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¿Podrían modificarse los árboles para producir nucleadores de lluvia?


Los científicos están utilizando la ingeniería genética para hacer que los árboles produzcan más terpenos. ¿Es posible manipular árboles genéticamente para producir compuestos orgánicos volátiles más higroscópicos? Estos árboles podrían usarse en áreas de sequía para generar más lluvia.


Un estudio pionero del álamo muestra que los árboles pueden modificarse genéticamente para que no se propaguen

El estudio de campo más grande de árboles forestales modificados genéticamente jamás realizado ha demostrado que la ingeniería genética puede evitar que se establezcan nuevas plántulas.

Los "rasgos de contención" que los investigadores de la Universidad Estatal de Oregon diseñaron en el estudio son importantes debido a las preocupaciones sociales sobre el flujo de genes: la propagación de árboles genéticamente modificados o exóticos e invasivos o sus células reproductivas más allá de los límites de las plantaciones.

"Aún hay más por saber y más investigaciones por hacer, pero esto se ve muy bien", dijo el autor correspondiente Steve Strauss, profesor distinguido de biotecnología forestal en OSU. "Es muy emocionante."

Los hallazgos del estudio, que analizó 3300 álamos en un terreno de 9 acres durante siete temporadas de crecimiento, se publicaron hoy en Fronteras en bioingeniería y biotecnología.

Los álamos crecen rápidamente y son la fuente de muchos productos, desde papel hasta paletas, madera contrachapada y marcos para muebles tapizados.

En árboles como los álamos que tienen individuos femeninos y masculinos, las flores femeninas producen las semillas y las flores masculinas producen el polen necesario para la fertilización.

Strauss y sus colegas del Departamento de Ecosistemas y Sociedad Forestales evaluaron una variedad de enfoques para esterilizar árboles de ambos sexos, centrándose en 13 genes implicados en la fabricación de flores o en el control del inicio de la reproducción.

Individualmente y en combinación, los genes tenían su función proteica o expresión de ARN modificada con el objetivo de obtener flores estériles o falta de floración.

El resultado: los científicos descubrieron modificaciones que impedían que los árboles produjeran propágulos sexuales viables sin afectar otros rasgos, y lo hicieron de manera confiable año tras año. Los estudios se centraron en un álamo hembra de floración temprana que facilita la investigación, pero se sabe que los genes a los que se dirigieron afectan tanto al polen como a las semillas y, por lo tanto, deberían proporcionar enfoques generales para la contención.

Además de los hallazgos, la investigación se destacó por su alcance, duración y amplia red de financiadores, tanto del gobierno como de la industria.

"Estoy orgulloso de haber hecho la investigación", dijo Strauss. "Fueron necesarios muchos años y mucha gente haciéndolo, gestionándolo.

"La gente tiene el temor de que los árboles transgénicos se apoderen del mundo, pero estos son genes de contención que hacen que apoderarse del mundo sea esencialmente imposible", dijo. "Si algo es OGM, la gente asume que es peligroso, es culpable hasta que se demuestre que es seguro en la mente de muchos y en nuestras regulaciones actuales. Por el contrario, los científicos dicen que la atención debe centrarse en el rasgo y su valor y seguridad, no en el método utilizado. .

Al comienzo de la investigación, Strauss se preguntó si los árboles se verían normales o sobrevivirían o expresarían sus nuevos rasgos de manera estable y confiable. Todas las respuestas fueron un fuerte sí.

"¿Nuestros árboles estarán bien, serán variables o impredecibles? Los árboles estaban bien", dijo. "Año tras año, los rasgos de contención funcionaron de manera confiable donde obtuvimos la genética correcta. No todos los constructos funcionaron, pero es por eso que se investiga".

Strauss también señaló que los enfoques genéticos más nuevos en su laboratorio, especialmente la edición de genes basada en CRISPR, están haciendo que la producción de árboles mejorados y contenidos de manera confiable sea aún más fácil y eficiente.

Señaló que "el trabajo se centró en el polen y las semillas, pero el álamo también se puede propagar vegetativamente, por ejemplo, por brotes de raíces. Pero esos son mucho más lentos, mucho más estrechos en distancia y mucho más fáciles de controlar dentro y alrededor de las plantaciones".


Investigadores realizan ingeniería inversa en la forma en que los pinos producen químicos verdes por valor de miles de millones

La trementina se ha elaborado tradicionalmente a partir de resinas extraídas de pinos como estos en Florida. En las últimas décadas, gran parte de las resinas se han elaborado a partir de combustibles fósiles. Crédito: Proyecto de memoria de Florida

Los investigadores de la Universidad Estatal de Washington han realizado ingeniería inversa de la forma en que un pino produce una resina, que podría servir como una alternativa ecológica a una gama de productos basados ​​en combustibles fósiles por valor de miles de millones de dólares.

Mark Lange y sus colegas del Instituto de Química Biológica literalmente disecaron la maquinaria por la cual el pino piñonero produce oleorresina.

