzindo algumas soluções potenciais para nossos problemas ambientais mais intratáveis. Aqui estão alguns exemplos.

Lidando com a poluição

Os micróbios têm sido usados ​​para detectar, identificar e quantificar os poluentes ambientais há décadas. Agora, biossensores microbianos sintetizados são capazes de atingir toxinas específicas como arsênio, cádmio, mercúrio, nitrogênio, amônio, nitrato, fósforo e metais pesados ​​e responder de várias maneiras. Eles podem ser projetados para gerar um sinal eletroquímico, térmico, acústico ou bioluminescente ao encontrar o poluente designado.

Alguns micróbios podem descontaminar o solo ou a água naturalmente. Sintetizar certas proteínas e transferi-las para essas bactérias pode melhorar sua capacidade de se ligar ou degradar metais pesados ​​ou radionuclídeos. Uma bactéria do solo recebeu novos circuitos reguladores que a orientam a consumir produtos químicos industriais como alimento. Pesquisadores na Escócia estão desenvolvendo bactérias para converter metais pesados ​​em nanopartículas metálicas, que são usadas na medicina, na indústria e nos combustíveis.

CustoMem no Reino Unido usa biologia sintética para criar um material granular que atrai e adere a micropoluentes como pesticidas, produtos farmacêuticos e certos produtos químicos em águas residuais. And Australian researchers are attempting to create a multicellular structure they call a "synthetic jellyfish" that could be released after a toxic spill to break down the contaminants.

Preservando a biodiversidade

Os castanheiros americanos dominaram a costa leste dos Estados Unidos até 1876, quando um fungo carregado de sementes de castanha importadas os devastou, deixando menos de um por cento em 1950. Para fazer árvores resistentes à praga, os cientistas inseriram um gene do trigo em embriões de castanha, permitindo para produzir uma enzima que desintoxica o fungo. Este castanheiro provavelmente se tornará o primeiro organismo geneticamente modificado a ser liberado na natureza, uma vez que seja aprovado pelo Departamento de Agricultura, pela Food and Drug Administration (FDA) e pela Agência de Proteção Ambiental (EPA).

Revive & Restore, an organization that uses genetic techniques to preserve biodiversity, is attempting to rescue the endangered black-footed ferret, which is susceptible to sylvatic plague. Because the domestic ferret is not, scientists are studying the possibility of finding the genes that give the domestic ferret resistance and editing them into the black-footed ferret's genome. A pesquisa começará com culturas de células em laboratório.

Gene drives are mechanisms that spread a desired genetic trait through a population to control invasive species. Um gene drive foi recentemente considerado para controlar o mexilhão dourado, que invadiu as águas da América do Sul e da América Latina. After identifying the genes related to reproduction and infertility in golden mussels, scientists proposed using CRISPR-Cas9 to edit the mussel's genome to make the females infertile. Os mexilhões geneticamente modificados seriam então cruzados com mexilhões selvagens em laboratório, criando embriões modificados que poderiam ser liberados na natureza para espalhar a infertilidade pela população. Uma unidade genética para eliminar os mosquitos transmissores da malária funcionou em laboratório, mas nenhuma unidade genética projetada foi tentada em campo ainda.

Alguns cientistas também estão trabalhando na modificação dos genomas dos corais para dar-lhes mais resistência ao aquecimento, à poluição e à acidificação dos oceanos. Outros propuseram modificar os genes das cianobactérias que afetam a umidade na crosta do solo de ecossistemas semidesérticos para que o solo retenha mais água e mais vegetação possa crescer.

O hambúrguer impossível. Credit: Dale Cruse

Com a expectativa de que a população mundial atinja 10 bilhões em 2050, a demanda global por alimentos pode aumentar de 59 a 98 por cento. Os impactos das mudanças climáticas - temperaturas mais altas, condições climáticas extremas, secas, níveis crescentes de dióxido de carbono e aumento do nível do mar - estão colocando em risco a quantidade e a qualidade de nossos suprimentos de alimentos.

Improving agriculture

Researchers at the University of California, San Diego discovered that when plants encounter dry conditions, they release a hormone that closes the plant's pores in order to retain water, slows its growth and keeps the seeds dormant. Esse hormônio é caro para sintetizar, no entanto, então os cientistas trabalharam com receptores desenvolvidos sinteticamente em tomateiros que responderam de forma semelhante à conservação de água a um fungicida comumente usado, tornando as plantas mais resistentes à seca.

