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Reviven el casi extinto castaño americano gracias a la modificación genética

castaño americano transgénico

Pueblos nativos americanos están en la encrucijada de elegir mantener el curso natural o revivir un importante árbol de sus antepasados.

Miles de plántulas de castaño americano transgénico crecen bajo estricta regulación en un campo al interior del estado de Nueva York, EE.UU., y podrían ser la solución definitiva en la restauración de lo que una vez fue el árbol nativo más dominante en los bosques del este norteamericano. Las plántulas contienen un gen extra proveniente del trigo, el cual les permite resistir los efectos del hongo del tizón, responsable de casi extinguir a este árbol nativo en el siglo pasado. Las tres agencias regulatorias del gobierno (USDA, FDA y la EPA) definirán si este árbol modificado podrá liberarse hacia los bosques.

Phys.org / 16 de julio de 2019.- Los castaños silvestres alrededor de esta frondosa ciudad universitaria solían crecer en un número tan grande que los lugareños recolectaban las castañas en baldes y las enviaban a la ciudad de Nueva York por una pequeña fortuna.

Sin embargo, en estos días puede ser difícil encontrar un solo árbol por culpa de una devastadora plaga importada de Asia a fines del siglo XIX.

“Cada otoño, busco las fresas”, dice Neil Patterson, de la Nación Tuscarora, una tribu de nativos americanos que ha vivido en la región durante siglos. Sus antepasados ​​dependían de los árboles para su alimentación y medicina. Pero en 10 años de búsqueda, nunca ha encontrado las vainas espinosas que contienen la preciada fruta de la castaña.

Pronto, los científicos de la Facultad de Ciencias Ambientales y Forestales (FES) de la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY) podrían cambiar eso. Dicen que han encontrado una manera de resucitar al castaño insertandole un gen del trigo que lo protege del veneno del tizón. Si el gobierno federal da su bendición, estos árboles genéticamente modificados (GM) podrían estar listos para plantarse en unos pocos años.

Sería el primer uso de la tecnología para la restauración ecológica, y probablemente no la última.

En todo el país, los bosques se enfrentan a crecientes amenazas de plagas invasivas, enfermedades y cambio climático. El olmo, el fresno, el roble, la cicuta y el pino de corteza blanca están muriendo en grandes cantidades.

Pero la ingeniería genética plantea una serie de preguntas difíciles. Como cuánto deberían los humanos intervenir en la naturaleza en nombre de la conservación. Y si salvar un árbol a través de la ingeniería genética hace que un bosque sea más, o menos, silvestre.

Estos son problemas que la Tuscarora y las otras cinco naciones de la Confederación Haudenosaunee están enfrentando mientras enfrentan la perspectiva del castaño transgénico. Algunos ven el árbol como una forma de restaurar una parte importante del ecosistema y su cultura. Otros cuestionan si un árbol modificado pueda hacer cualquiera de ambas cosas, afirma Patterson, director asistente del Centro para los Pueblos Nativos y el Medio Ambiente en SUNY-ESF.

“Simplemente no sabemos acerca de esta próxima versión 2.0 de castaños”, dijo.

Érase una vez, las castañas americanas (Castanea dentata) extendieron sus ramas frondosas desde Maine a Mississippi, representando una cuarta parte de los árboles en algunos bosques. Con más de 30 metros de altura y 3 metros de grosor, ganaron el apodo de “Redwood del Este”.

Durante miles de años, los nativos iroqueses recolectaban las castañas caídas y las trituraba en una pasta rica, o las secaban y las molían para hacer harina. Usaron las hojas con dientes aserrados como medicina. Las castañas incluso se mencionan en muchas versiones de las historias de creación de los nativos iroqueses, dijo Patterson.

El hongo que infectó a los árboles fue descubierto en 1904, después de haber viajado a través del Pacífico en castañas japonesas importadas. En unas pocas décadas, la plaga mortal derribó casi 4 mil millones de árboles.

Aparte de algunas reliquias, todo lo que queda son pequeños árboles delgados y arbustos ingobernables que brotaron de las semillas de otras castañas enfermas. Ellos, también, eventualmente serán víctimas del cancro del tizón, que mata el tronco y estrangula todo lo que hay sobre él.