Antes de la llegada de las alternativas derivadas del petróleo en la década de 1960, la mezcla de aceite y resina pegajosa y fragante era fundamental para la industria de las tiendas navales y productos que iban desde pinturas y barnices hasta betún y linóleo para zapatos.

Mientras tanto, la demanda internacional de oleorresinas ha aumentado. A menudo se prefieren las oleorresinas de origen natural, procedentes de fuentes como el pino piñonero. Un análisis de 2016 realizado por Grand View Research predijo que las ventas globales de oleorresina se acercarán a $ 1.7 mil millones para 2022.

El descubrimiento del laboratorio de Lange de cómo está hecho "podría inspirar nuevos enfoques de ingeniería para la producción de químicos verdes renovables", dice el biólogo holandés Harro Bouwmeester en un comentario que acompaña la investigación de Lange en el Revista de botánica experimental.

A medida que avanzan las fábricas naturales, dijo Lange, las plantas son líderes de la industria. Los humanos, dijo, producen aproximadamente 3.000 metabolitos, las pequeñas moléculas que ocurren en el metabolismo humano.

"Las plantas producen cientos de miles", dijo, "y la mayor parte de lo que existe en términos de diversidad química probablemente se desconoce. Probablemente serían millones. Una de las preguntas es: ¿Por qué las plantas hacen eso?"

En el caso del pino piñonero, la oleorresina es una defensa crítica contra insectos y patógenos. Mientras que un animal puede huir de un atacante, una planta tiene que pararse y luchar. Para ello, el pino produce oleorresinas tan tóxicas que la planta tiene que almacenarlas en estructuras especializadas, llamadas conductos de resina, para evitar intoxicarse.

Para ver cómo se produce la oleorresina, Lange se concentró en las células alrededor de los conductos y las cortó con un microscopio equipado con láser.

"Básicamente, lo que haces es dibujar alrededor del área que quieres cortar y luego el láser sigue lo que has estado dibujando y lo dispara", dijo Lange.

Apropiadamente, Lange hizo esto en el Franceschi Microscopy and Imaging Center de WSU, cuyo homónimo, el fallecido Vincent R. Franceschi, también estudió los conductos de resina y su papel en la defensa de una conífera de las plagas.

Lange comparó las células cercanas a los conductos de resina con las células más alejadas, buscando la expresión de genes que desencadenarían la producción de oleorresina.

Utilizando los genes amplificados de varios miles de células, Lange y sus colegas identificaron secuencias genéticas conocidas por producir ciertas enzimas y las combinaron con reacciones que podrían conducir a la creación de oleorresina.

"Estamos tratando de comprender las reacciones bioquímicas que conducen desde una simple fuente de carbono importado a una mezcla compleja de oleorresinas y productos", dijo Lange. "Esa es la fábrica".

Con un mejor conocimiento de las reacciones y sus fundamentos genéticos, los investigadores pueden seleccionar árboles en busca de genes que los hagan mejores productores de resina. O podrían replicar la vía metabólica productora de resina en otros organismos.

"Eso podría ser un E. coli o una levadura, algo de ese tipo, y luego se pueden producir sustancias químicas específicas a partir de ahí ", dijo Lange.

"En última instancia", dijo Bouwmeester en su comentario, "esto podría resultar en genotipos robustos de pino que pueden competir con la química clásica basada en el aceite para la producción de químicos verdes a través de plantaciones forestales".


Smart Wood: árboles de bioingeniería para fines específicos

La madera puede hacer cosas maravillosas. Se puede convertir en madera laminada cruzada para construir rascacielos de hasta 30 pisos de altura. Se puede utilizar para fabricar papel, aislamiento, biocombustibles y materias primas no basadas en petróleo para plásticos y con fines medicinales. Pero no todos los árboles pueden hacer todas las cosas igualmente bien. Los científicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han dedicado los últimos 10 años a estudiar los desencadenantes biológicos que determinan las características de los árboles a medida que crecen.

Han determinado que hay 21 genes de vías que controlan la cantidad de lignina que produce un árbol. La lignina es el material que le da a la madera su fuerza y ​​densidad & # 8212 características deseables para usos estructurales pero no tan deseables para fabricar biocombustibles, papel o pulpa. Para esas aplicaciones, la lignina debe eliminarse de la madera, un proceso que requiere altas temperaturas y productos químicos agresivos.

Durante la última década, los investigadores han estado experimentando con la activación y desactivación de genes individuales para determinar qué efecto tienen en los árboles en crecimiento. Pero dicen que ahora pueden modelar los efectos de activar o desactivar los 21 genes de lignina en el laboratorio, lo que reducirá en gran medida la cantidad de tiempo necesario para & # 8220 diseñar & # 8221 árboles que sean adecuados para fines particulares.

& # 8220 Por primera vez, podemos predecir los resultados de la modificación de múltiples genes involucrados en la biosíntesis de lignina, en lugar de trabajar con un solo gen a la vez mediante prueba y error, que es un proceso tedioso y lento, & # 8221 dice Jack Wang, profesor asistente en NC State & # 8217s College of Natural Resources y autor principal de un artículo sobre la investigación en Comunicaciones de la naturaleza.

