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Los árboles genéticamente modificados podrían ayudarnos a combatir el cambio climático

Árboles genéticamente modificados para que crezcan más rápido y sean más eficientes en la captura de carbono de la atmósfera, podrían ser una herramienta para combatir el cambio climático. Revisa los comentarios de especialistas del sector forestal y de ingeniería genética.

CBC / 20 de diciembre, 2020.- Armand Séguin plantó su primer árbol genéticamente modificado, un álamo, hace más de 20 años en una estación de investigación al norte de la ciudad de Quebec. Unos años más tarde, se le unirán cientos de abetos que modificó para ser inmunes a las plagas que los matan.

«Para mí, esto no era algo que planeáramos desarrollar a mayor escala, sino una prueba de un concepto», dijo. «Demostramos que era factible».

Séguin, un científico investigador en genómica forestal del Servicio Forestal Canadiense, insertó ADN bacteriano en las piceas que las hizo inmunes al gusano de la picea, una plaga que puede masticar las agujas de decenas de millones de hectáreas de árboles en un solo brote.

Si bien existe controversia sobre la ingeniería genética, algunos científicos dicen que también podría ayudar a combatir el cambio climático al crear árboles que crezcan más grandes, más rápido, resistan enfermedades e incluso pueden convertir el carbono en un polvo blanco estable que cae al suelo; en otras palabras, árboles. eso sería mejor para extraer carbono de la atmósfera.

«Ahora hay soluciones en las que se pueden modificar genéticamente organismos para reducir el uso de productos químicos y mejorar el secuestro de carbono», dijo Séguin, «no solo [mejorando] la fotosíntesis sino haciendo que esas plantas sean más resistentes al medio ambiente».

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Algunas de las preocupaciones que rodean a la ingeniería genética incluyen riesgos ambientales, reclamos amplios de seguridad y la falta de participación pública, dijo Lucy Sharratt, coordinadora de la Red Canadiense de Acción Biotecnológica, que investiga, monitorea y crea conciencia sobre temas relacionados con la ingeniería genética en alimentación y agricultura.

«Las plantaciones formadas por árboles con tasas de crecimiento aceleradas [serían] un experimento enorme y peligroso que amenaza los ecosistemas forestales», dijo Sharratt.

Pero el apremiante desafío del cambio climático ha hecho de los árboles y los bosques un punto focal para reducir el carbono atmosférico.

En un informe de septiembre, la Information Technology and Innovation Foundation, un grupo de expertos con sede en EE. UU., que hace recomendaciones de políticas para áreas de innovación como la biotecnología, dijo que la mejora genética de los árboles como sumideros de carbono podría ayudar a frenar el cambio climático.

«Hay muchas formas diferentes en las que los bosques podrían convertirse en mejores sumideros de carbono», dijo Val Giddings, genetista e investigador principal de la fundación.

«Pero quizás en la parte superior de la lista, ofrecería la edición de genes».

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En los últimos años, los gobiernos han adoptado la idea de plantar más árboles como una forma de combatir el cambio climático. Los países con los compromisos del Acuerdo de París de mantener el calentamiento global muy por debajo de 2°C, idealmente a 1,5°C, por encima de los niveles preindustriales, han invertido en campañas masivas de plantación de árboles para compensar las emisiones de carbono.

Durante la campaña para las últimas elecciones federales en 2019, los liberales de Justin Trudeau prometieron plantar dos mil millones de árboles para 2030 para ayudar a Canadá a alcanzar emisiones netas cero para 2050.

El uso de árboles para combatir el cambio climático se basa en la idea de que plantar más árboles aumenta la fotosíntesis, el mecanismo por el cual las plantas convierten el dióxido de carbono en oxígeno respirable. El carbono se convierte en biomasa (hojas o agujas, troncos y raíces) o se almacena en el suelo y se agrega a los depósitos naturales de carbono capturado llamados sumideros de carbono.

Pero el carbono que absorben los árboles no se queda ahí para siempre. Pueden enviarlo de regreso a la atmósfera a través de la respiración, o cuando perturbaciones como incendios forestales e infestaciones de insectos hacen que los árboles liberen carbono almacenado en sus tejidos cuando se queman o se descomponen.

Los sumideros de carbono eficaces dependen de ecosistemas saludables y resilientes. Es por eso que científicos como Séguin y Giddings dicen que la ingeniería genética de plantas para resistir las plagas podría ayudar.

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Plagas que sobreviven hasta la primavera

Entre los desafíos ambientales resultantes de un planeta que se calienta está el hecho de que muchas plagas que normalmente mueren durante el invierno sobreviven hasta la primavera, dijo Giddings.

«Los escarabajos de la corteza ahora sobreviven mejor y se están moviendo hacia el norte», dijo. «Pero si pudieras encontrar alguna forma de editar genes en los árboles en estos bosques para que resistieran al escarabajo de la corteza, eso sería una gran ventaja«.

Según un informe de 2018 de Natural Resources Canada, los ataques de insectos tienen el segundo mayor impacto en las reservas de carbono de Canadá después de los incendios forestales y pueden devastar un ecosistema.

Hoy, Canadá está luchando contra un brote de escarabajo de la corteza que comenzó en la Columbia Británica (B.C.) en la década de 1990. Desde entonces, Natural Resources Canada dice que el escarabajo del pino de montaña, una especie de escarabajo de la corteza que vive en los EE. UU. y Canadá, ha afectado a más de 18 millones de hectáreas de bosque.

«Hay insectos como el escarabajo del pino de montaña que se come los pinos en el oeste, y con las sequías, se producen incendios forestales», dijo Séguin. «Ahora tenemos más especialistas en incendios que nunca en el Servicio Forestal Canadiense porque nuestros bosques se están quemando bastante».