The Salk Institute's scientists have identified the genes that encourage a plant's root system to grow deeper into the soil. Eles planejam criar caminhos genéticos para criar raízes mais profundas, o que permitirá que as plantas resistam ao estresse, sequestrem mais carbono e enriqueçam o solo.

Os micróbios que vivem com as leguminosas lhes dão a capacidade de converter o nitrogênio da atmosfera em nutrientes de que a planta precisa para crescer. No entanto, como outras plantas não conseguem assimilar o nitrogênio naturalmente, os agricultores costumam usar fertilizantes químicos. A produção de fertilizantes, feita principalmente a partir de combustíveis fósseis, resulta em emissões de gases de efeito estufa e eutrofização. Como alternativa, a Pivot Bio, uma empresa da Califórnia, projetou os genes de um micróbio que vive nas raízes das plantas de milho, trigo e arroz para permitir que o micróbio retire o nitrogênio do ar e o forneça a uma planta em troca de nutrientes . Em testes de campo, seu micróbio produtor de nitrogênio para o milho rendeu 7,7 alqueires por acre a mais do que os campos fertilizados quimicamente.

A agricultura, incluindo a criação de gado, é responsável por cerca de 8 por cento das emissões de gases de efeito estufa dos EUA. Micróbios geneticamente modificados estão sendo usados ​​para produzir alimentos mais sustentáveis, éticos e potencialmente mais saudáveis. A Motif Ingredients está desenvolvendo ingredientes proteicos alternativos sem a agricultura animal. Ele usa micróbios projetados para produzir proteínas alimentares que podem ser adaptadas para imitar sabores ou texturas semelhantes aos encontrados na carne bovina e laticínios.

Impossible Foods' plant-based burger contains synthesized heme, the iron-containing molecule found in animals and plants that gives meat its bloody flavor. Para fazer isso, os cientistas adicionaram um gene de planta à levedura, que, após a fermentação, produziu grandes quantidades da proteína heme. O Impossible Burger usa 75 por cento menos água e 95 por cento menos terra do que um hambúrguer de carne normal e produz 87 por cento menos emissões de gases de efeito estufa.

À medida que a demanda por frutos do mar cresce globalmente (os estoques pesqueiros já estão 90% sobreexplorados), também aumenta a necessidade de farinha de peixe, as pelotas de proteína feitas de pequenos peixes moídos e grãos que alimentam os peixes de viveiro e também o gado. California-based NovoNutrients uses CO2 from industrial emissions to feed lab-created bacteria, which then produce protein similar to the amino acids fish get by eating smaller fish the bacteria replace the fishmeal, providing the fish with protein and other nutrients.

Criação de produtos mais verdes

Burning fossil fuels for energy accounted for 94 percent of total U.S. anthropogenic CO2 emissions in 2016, so a lot of research is aimed at creating better biofuels that don't compete with food production, soil nutrients or space. A última geração de biocombustíveis concentra-se em microalgas modificadas, que têm alto teor de gordura e carboidratos, crescem rapidamente e são relativamente robustas. Alterar suas vias metabólicas permite que eles fotossintetizem com mais eficiência, produzam mais óleo, absorvam mais carbono e sejam mais resistentes, de modo que seu número possa ser aumentado.

A LanzaTech, em Illinois, identificou um organismo que produz etanol naturalmente a partir de gases residuais industriais. After the company engineered it with "pathways" from other organisms to improve its performance, the organism is able to produce unique molecules for valuable chemicals and fuels. LanzaTech's first commercial plant in China has produced over seven million gallons of ethanol from steel mill emissions that can be converted into jet fuel and other products.

165 milhões de toneladas de plástico destruíram os oceanos, com quase 9 milhões de toneladas a mais sendo adicionadas a cada ano. A Synbio pode fornecer uma solução para este problema de poluição, tanto degradando quanto substituindo o plástico.

Em 2016, pesquisadores no Japão identificaram duas enzimas em uma bactéria que a permitem se alimentar e degradar o plástico PET, o tipo usado em garrafas de água e recipientes de comida. Desde então, pesquisadores de todo o mundo vêm analisando como as enzimas decompõem o plástico e tentando melhorar sua capacidade de fazê-lo.

Textile mill in Bangladesh. Credit: NYU Stern BHR

A Newlight Technologies, com sede na Califórnia, está usando um biocatalisador baseado em microorganismos especialmente desenvolvido (semelhante a uma enzima) para transformar o gás residual capturado do ar em um bioplástico. O biocatalisador retira carbono do metano ou dióxido de carbono de fazendas, estações de tratamento de água, aterros sanitários ou instalações de energia e, em seguida, combina-o com hidrogênio e oxigênio para sintetizar um material de biopolímero. O biopolímero, denominado AirCarbon, pode substituir o plástico em móveis e embalagens.