& # 8220 Tener un modelo como este, que nos permite decir si quieres este tipo de madera, aquí tienes los genes que necesitas modificar, es muy beneficioso, sobre todo cuando tienes una enorme cantidad de combinaciones posibles con 21 genes de ruta. , & # 8221 Wang dice. & # 8220S & # 8217s sólo es posible a través del análisis integrado que nos permite observar este proceso a nivel de sistemas para ver cómo los genes, proteínas y otros componentes trabajan juntos para regular la producción de lignina. & # 8221

El modelo rastrea 25 rasgos clave de la madera. Para la madera, la densidad y la resistencia son primordiales. Los productores de biocombustibles se basan en genes relacionados con altos niveles de polisacáridos, lo que permite que la madera se convierta más fácilmente en biodiésel o combustible para aviones. Los productores de pulpa y papel buscan madera con bajos niveles de lignina o madera que se hidroliza más fácilmente. Las maderas con alto contenido de lignina son recursos novedosos para la producción de compuestos fenólicos de valor agregado especial, según Ciencia diaria.

& # 8220La complejidad de las vías biológicas es tal que & # 8217s ya no es suficiente para analizar el análisis independiente a pequeña escala de uno o dos genes & # 8221, dice Wang. & # 8220 Debemos utilizar un enfoque de biología de sistemas para analizar el análisis completo de la vía o del organismo a nivel de sistemas, para comprender cómo los genes, las proteínas y otros componentes individuales trabajan juntos para regular una propiedad o un comportamiento. & # 8221

La investigación podría conducir a más investigaciones, como por ejemplo, cómo producir & # 8220árboles que pueden combinarse con bacterias termófilas para una conversión óptima en biocombustibles y bioquímicos & # 8221, dice Wang. & # 8220 También estamos considerando este análisis integrador para generar árboles específicamente diseñados para la producción de fibras de nanocelulosa para reemplazar materiales a base de petróleo como el plástico. & # 8221


¿Nos salvarán las plantas genéticamente modificadas?

La geoingeniería como solución al cambio climático es arriesgada. No hacer nada puede ser más arriesgado.

Martin Bunzl es un pesimista optimista. El profesor de la Universidad de Rutgers, que estudia la filosofía de la ciencia y la política de cambio climático, no tiene esperanzas de que la humanidad encuentre una forma de reducir las emisiones lo suficientemente rápido para evitar un desastre. Pero sí cree que una tecnología capaz de extraer más dióxido de carbono del aire podría cambiar las cosas. No está solo en este aspecto teórico, pero es uno de los pocos intelectuales públicos que sugieren que los árboles podrían ser la respuesta única y futura a nuestros problemas.

“Inevitablemente habrá algún tipo de programa de emisiones negativas en nuestro futuro si queremos proceder con cautela”, dice Bunzl.

Bunzl habló el martes en un panel de discusión organizado por el Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica sobre el tema del papel de las industrias aeroespaciales en posibles proyectos de geoingeniería, especialmente esquemas de gestión de la radiación solar que buscarían bloquear parte de la luz del sol para enfriar. el planeta.

Pero es escéptico de que jugar con el sol alguna vez le parezca una idea lo suficientemente buena como para intentarlo. Si bien enfriaría el planeta, no desharía los impactos de las emisiones de gases de efecto invernadero y, de hecho, inyectaría un nuevo conjunto de riesgos e incertidumbres en el sistema climático. Las barreras sociales y políticas que tendría que superar una propuesta de este tipo son casi inconcebibles. La gestión de la radiación solar, en el mejor de los casos, nos da algo de tiempo al mantener las temperaturas un poco más bajas mientras descubrimos cómo sacar el carbono del aire de forma permanente.

"Es una medida provisional plausible, pero es una medida provisional plausible que enfrenta problemas insuperables en varias áreas diferentes", dice Bunzl. “Y para cuando resolvamos el problema, o lleguemos a una circunstancia en la que pensamos que podría ser necesario, estaremos mucho, mucho más allá del área en la que deberíamos tomarnos en serio el programa a largo plazo de eliminación de dióxido de carbono . "

Bunzl también cuestiona la idea de que extraer carbono del aire con sistemas químicos y mecánicos algún día será lo suficientemente barato como para tener sentido a gran escala. Es fundamentalmente más fácil expulsar dióxido de carbono a la atmósfera que devolverlo. Imagínese todos los recursos y la infraestructura que se han dedicado a la quema de combustibles fósiles en la historia de la humanidad; muy probablemente se necesitarían operaciones de esa magnitud o más para limpiar el desastre.

Sin embargo, aquí hay algo que podría funcionar: usar las técnicas de la ingeniería genética moderna, incluido CRISPR, para modificar las plantas globales para que absorban el dióxido de carbono del aire de manera más eficiente. “Esta es una opción seductoramente interesante, porque se obtiene un sistema de autorreplicación que continuará una vez que los cambios se propaguen a través de los organismos vivos para mejorar la absorción de dióxido de carbono”, dice Bunzl.