“Es una enfermedad letal”, dijo Kim Steiner, bióloga forestal de la Universidad de Penn State.

Otros árboles han encontrado destinos similares. Un hongo transmitido por escarabajos ha reclamado la vida de millones de olmos de América del Norte desde su llegada en 1928. La muerte súbita del roble comenzó a matar árboles en la costa oeste en la década de 1990, y el barrenador esmeralda del fresno comenzó a diezmar a su huésped homónimo en todo el este en la década de 2000.

Perder una especie de árbol rasga un agujero en un ecosistema. Los investigadores dicen que la desaparición del castaño cambió los procesos forestales fundamentales, como la forma en que los nutrientes recorren el suelo. Su ausencia hizo espacio para competidores como la cicuta, y privó a los osos, roedores y aves de una fuente de alimento básico. Al menos 5 especies de insectos se extinguieron.

Para los iroqueses la desaparición del árbol fue solo una fuente de agitación. Las naciones ya habían perdido gran parte de sus tierras ancestrales, y ahora se obligaba a sus hijos a asistir a internados donde se les prohibía hablar sus idiomas. El conocimiento del castaño, y muchas otras cosas, se perdió.

“No queda mucha gente que haya recordado comerlos como parte de su dieta o cultura”, dijo Patterson.

A principios del siglo 20, los nativos iroqueses estaban luchando por sobrevivir.

No a diferencia del castaño.

El ímpetu para resucitar el árbol provino de un grupo de entusiastas de las castañas, de ascendencia europea, que lo vieron como una pieza importante del patrimonio de los Estados Unidos. Formaron la Fundación del Castaño Americano en 1983.

Durante décadas, la fundación invirtió recursos en un programa para introducir genes de resistencia al tizón desde el castaño chino a los árboles estadounidenses mediante mejoramiento tradicional (por cruce y selección). Pero el progreso ha sido más lento de lo previsto.

“Quizás estamos a menos de la mitad del camino”, dijo Steiner, el asesor científico principal de la junta de la fundación.

Mientras tanto, el capítulo de la fundación en Nueva York apoyó un esfuerzo paralelo para desarrollar una castaña modificada genéticamente (GM, o transgénica). Se dirigió a científicos de SUNY-ESF, incluido Bill Powell, un biotecnólogo de plantas que ha estudiado castañas durante la mayor parte de su carrera. (Mantiene fotos antiguas de los majestuosos árboles en su oficina, y su placa dice CASTANEA).

Powell y su colega Charles Maynard tardaron 16 años en mejorar un árbol tolerante al tizón usando un gen que se encuentra en el trigo y muchas otras plantas. El gen hace que el castaño produzca oxalato oxidasa, una enzima que desintoxica el ácido dañino que genera el hongo del tizón.

Es una solución elegante, dijo Powell. La enzima no mata al hongo, por lo que es menos probable que la plaga evolucione para derrotarla y generar resistencia. Y a diferencia de los árboles mejorados por cruce (entre castaños chinos y americanos), los genéticamente modificados conservan todo el genoma del castaño nativo de Estados Unidos.

“Para mí, esta es realmente la respuesta”, dijo.

Los castaños nacen en los laboratorios de Powell, donde un verdadero bosque de árboles en miniatura crecen dentro de recipientes de plástico transparente apilados en estantes de metal. Unos pocos siguen hacia sitios de campo cuidadosamente controlados donde pueden crecer sus extremidades y madurar.

Cada año, Powell y su personal cortan o empaquetan cada flor para evitar que el polen se propague. Eso es para cumplir con las regulaciones federales, y porque necesitan el polen para reproducirse.

Para restaurar la especie, los científicos deben introducir el gen para combatir los efectos del tizón en los árboles silvestres de todo el área de distribución del castaño, un proyecto que según Steiner tomará décadas. Pero él piensa que es importante tratar de arreglar nuestros errores.

“De lo contrario, simplemente estás escondiendo tu cabeza en la arena”.

¿Pero es un problema que la ciencia debería tratar de resolver?