A lignina é um componente-chave das plantas que, como outros tipos de biomassa, pode ser usada para combustíveis renováveis ​​e produtos químicos. Uma vez que muito poucas bactérias e fungos podem decompô-lo naturalmente, os cientistas vêm tentando há anos desenvolver uma maneira eficiente de fazê-lo. Agora, alguns desenvolveram uma enzima que ocorre naturalmente para quebrá-la, o que poderia eventualmente tornar possível o uso de lignina para náilon, bioplásticos e até mesmo fibra de carbono.

A fabricação de dispositivos eletrônicos complexos requer substâncias tóxicas, raras e não renováveis ​​e gera mais de 50 milhões de toneladas de lixo eletrônico a cada ano. Simon Vecchioni, who recently defended his Ph.D. in biomedical engineering at Columbia University, is using synthetic biology to produce DNA nanowires and networks as an alternative to silicon device technology.

Vecchioni ordered synthesized DNA from a company, used it to create his own custom BioBrick—a circular piece of DNA—and inserted it into the bacterium E.coli, which created copies of the DNA. Ele então cortou uma parte do DNA e inseriu um íon de prata nele, transformando o DNA em um condutor de eletricidade. Seu próximo desafio é transformar os nanofios de DNA em uma rede. The DNA nanowires may one day replace wires made of valuable metals such as gold, silver (which Vecchioni only uses at the atomic scale), platinum and iridium, and their ability to "self-assemble" could eliminate the use of the toxic processing chemicals used to etch silicon.

"A technology for fabricating nanoscale electrical circuits could transform the electronics industry. Bacteria are microscale factories, and DNA is a biodegradable material," he said. "If we are successful, we can hope to produce clean, cheap, renewable electronics for consumer use."

A produção de cimento (um ingrediente-chave do concreto) é responsável por cerca de 8% das emissões globais de gases de efeito estufa por causa da energia necessária para minerar, transportar e preparar as matérias-primas. O bioMASON na Carolina do Norte oferece uma alternativa colocando areia em moldes e injetando bactérias, que são alimentadas com íons de cálcio na água. The ions create a calcium carbonate shell with the bacteria's cell walls, causing the particles to stick together. Um tijolo cresce em três a cinco dias. bioMASON's bricks can be customized to glow in the dark, absorb pollution, or change color when wet.

Vestir-se de forma mais sustentável

A moda rápida tem um impacto desastroso no meio ambiente por causa de seus corantes e acabamentos de tecido, uso de combustível fóssil e poluição de microfibra. Cerca de três quartos da água usada para tingir acaba como esgoto tóxico, e mais de 60% dos têxteis são feitos de poliéster e outras fibras à base de combustível fóssil que desprendem microfibras quando lavadas, poluindo nossas águas.

A empresa francesa Pili sintetiza enzimas que podem ser adaptadas para produzir cores diferentes e, em seguida, as integra às bactérias. As bactérias são então capazes de criar pigmentos. Pili's dye is produced without petroleum products or chemicals, and uses one-fifth the water of regular dyes.

Spider silk, considered one of nature's strongest materials, is elastic, durable and soft. A Bolt Threads, sediada em San Francisco, estudou o DNA de aranha para descobrir o que dá à seda de aranha suas características especiais, em seguida, desenvolveu os genes de acordo e os colocou na levedura, que, após a fermentação, produziu grandes quantidades de proteínas líquidas da seda. A proteína da seda é então transformada em fibras, que podem ser transformadas em Microsilk renováveis.

Nos EUA, os produtos químicos e farmacêuticos synbio são regulados principalmente pela Lei de Controle de Substâncias Tóxicas de 1976. Outros produtos e aplicações comerciais da synbio são regulamentados pela EPA, Departamento de Agricultura e FDA. But do these agencies have the capacity and effectiveness to monitor synthetic biology as fast as it's developing and changing?

Como algumas aplicações sin bio estão começando a sair do laboratório, existem preocupações sobre seus potenciais riscos ambientais. Se um organismo modificado, como aqueles usados ​​em impulsos genéticos, for liberado na natureza, poderia ser mais bem-sucedido do que as espécies existentes em um ecossistema e se espalhar sem controle?

Bostick observou que cada projeto de biologia sintética hoje geralmente se concentra em uma modificação muito específica. "It's adding or altering a single enzyme, possibly putting in a series of enzymes so that it can do one thing," he said. "Very seldom do you tweak the rest of the organism, so it's not critical to the success of the organism and it's not likely to run rampant. From a scientific standpoint, it's hard to change more than one thing."