Los sistemas biológicos ya son muchas veces más eficientes que los sistemas químicos para eliminar el CO2 del aire, y hay razones para creer que podrían mejorar aún más. Un equipo de bioquímicos en Alemania desarrolló recientemente una nueva cadena de transformación molecular que, al menos en el laboratorio, es aproximadamente un 25 por ciento más eficiente que la cadena de enzimas utilizada en la fotosíntesis. Un sistema vivo diseñado genéticamente para utilizar esta vía podría metabolizar el dióxido de carbono dos o tres veces más rápido de lo que lo haría de otra manera, predicen los investigadores, aunque esto no se ha probado y los resultados son inciertos.

Pero teóricamente es posible que, si las plantas modificadas genéticamente de esta manera se extendieran por la Tierra, no solo serían enormemente útiles para extraer carbono del aire para biocombustible, sino también para la captura y almacenamiento de carbono. La biomasa producida por las plantas podría secuestrarse a largo plazo a través de extensos sistemas de raíces profundas o mediante algún tipo de proyecto de secuestro.

Esto, por supuesto, sería riesgoso de la misma manera que lo son otros esquemas de geoingeniería, es decir, consecuencias impredecibles y no intencionales que pueden tener un impacto negativo en los ecosistemas y las comunidades. Pero los riesgos de intentarlo pueden terminar siendo mucho más manejables que los riesgos de no hacer nada, un hecho que el gobierno de Estados Unidos reconoció formalmente por primera vez esta semana.

Pero, ¿cómo se obtiene la aprobación social para un programa de dispersión masiva de organismos genéticamente modificados que no se pueden recuperar una vez que están en el mundo y que sin duda desplazarán a las plantas y cultivos no modificados?

“Si cree que hay problemas con los organismos genéticamente modificados en la mente popular en términos de consumo de alimentos, imagine el tipo de insatisfacción que tendría que superarse para implementar esto a un nivel de base amplio”, dice Bunzl.

M.I.T. el profesor Kevin Esvelt tiene una idea de cómo se puede hacer. No está trabajando para lograr que las plantas absorban más carbono, sino en la ingeniería genética de la inmunidad a las bacterias nacidas por garrapatas en ratones de patas blancas en un plan audaz para erradicar la enfermedad de Lyme. Pero los obstáculos sociales y políticos son similares, y él tiene un plan igualmente audaz para superarlos: cambiar la naturaleza de la ciencia misma.

"Quiero arrastrar todo mi campo pateando y gritando al aire libre", le dijo al Neoyorquino. La clave, dice, es la transparencia y la comunicación absolutas, y es una filosofía que está poniendo en acción a través de reuniones comunitarias periódicas con la gente de Nantucket Island, Massachusetts, donde espera liberar algún día sus ratones genéticamente modificados en el primer experimento de campo.

Faltan años para ese día, pero Esvelt está apostando a que su única esperanza para finalmente poder hacer este trabajo es involucrar al público a través del proceso científico, para que sientan algo de propiedad sobre el proyecto y sus posibles riesgos y beneficios.

Esta misma lógica puede aplicarse a las super-plantas diseñadas para consumir más carbono, aunque a una escala mucho mayor. Una cosa es convencer a una isla de 10.000 personas, que ya están aterrorizadas por la enfermedad de Lyme, de que acepte los riesgos que podría conllevar la liberación de estos ratones modificados genéticamente en su entorno. Otra muy distinta será llegar a algún tipo de consenso global sobre la diseminación de un ejército de fotosintetizadores amplificados en todo el planeta.

Eso no significa que no valga la pena intentarlo. Seguir el principio de precaución, coinciden Bunzl y Esvelt, es una muy mala opción.

“Decimos que si es arriesgado, simplemente no deberíamos hacerlo”, explica Esvelt. "Y eso está bien, siempre y cuando esté de pie sobre suelo firme. Pero esa es la cuestión: no estamos parados sobre terreno firme. Y el mayor peligro que podríamos enfrentar es asumir que no hacerle nada a la naturaleza es el camino más seguro ".


Ingeniería metabólica cloroplástica junto con mejora del conjunto de isoprenoides para la biosíntesis de taxanos comprometidos en Nicotiana benthamiana

La producción del fármaco contra el cáncer Taxol y sus precursores en huéspedes heterólogos es más sostenible que la extracción de tejidos de tejo o la síntesis química. Aunque los intentos de diseñar la vía del Taxol en microbios han logrado un progreso significativo, aún quedan por abordar desafíos como la expresión funcional de las enzimas vegetales P450. Aquí, introducimos taxadieno sintasa, taxadieno-5α-hidroxilasa y citocromo P450 reductasa en una planta de alta biomasa Nicotiana benthamiana. Usando una estrategia de ingeniería metabólica compartimentada con cloroplástico, combinada con la mejora de los precursores isoprenoides, mostramos que las plantas modificadas pueden producir taxadieno y taxadieno-5α-ol, los intermedios taxol comprometidos, a 56,6 μg g -1 FW y 1,3 μg g -1 FW. , respectivamente. Además de las herramientas y estrategias informadas aquí, este estudio destaca el potencial de Nicotiana spp. como plataforma alternativa para la producción de Taxol.

