La plaga de la oruga Helicoverpa zea (también conocido como gusano del algodón y gusano del maíz) ha desarrollado resistencia a cuatro proteínas Bt producidas por cultivos biotecnológicos. Crédito:Alex Yelich / Universidad de Arizona
En 2016, los agricultores de todo el mundo plantaron más de 240 millones de acres (98 millones de hectáreas) de maíz modificado genéticamente, algodón y soja que producen proteínas que matan insectos a partir de la bacteria Bacillus thuringiensis, o Bt. Estas proteínas Bt matan algunas plagas voraces de orugas y escarabajos, pero son inofensivos para las personas y se consideran respetuosos con el medio ambiente. Si bien los agricultores orgánicos han utilizado con éxito proteínas Bt en aerosoles durante más de medio siglo, algunos científicos temían que el uso generalizado de proteínas Bt en cultivos modificados genéticamente estimularía la rápida evolución de la resistencia en las plagas.
Investigadores de la Universidad de Arizona en Tucson, Arizona ha hecho un balance para abordar esta preocupación y descubrir por qué las plagas se adaptaron rápidamente en algunos casos pero no en otros. Para probar las predicciones sobre la resistencia, Bruce Tabashnik e Yves Carriere, de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, analizaron los datos globales sobre el uso de cultivos Bt y las respuestas a las plagas. Sus resultados se publican en el número actual de la revista. Biotecnología de la naturaleza .
"Cuando los cultivos Bt se introdujeron por primera vez en 1996, nadie sabía qué tan rápido se adaptarían las plagas, "dijo Tabashnik, Profesor Regents y responsable del Departamento de Entomología de la UA. "Ahora tenemos un total acumulado de más de 2 mil millones de acres de estos cultivos plantados durante las últimas dos décadas y extensos datos de monitoreo, para que podamos desarrollar una comprensión científica de la rapidez con la que las plagas desarrollan resistencia y por qué ".
Los investigadores analizaron los datos publicados de 36 casos que representan respuestas de 15 especies de plagas en 10 países de todos los continentes excepto la Antártida. Descubrieron una resistencia que redujo sustancialmente la eficacia de los cultivos Bt en el campo en 16 casos a partir de 2016, en comparación con sólo tres de esos casos en 2005. En estos 16 casos, las plagas desarrollaron resistencia en un tiempo promedio de poco más de cinco años.
"Un lado positivo es que en otros 17 casos, las plagas no han desarrollado resistencia a los cultivos Bt, "Tabashnik dijo, agregando que algunos cultivos continúan siendo efectivos después de 20 años. Los tres casos restantes se clasifican como "alerta temprana de resistencia, "donde la resistencia es estadísticamente significativa, pero no lo suficientemente grave como para tener consecuencias prácticas.
Fred Gould, Profesor distinguido de entomología en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y líder del estudio de la Academia Nacional de Ciencias de 2016 sobre cultivos transgénicos, comentó, "Este documento nos proporciona una fuerte evidencia de que la estrategia de alta dosis / refugio para retrasar la resistencia a los cultivos Bt realmente está funcionando. Esta será información de importancia crítica a medida que se diseñen más cultivos para producir toxinas Bt".
Según el periódico, tanto los mejores como los peores resultados apoyan las predicciones de los principios evolutivos.
"Como se esperaba de la teoría de la evolución, Los factores que favorecieron la eficacia sostenida de los cultivos Bt fueron la herencia recesiva de resistencia a las plagas y los refugios abundantes, "Dijo Carriere.
Los refugios consisten en estándar, Plantas no Bt que las plagas pueden comer sin exposición a toxinas Bt. La plantación de refugios cerca de cultivos Bt reduce las posibilidades de que dos insectos resistentes se apareen entre sí, por lo que es más probable que se reproduzcan con una pareja susceptible. Con herencia recesiva, los apareamientos entre un progenitor resistente y un progenitor susceptible producen descendientes que son asesinados por el cultivo Bt.
"Los modelos informáticos mostraron que los refugios deberían ser especialmente buenos para retrasar la resistencia cuando la herencia de la resistencia en la plaga es recesiva, Carriere explicó. El valor de los refugios ha sido controvertido, y la Agencia de Protección Ambiental ha relajado sus requisitos para plantar refugios en los EE. UU.
El gusano rosado de la cápsula una plaga voraz de orugas, desarrolló rápidamente resistencia a dos proteínas Bt producidas por el algodón biotecnológico en la India, pero sigue siendo suprimido en Arizona después de más de 20 años. Crédito:Alex Yelich / Universidad de Arizona.
"Quizás la evidencia más convincente de que los refugios funcionan proviene del gusano rosado de la cápsula, que desarrolló rápidamente una resistencia al algodón Bt en la India, pero no en los EE. UU., "Dijo Tabashnik.
En el suroeste de EE. UU., los agricultores colaboraron con la academia, industria, Científicos de la EPA, y el Departamento de Agricultura de EE. UU. para implementar una estrategia de refugio eficaz. Aunque la India también requería una estrategia de refugio, el cumplimiento de los agricultores fue bajo.
"Misma plaga, misma cosecha, mismas proteínas Bt, pero resultados muy diferentes, "dijo Tabashnik.
El nuevo estudio reveló que la resistencia a las plagas de los cultivos Bt está evolucionando más rápido ahora que antes, principalmente porque la resistencia a algunas proteínas Bt causa resistencia cruzada a proteínas Bt relacionadas producidas por cultivos introducidos posteriormente.
Un desarrollo alentador es la reciente comercialización de cultivos biotecnológicos que producen un nuevo tipo de proteína Bt llamada proteína insecticida vegetativa. o Vip. Todas las demás proteínas Bt en cultivos modificados genéticamente pertenecen a otro grupo, llamado cristalino, o llorar proteínas. Debido a que estos dos grupos de proteínas Bt son tan diferentes, la resistencia cruzada entre ellos es baja o nula, según los autores del estudio.
Yidong Wu, Profesor distinguido en la Facultad de Protección Vegetal de la Universidad Agrícola de Nanjing en China, dijo, "Esta revisión proporciona una actualización oportuna sobre el estado global de la resistencia a los cultivos Bt y conocimientos únicos que ayudarán a mejorar las estrategias de gestión de la resistencia para un uso más sostenible de los cultivos Bt".
Aunque el nuevo informe es la evaluación más completa de la resistencia a las plagas de los cultivos Bt hasta ahora, Tabashnik indicó que representa solo el comienzo del uso de análisis de datos sistemáticos para mejorar la comprensión y el manejo de la resistencia.
"Estas plantas han sido muy útiles, y la resistencia generalmente ha evolucionado más lento de lo que la mayoría de la gente esperaba, ", dijo." Veo estos cultivos como una parte cada vez más importante del futuro de la agricultura. El progreso realizado proporciona motivación para recopilar más datos e incorporarlos en la planificación de futuros despliegues de cultivos ".
"También comenzamos a intercambiar ideas e información con científicos que enfrentan desafíos relacionados, como la resistencia a los herbicidas en las malezas y la resistencia a los medicamentos en las células cancerosas, "Dijo Tabashnik.
Pero, ¿podrán los agricultores alguna vez prevenir la resistencia por completo? Tabashnik no lo cree así.
"Siempre esperamos que las plagas se adapten. Sin embargo, si podemos retrasar la resistencia de unos años a unas décadas, eso es una gran victoria ".