Moreover, according to Vecchioni, most synbio research is being done by student groups through iGEM's International Genetically Engineered Machine Competition, and every iGEM project must have a safety component—some way to turn off the gene or regulate it if it gets out.

Outra preocupação é que a criação ou modificação de organismos poderia ser usada para criar uma doença com o propósito de bioterrorismo. Vecchioni explicou que o FBI está procurando por isso. "They walk in nicely and say 'hi, we're watching,'" he said. "They also go to conferences and just make sure people are being smart about it." Ele acrescentou que as empresas de síntese de DNA também estão em alerta. "They have a library of known dangerous pieces of DNA, so if you try to order something that is known to create disease in any organism, the FBI will come knocking on your door."

Uma preocupação mais recente é que os institutos de pesquisa começaram a estabelecer biofoundries, instalações que dependem fortemente de automação e inteligência artificial (IA) para aprimorar e acelerar suas capacidades de biotecnologia. Jim Thomas, co-diretor executivo do Grupo ETC, que monitora tecnologias emergentes, está preocupado com as dezenas de milhares de organismos que a IA está sendo usada para criar. "It raises a real safety question because if you have something go wrong, you potentially don't understand why it went wrong," said Thomas. "With AI it's a bit of a black box." Ele observou que a maioria dos especialistas concorda que deve haver um processo para monitorar e avaliar novos desenvolvimentos no synbio.

Apesar dos riscos potenciais do synbio, seus benefícios potenciais para o planeta são enormes. E como nosso meio ambiente é prejudicado pelos impactos das mudanças climáticas e da atividade humana, precisamos explorar todas as opções. "We need every possible solution to even remotely get to the magnitude of change that we need to improve our world," said Bostick.


Are Genetically Modified Crops the Solution We Need?

Significant resources, both financial and intellectual, have been allocated to answering the question: are genetically modified crops safe for human consumption? After many hundreds of scientific studies, the answer is yes. But a significant question still remains: are they necessary? Certainly, such as in instances like Hawaii&rsquos papaya, which were threatened with eradication due to an aggressive disease, genetic engineering was a quick and effective solution that would have been extremely difficult, if not impossible, to solve using traditional breeding practices.

However, in many cases, the early promises of genetically engineered crops &ndash that they would improve nutritional quality of foods, confer disease resistance, and provide unparalleled advances in crop yields &ndash have largely failed to come to fruition. NASEM&rsquos GE Crop Report states that while genetically modified crops have resulted in the reduction of agricultural loss from pests, reduced pesticide use, and reduced rates of injury from insecticides for farm workers, they have not increased the rate at which crop yields are advancing when compared to non-GE crops. Additionally, while there are some notable exceptions like golden rice or virus-resistant papayas, very few genetically engineered crops have been produced to increase nutritional capacity or to prevent plant disease that can devastate a farmer&rsquos income and reduce food security. The vast majority of genetically modified crops are developed for only two purposes: to introduce herbicide resistance or pest resistance. Genetically modified crops are concentrated in developed countries, and their availability in developing countries, where they are perhaps most needed, is limited (figure (PageIndex)).

Figura ( PageIndex): Global area of genetically modified crops in millions of hectares 1996&ndash2015. Overall, the hectares of genetically modified crops has increased, and in 2011, developing countries surpassed industrial countries. By 2015, out of the 28 countries that grew biotech crops, 20 were developing, and only eight were developed countries. Latin American, African, and Asian farmers together grew 97.1 million hectares (54%) of the global 179.7 million biotech hectares, whereas industrial countries only planted 83 million hectares or 46%. Image and caption (modified) from Taheri, F., Azadi, H., & D&rsquoHaese, M. (2017). A World without Hunger: Organic or GM Crops? Sustentabilidade, 9(4), 580. doi:10.3390/su9040580. (CC-BY)


Assista o vídeo: Organismos geneticamente modificados OGM (Junho 2022).


Comentários:

  1. Zani

    eu sou sobre isso eu não sei nada

  2. Bracage

    Você está cometendo um erro. Eu proponho discutir isso. Envie -me um email para PM, vamos conversar.

  3. Malalkis

    I apologize, but it's not quite what I need. Existem outras variantes?

  4. Hlaford

    Obrigado, quem procura sempre encontrará

  5. Lian

    Agora não posso participar da discussão - não há tempo livre. Em breve, definitivamente vou expressar a opinião.

  6. Mall

    Improvável. Parece impossível.



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