Declaracion de conflicto de interes

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Cifras

Esquema de biosíntesis de Taxol. DMAPP,…

Esquema de biosíntesis de Taxol. DMAPP, dimetilalil difosfato IPP, isopentenil difosfato GGPP, geranilgeranil difosfato ...

Expresión de proteínas originadas en Taxus y ...

Expresión de proteínas originadas en Taxus y producción de taxadieno comprometida en N. benthamiana . a…

Localización y orientación de orgánulos intracelulares ...

Localización de orgánulos intracelulares y dirección de proteínas heterólogas. Etiquetado de fluorescencia de la fusión ...

Producción de taxanos monooxigenados por…

Producción de taxanos monooxigenados mediante ingeniería metabólica compartimentada. a Construcciones genéticas utilizadas para ...

Identificación de los pasos que limitan la velocidad en ...

Identificación de pasos que limitan la velocidad en la vía isoprenoide y mejora de precursores para la biosíntesis de taxadieno.…

Ingeniería metabólica cloroplástica junto con ...

Ingeniería metabólica cloroplástica junto con la mejora del conjunto de isoprenoides para los intermediarios Taxol comprometidos en ...


Ahora, los árboles de bioingeniería están echando raíces

Los álamos transgénicos podrían convertir a China en un actor importante en la madera. Pero algunos expertos se preocupan por los efectos sobre la naturaleza.

Dispersos en al menos siete provincias de China hay más de 1 millón de álamos comunes con una picadura poco común. Pueden matar a los insectos que mordisquean sus hojas. Su inusual sistema defensivo es una bomba diseñada genéticamente: bacilo turingiensico, o Bt, una toxina natural insertada en el ADN del árbol. Otras especies transgénicas, como el alerce y el nogal, están en proceso, informan investigadores chinos.

Tales movimientos están sacudiendo los mundos gemelos de la silvicultura y el ambientalismo. Los árboles transgénicos están alcanzando el umbral de la comercialización, un punto que alcanzaron los cultivos de bioingeniería en la década de 1980, dicen los observadores. Esta vez, sin embargo, no es Estados Unidos el que lidera la carga, es China.

Aunque se ha informado poco en Occidente, la inmersión de cisnes de China en la silvicultura transgénica a gran escala es esencialmente el primer despliegue a escala comercial de árboles transgénicos en el mundo, dicen los expertos. Eso podría significar algún día un nuevo competidor potente para las industrias de la madera y el papel. También puede significar que la investigación de vanguardia sobre árboles transgénicos en los EE. UU. Se quedará atrás, obstaculizada por la regulación y la protesta pública. También pone las decisiones sobre una tecnología controvertida (y, según algunos, potencialmente peligrosa) en manos de un gobierno autoritario, con menos supervisión y menos controles técnicos que en Occidente.

"Lo que han hecho los chinos, plantar árboles [modificados genéticamente] en cientos, tal vez miles de acres, no se ha hecho en ningún otro lugar del mundo", dice Yousry El-Kassaby, genetista forestal de la Universidad de Columbia Británica en Vancouver. "Marca un cambio en el centro de gravedad lejos de los EE. UU., Donde hay mucha investigación de árboles de ingeniería genética, pero gran parte de ella está restringida a los laboratorios o ensayos de campo pequeños muy regulados".

El caso de los árboles transgénicos parece sencillo. Las especies de crecimiento más rápido pueden producir más madera y papel en menos tiempo, lo que las convierte en una materia prima más barata. Las plantaciones de superárboles también podrían significar una menor alteración de los bosques naturales, una ventaja ambiental.

Los científicos pueden "desarrollar árboles de crecimiento más rápido, árboles que produzcan más biomasa que se pueda convertir en combustibles y árboles que puedan secuestrar más carbono de la atmósfera o usarse para limpiar sitios de desechos", dijo Spencer Abraham, entonces secretario de Energía de EE. UU. , el otoño pasado.

Los defensores también promocionan la tecnología como algo que puede usarse para devolver especies en desaparición como el castaño americano al paisaje estadounidense, modificando su composición genética para derrotar una plaga devastadora.

Pero hay una gran trampa, advierten los expertos. Los árboles son plantas perennes que producen grandes cantidades de polen que se liberan en el aire mucho más alto que los cultivos ordinarios. Esta "deriva genética" en los cultivos ha causado problemas, ya que las grandes empresas de semillas han demandado a los agricultores estadounidenses y canadienses por utilizar ilegalmente semillas transgénicas. Los agricultores afirmaron que sus cultivos estaban contaminados por el polen a la deriva, pero fue en vano. Un estudio realizado el año pasado por la Unión de Científicos Preocupados encontró que las semillas de variedades tradicionales de maíz, soja y canola "están contaminadas de manera generalizada" con niveles bajos de ADN de variedades de esos cultivos modificadas genéticamente.