Un informe de la Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina de Estados Unidos marcó los problemas sociales y filosóficos en juego. Entre ellos: ¿Los árboles modificados genéticamente degradarían la naturaleza silvestre de los ecosistemas naturales, o lo reforzarían preservando especies que de otro modo conduciríamos a la extinción? ¿Y quién se beneficia, o se perjudica, por su liberación?

“Estas son esencialmente algunas aguas inexploradas para nosotros”, dijo Jeanne Romero-Severson, un genetista cuantitativo de la Universidad de Notre Dame que trabajó en el informe. (Ella también sirve en el consejo de TACF.)

Los pueblos iroqueses están luchando con estas preguntas ahora. Algunos piensan que el retorno del árbol podría restaurar una importante fuente de alimento tradicional, y no les importa usar la ingeniería genética para ello.

Brian Patterson, miembro del clan Oneida Nation Bear (y no tiene relación con Neil), lo comparó con la forma en que los iroqueses intercambiaban flechas por pistolas y ollas de barro por sartenes de hierro fundido.

“Siempre nos hemos adaptado”, dijo. “Siempre hemos sido capaces de aceptar estos impactos en nuestros modos de vida para nuestro beneficio”.

Algunos tienen dudas sobre la tecnología, pero dicen que podría valer la pena utilizar si el árbol de castaño se pudiera plantar ampliamente. Luego “sería importante para el medio ambiente”, dijo Curtis Waterman, miembro de la Nación Onondaga que recientemente se retiró del grupo ambiental de los iroqueses.

Otros dicen que la ingeniería genética está en conflicto con sus instrucciones originales, transmitidas por el creador, para dejar que la naturaleza siga su curso.

“No tiene ningún uso ni propósito en nuestra forma de pensar o en nuestra forma de vida”, dijo David Arquette, un custodio de la Nación Mohawk y director del grupo de trabajo.

Y algunos desconfían de las consecuencias a largo plazo de la tecnología.

“No sabes qué va a hacer con toda la cadena alimenticia”, dijo Sid Hill, el Tadodaho, o líder espiritual, de la Confederación Iroqués. “Tengo miedo del efecto dominó”.

El grupo de Powell está tratando de obtener respuestas. Su equipo ha estudiado si el polen es seguro para las abejas y si la hojarasca perjudica a las ranas nativas. El estudio de Powell arrojó que el polen es seguro e incluso las ranas prosperan con las hojas caídas del castaño.

Confía en que no habrá problemas. “Incluso si surgen problemas, siempre hay una solución”, afirmó.

Pero para muchas personas iroqueses, las preocupaciones son más profundas, debido a nuestra relación rota con la naturaleza.

En el caso del castaño, “estamos tratando de corregir nuestro error con otro error”, dijo Lisa Maybee, directora del Departamento de Protección Ambiental de la Nación Séneca. “¿Dónde aprendemos de esto?”

En unos pocos meses, Powell y su equipo buscarán una revisión gubernamental del castaño transgénico para que se pueda plantar en la naturaleza. (No pretenden patentar el árbol.)

Los funcionarios de la agencia examinarán los estudios de los científicos y realizarán una evaluación de riesgos. Sin embargo, el proceso no deja mucho espacio para discusiones sobre valores y las preocupaciones de las comunidades afectadas, dijo Andy Newhouse, un estudiante graduado en el laboratorio de Powell.

“Los datos científicos no son lo único que se toma para tomar una decisión”, dijo.

Muchas personas iroqueses sospechan que el destino del árbol está fuera de su control, dijo Patterson. Pero eso no le ha impedido tratar de mantener a las naciones informadas.

“Simplemente no quería que mis hijos dijeran: ‘¿Por qué no lo detuviste cuando tuviste la oportunidad?'” afirmó.

Patterson dijo que se opone moralmente al castaño transgénico, pero está abierto a aprender más sobre este. Al mismo tiempo, siente nostalgia por los bosques de castaños que nunca conoció.

Hace unos años, Patterson invitó a Powell a hablar con líderes tribales. Powell repartió castaños de árboles silvestres que habían sido recolectados por la Fundación del Castaño Americano. Era la primera vez que Patterson y muchos otros habían visto uno.

“Lo puse en el microondas y lo comí”, dijo. “Probablemente es una de las mejores nueces que he probado”.

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