Estos incendios forestales pueden liberar cantidades gigantescas de carbono a la atmósfera. En 2017, la temporada de incendios forestales más grande registrada en BC emitió alrededor de 190 millones de toneladas de gases de efecto invernadero a la atmósfera, casi el triple de la huella de carbono anual de la provincia.

No todos los árboles son iguales

En el mundo del secuestro de carbono, no todos los árboles son iguales: la edad y el tamaño importan.

Los árboles más grandes y viejos son mejores para almacenar carbono. La investigación muestra que los árboles acumulan gran parte de su carbono almacenado en el último cuarto de su vida, y que el uno por ciento más grande de los árboles del mundo es responsable de almacenar el 50% del carbono de su bosque.

Sin embargo, puede llevar cientos o incluso miles de años llegar a ese punto. Giddings dijo que podría haber una solución genética para eso, mediante la cual un árbol producido a través de la edición de genes podría crecer dos veces más rápido de lo normal y absorber el doble de carbono en la mitad del tiempo.

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Lograr que las plantas cambien un proceso fotosintético menos eficiente por uno más eficiente o diseñar árboles que conviertan parte del carbono que absorben en un polvo blanco estable que los árboles no liberan a la atmósfera son dos posibilidades que el Prof.Charles DeLisi de Boston El departamento de ingeniería biomédica de la universidad lo ha identificado.

En lo que respecta al cambio climático, dijo que las soluciones biotecnológicas para reducir el carbono se han dejado en gran medida fuera de la mesa en un momento en que muchos ecosistemas están alcanzando puntos críticos de inflexión.

«Estamos en un punto en el que, en algunos casos, casi no importa lo que hagamos», dijo DeLisi. «Tenemos que sacar el carbono de la atmósfera».

La ingeniería genética de árboles para que conviertan parte de su carbono en carbonato de calcio en forma de polvo podría estar al alcance porque se conocen bien las vías para producirlo. Tal árbol produciría un producto sólido que no puede liberar a la atmósfera, que luego caería al suelo y podría cosecharse como materia prima.

«Si modulas el paso de reciclaje convirtiendo parte de ese carbono en algo que sea estable y no pueda ser emitido a la atmósfera», dijo DeLisi, «tendrías un impacto tremendo».

Los árboles jóvenes de abetos modificados genéticamente de Séguin fueron los primeros árboles modificados genéticamente de Canadá que se plantaron al aire libre. Fueron retirados y destruidos intencionalmente en 2007 como parte del acuerdo de investigación de Séguin con el Servicio Forestal Canadiense. (Enviado por Armand Séguin)

Efectos fuera de objetivo

Giddings dijo que los avances en la tecnología genética en los últimos ocho años están haciendo que la edición de genes sea más rápida y precisa. Muchas soluciones genéticas propuestas al cambio climático sugieren el uso de CRISPR, tramos especializados de ADN que los científicos usan como herramienta de edición de genes para modificar con precisión un organismo sin introducir material genético extraño (fuera de la misma especie).

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Pero las ediciones precisas no necesariamente dan como resultado resultados precisos. CRISPR-Cas9, por ejemplo, se considera una tecnología muy útil para la edición de genes, pero puede provocar cambios no deseados en otros genes. Un estudio publicado a principios de este año dijo que estos efectos fuera de objetivo (off-target) pueden eliminar trozos de material genético y causar mutaciones genéticas letales en animales y plantas.

En un informe de 2020 sobre la edición del genoma en la alimentación y la agricultura, la Canadian Biotechnology Action Network dijo que, si bien hay muchas publicaciones de prueba de concepto sobre lo que podría lograr la edición del genoma, la literatura omite en gran medida los estudios que examinan sus posibles impactos ambientales.

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«Si comenzamos a manipular genéticamente más plantas y animales, algas y árboles, ¿a dónde nos lleva esto, esta reestructuración de organismos? Porque no podemos, como sociedades humanas, reorganizarnos para detener la destrucción de la biodiversidad», dijo Sharratt.

Una hoja informativa reciente de la Red Canadiense de Acción Biotecnológica establece que, hasta la fecha, no se ha aprobado ningún árbol genéticamente modificado para su uso en la conservación forestal en América del Norte. Una variedad de castaño americano llamada Darling 58 pronto podría ser la excepción. Investigadores de la facultad de ciencias ambientales y silvicultura de la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY-ESF) han diseñado el árbol para resistir una plaga que acabó con la mayoría de sus contrapartes silvestres en América del Norte.

Josh Mott, izquierda, y Hannah Pilkey etiquetan, pesan y empaquetan castañas genéticamente modificadas en un laboratorio de la facultad de ciencias ambientales y silvicultura de la Universidad Estatal de Nueva York en Syracuse, NY, el 30 de septiembre de 2019 (Adrian Kraus / Associated Press)

Si se aprueba una serie de peticiones presentadas por SUNY-ESF al Servicio de Inspección de Sanidad Animal y Vegetal de EE. UU., La Agencia de Protección Ambiental y la Administración de Alimentos y Medicamentos, afirmó que la variedad transgénica Darling 58 podría plantarse junto a castaños silvestres en la naturaleza para restaurar la población.

Sharratt dijo que considerar proyectos de ingeniería genética como este requiere preguntas de valor social, utilidad y una reflexión sobre lo que dice dicha solución sobre nuestra voluntad de adaptarnos en un mundo cambiante.

Pero Canadá apunta a cero emisiones netas para 2050. Para científicos como Séguin, pasar por alto las aplicaciones beneficiosas de la ingeniería genética podría ser una oportunidad perdida.

«No creo que la edición de genes sea la solución, pero es parte de la solución».

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