Si el ADN puede extenderse tan ampliamente a partir de cultivos transgénicos de unos pocos pies de altura, no se sabe qué pasará con el polen de los árboles de 50 a 100 pies de altura o más, dicen los expertos. Por ejemplo: el polen de las coníferas transgénicas puede volar más de mil millas, según muestra una nueva investigación de la Universidad de Duke.

El potencial de contaminación genética de los bosques y las posibles recompensas del uso de árboles transgénicos son enormes, dicen los expertos. "Por primera vez, tenemos la capacidad de poner una bacteria o incluso un gen de pez en un árbol", dice Robert Jackson, profesor de biología y director del Centro de Cambio Global de la Universidad de Duke. "Algunos hacen de eso una cuestión moral. ¿Es moralmente correcto? Otra pregunta es: ¿es inteligente o, tal vez, peligroso?"

De hecho, la idea de liberar árboles transgénicos en la naturaleza provoca escalofríos a través de Alyx Perry de Southern Forests Network, una coalición de madereros, terratenientes y ambientalistas. "Nuestra conclusión es que los árboles modificados genéticamente contaminarán inevitablemente los rodales de árboles no modificados genéticamente".

Eso, a su vez, podría conducir a millones de acres de madera privada infértil, posiblemente sin suficiente lignina (una sustancia que refuerza la madera) necesaria para ser madera aserrada, dice Perry. Combinado con la producción interna de pesticidas en pinos y álamos en la naturaleza, podría conducir a bosques incapaces de reproducirse, producir alimentos para animales o crear madera comercializable.

En los EE. UU., Están vigentes al menos 69 permisos de prueba de campo para tres especies de árboles transgénicos: pino, álamo y nogal. La mayoría de ellos ocupan dos acres o menos, dice el Departamento de Agricultura de EE. UU. Bajo las reglas del USDA, dichos árboles son monitoreados de cerca y no se les permite alcanzar la etapa de floración y polinización. Hasta ahora, solo una variedad transgénica, una papaya hawaiana, ha sido aprobada para su cultivo comercial. Pero la comercialización avanza. En enero de 2004, el USDA anunció su "intención de actualizar y fortalecer" las regulaciones de biotecnología para organismos transgénicos, que algunos dicen que es un cambio clave. Y los ensayos de investigación de campo para árboles transgénicos en los EE. UU., Incluidos los realizados por ArborGen, una empresa de investigación forestal en Summerville, SC, han aumentado desde 1997. ArborGen ha sido aprobado para realizar docenas de ensayos de campo con especies de pino y álamo genéticamente modificadas para fertilidad alterada, niveles de lignina y otras características, muestran los registros de la base de datos del USDA.

"Ciertamente vemos que la ingeniería genética en un entorno de plantación. Podría desempeñar un papel importante en la satisfacción de la demanda mundial", dice Les Pearson, director de asuntos regulatorios de ArborGen. El primer árbol de ArborGen está al menos a siete años de su comercialización, agrega. Otros ven que los árboles transgénicos llegarán antes.

"El gobierno y la industria básicamente están analizando lo que pueden hacer para finalizar las regulaciones para agilizar el lanzamiento comercial", dice Neil Carmen del Sierra Club. "Estamos hablando de potencialmente millones de acres de árboles modificados genéticamente".

Al menos otras dos especies de árboles transgénicos, una ciruela y otra papaya, están siendo revisadas por el USDA. Se están desarrollando más de 30 especies de árboles transgénicos, incluidas 20 especies valiosas para madera o papel y pulpa, dice la Dra. Carmen. Irónicamente, los agricultores hawaianos dicen que la papaya transgénica aprobada ya ha contaminado las plantaciones, agrega.

"La regulación de todo esto va por detrás de la tecnología", dice Roger Sedjo, director del programa de política y economía forestal de Resources for the Future, un grupo de expertos en políticas de Washington. "Muchos países están realizando investigaciones en el área y algunas de ellas están dando frutos. Lo que no tenemos es un estándar global".

En Brasil, por ejemplo, los investigadores se han embarcado en una investigación a gran escala para desarrollar un árbol de eucalipto transgénico. La idea es hacer que el nativo australiano de crecimiento lento madure más rápido y sea resistente a las enfermedades.

"Ciertamente, todavía no estamos preparados para comprender todos los riesgos", dice el Dr. Jackson de Duke. "Existe una inmensa presión comercial para seguir adelante con esto. Y, francamente, es bastante fácil delinear los beneficios económicos, pero mucho más difícil delinear los costos a largo plazo y cuáles serán, y cuánto durarán si las cosas ir mal."

Los árboles son las plantas más grandes y antiguas del mundo. Cubren casi un tercio de la superficie terrestre del mundo (excluyendo la Antártida y Groenlandia). Cubrieron dos tercios de la superficie antes de que los humanos comenzaran a cultivar.

• La palma de coco doble en las Seychelles cuenta con la semilla de árbol más grande: 50 libras.

• California cuenta con los árboles más altos del mundo, las secuoyas y los pinos bristlecone más antiguos. El primero puede crecer hasta 360 pies de altura. Se sabe que estos últimos viven más de 4.000 años. El árbol medio de una ciudad dura ocho años.

• Al convertir el dióxido de carbono en oxígeno, los árboles reponen la atmósfera. Dos árboles maduros pueden producir suficiente oxígeno para una familia de cuatro.

• Durante un año, un árbol puede absorber el carbono creado por un automóvil conducido 26,000 millas.

Fuentes: World Book Instituto de Políticas de la Tierra de las Naciones Unidas Sociedad Internacional de Arboricultura


Especies exóticas

ArborGen está buscando la aprobación regulatoria del Departamento de Agricultura de EE. UU. Para árboles de eucalipto diseñados genéticamente para tolerar temperaturas bajo cero. Si se aprueba, la compañía venderá cientos de millones de plántulas del área que se extiende desde Carolina del Sur hasta Florida y Texas.

En Brasil, FuturaGene ha solicitado la aprobación de CTNBio, la agencia reguladora de bioseguridad de Brasil, para liberar árboles de eucalipto transgénicos allí. El Movimiento Mundial por los Bosques Tropicales está trabajando con STOP GE Trees para hacer campaña contra la expansión de vastos monocultivos industriales de árboles, la mayoría de los cuales son especies de eucalipto, pino y acacia de rápido crecimiento, pero también caucho y palma aceitera destinados a producir papel, aceite de palma y caucho. productos.

“Entre los supuestos beneficios, los promotores de las plantaciones argumentan que crean miles de empleos, así como otros beneficios sociales como la construcción de escuelas y puestos de salud”, dijo Teresa Pérez, coordinadora del Movimiento Mundial por los Bosques Tropicales con sede en Uruguay.

En cuanto a los empleos prometidos, las plantaciones están fuertemente mecanizadas y por lo tanto no crean muchos empleos, dijo Pérez a MintPress, agregando que los empleos que se generan son estacionales, con salarios bajos y malas condiciones laborales.

Además, estas plantaciones consumen grandes cantidades de agua y nutrientes del suelo. Por lo tanto, las comunidades circundantes ven disminuir sus recursos hídricos y el agua disponible para ellos a menudo está contaminada por sustancias tóxicas que se encuentran en los monocultivos. La destrucción de los ecosistemas locales para dejar espacio a las plantaciones resulta en una pérdida de biodiversidad.

“Aunque los promotores & # 8212 corporaciones, gobiernos, agencias de inversión & # 8212 de tales monocultivos argumentan que la instalación de plantaciones trae muchos beneficios tanto en términos ambientales como sociales, lo que hemos aprendido de las comunidades locales cuyas tierras han estado ocupado por plantaciones es que la realidad está lejos de las promesas hechas ”, dijo Pérez.

Las plantaciones de árboles son una fuente de deforestación en varios países, señaló Pérez.

“En muchos casos las tierras ocupadas son tierras que han sido utilizadas tradicionalmente por comunidades que, sin ser consultadas, ven cómo sus tierras son destruidas y ocupadas por monocultivos”, dijo. “Pierden las tierras donde tradicionalmente han plantado sus cultivos para autoconsumo, pierden los bosques donde tradicionalmente cazan y recolectan plantas medicinales”.

Sin embargo, los efectos en estas comunidades no son solo ambientales. Pérez explicó que los roles de género tradicionales dictan que cuando el bosque desaparece y se establecen las plantaciones, los hombres y mujeres indígenas sufren de diferentes maneras. En general, los efectos son más graves para las mujeres.

“For example, women in Africa, Asia and Latin America are responsible for food production, they do the farming,” Perez said. “They are also responsible for collecting medicinal plants and herbs from the forests, and also for water collection. If the forest is destroyed, women will see their workload increased, as they will have to walk greater distances to access the forest’s water source and obtain what they need.”

When these communities can no longer sustain themselves through agricultural pursuits, they need to find ways to feed their families, she said. In these situations, women will sometimes work for the plantations, earning meager salaries that barely cover their families’ needs.

“Women work on the plantations, often with their children, isolated from their community, exposed to herbicides, pesticides and sexual abuse,” IEN’s McManama said. “These women and children, unprotected now, are often abused.”

Meanwhile, when men are unable to hunt and fish, they can’t support their families the way they’ve done for generations, McManama said, adding that they often leave in search of work.

These forests — particularly in South America — are supposed to be preserved for carbon sequestration, McManama said.

“Always, these people are evicted from their lands,” she said. “They end up in horrible shanty towns. Developed countries continue using industry because they bought their carbon credits. It has accelerated beyond imagination. The eucalyptus leaves are poisonous and fall to the ground. Nothing else lives when poison is in the ground.”

Jay Burney, media coordinator for STOP GE Trees, said there’s a dichotomy between what’s good for humans and what’s good for business.

“Humans do not want this,” Burney told MintPress. “Business does. It’s pushed as a renewable energy but there are a lot of holes in it. It’s not a real solution. It’s ecocide. Plantations mean clear cutting, which means displacing people. It’s a total land grab.”


Reverse engineering reveals pine tree’s chemical production — worth billions

By Eric Sorensen, WSU News

Washington State University researchers have reverse engineered the way a pine tree produces a resin, which could serve as an environmentally friendly alternative to a range of fossil‑fuel based products worth billions of dollars.

Mark Lange and colleagues in the Institute for Biological Chemistry literally dissected the machinery by which loblolly pine produces oleoresin.

Before the arrival of petroleum-derived alternatives in the 1960s, the sticky, fragrant oil‑resin mixture was central to the naval stores industry and products ranging from paint and varnish to shoe polish and linoleum.

Meanwhile, the international demand for oleoresins has risen. Naturally occurring oleoresins ― from sources like loblolly pine ― are often preferred. A 2016 analysis by Grand View Research predicted that global sales of oleoresin will approach $1.7 billion by 2022.

The Lange lab’s discovery of how it is made “could inspire new engineering approaches for the production of renewable, green chemicals,” says Dutch biologist Harro Bouwmeester in a commentary accompanying Lange’s research in the Journal of Experimental Botany.

As natural factories go, said Lange, plants are industry leaders. Humans, he said, produce roughly 3,000 metabolites, the small molecules that occur in human metabolism.

“Plants make hundreds of thousands,” he said, “and most of what’s out there in terms of chemical diversity is probably unknown. It would probably be in the millions. One of the questions is: Why do plants do that?”

Historic photo of man chipping a loblolly pine tree in Florida, circa 1910-20. Workers would cut away large chunks of bark from tree trunks, causing the flow of oleoresin, which was collected in pans placed below.

In the case of the loblolly pine, oleoresin is a critical defense against insects and pathogens. While an animal can run from an attacker, a plant has to stand and fight. To do this, the pine produces oleoresins so toxic that the plant has to store them in specialized structures, called resin ducts, to keep from poisoning itself.

To see how oleoresin is made, Lange concentrated on cells around the ducts, cutting them out with a laser-equipped microscope.

“Essentially what you do is draw around the area that you want to cut out and then the laser follows what you’ve been drawing and blasts it off,” Lange said.

Fittingly, Lange did this in WSU’s Franceschi Microscopy and Imaging Center, whose namesake, the late Vincent R. Franceschi, also studied resin ducts and their role in defending a conifer from pests.

Lange compared cells near the resin ducts with cells further away, looking for the expression of genes that would trigger oleoresin production.

Using the amplified genes from several thousand cells, Lange and his colleagues identified genetic sequences known to produce certain enzymes and matched them to reactions that could lead to the creation of oleoresin.

“We are trying to understand the biochemical reactions that lead from a simple imported carbon source to a complex mixture of oleoresin and products,” Lange said. “That’s the factory.”

A more efficient and less damaging method for extracting oleoresins, known as borehole tapping, has been developed by the University of Florida. See video at borehole tapping method .

With a better knowledge of the reactions, and their genetic underpinnings, researchers can screen trees for genes that make them better producers of the resin. Or they could replicate the resin-producing metabolic pathway in other organisms.

“That could be an E. coli or a yeast, something of that kind, and then you can make specific chemicals from there,” said Lange.

“Ultimately,” said Bouwmeester in his commentary, “this could result in robust pine tree genotypes that can compete with classical oil‑based chemistry for the production of green chemicals through forest plantations.”


Brazilian transgenic eucalyptus trees that produce more wood target of global activists

Brazilian eucalyptus trees Credit: Jan Weyer

Viewed from above, Brazil’s orderly eucalyptus plantations offer a stark contrast to the hurly-burly of surrounding native forests. The trees, lined up like regiments of soldiers on 3.5 million hectares around the country, have been bred over decades to grow quickly.

On September 4, a public hearing will consider bringing an even more vigorous recruit into the ranks: genetically engineered eucalyptus that produces around 20 percent more wood than conventional trees and is ready for harvest in five and a half years instead of seven. Brazilian regulators are evaluating the trees for commercial release a decision could come as early as the end of this year.

Researchers, businesses and activists are watching closely. Eucalyptus (Eucalipto spp.) — native to Australia — is grown on about 20 million hectares throughout the tropics and subtropics, and approval of the genetically engineered trees in Brazil could encourage their adoption elsewhere.

“It would have ripple effects worldwide,” says Zander Myburg, who studies the genetics of forest trees at the University of Pretoria in South Africa. “Everybody will pay attention.”

So far, no genetically modified tree from a major commercial species has been deployed on a large scale. The ubiquity of eucalyptus makes Brazil’s decision on the modified trees a special concern to environmental activists who oppose the use of genetically modified crops.

“They have become the target of very intensive and emotionally charged debate particularly among the NGOs and nature constituencies,” says Walter Kollert, a forestry officer with the Food and Agriculture Organization of the United Nations in Rome.

Read full original article: Brazil considers transgenic trees


Ver el vídeo: LA GENTE SE REÍA PORQUE PLANTABA ÁRBOLES EN EL DESIERTO, Y ESTO ES LO PASO DESPUES.. (Enero 2022).