Revista de Ciecircncia ElementarVolume 2 | Nuacutemero 1

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Jorge M Canhoto

Cultura de plantas geneticamente modificadas20 anos e 170 milhotildees de hectares depois

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Completam-se este ano as duas primeiras deacutecadas desde a comercializaccedilatildeo das primeiras plantas geneticamente modificadas (PGMs) Foi em 1994 que depois de obter autorizaccedilatildeo pelas entidades reguladoras dos Estados Unidos da Ameacuterica a empresa Calgene lanccedilou no mercado a primeira variedade de PGMs um tomateiro designada Flavr-SavrTM e que tinha como caracteriacutestica principal um atraso na maturaccedilatildeo dos frutos permitindo assim alargar o periacuteodo de colheita No entanto tudo comeccedilou alguns anos antes quando em 1983 quatro grupos de investigaccedilatildeo independentes mostraram que era possiacutevel manipular o genoma das ceacutelulas vegetais da planta do tabaco e de petuacutenia introduzindo genes de outros organismos que conferiam agraves plantas novas capacidades Nasciam assim as primeiras plantas modificadas por teacutecnicas de biologia molecular uma metodologia que jaacute vinha sendo aplicada agrave manipulaccedilatildeo de microrganismos

A modificaccedilatildeo geneacutetica de plantas eacute praticada desde haacute milhares de anos provavelmente desde o iniacutecio das praacuteticas agriacutecolas que segundo dados bioloacutegicos e arqueoloacutegicos ter-se-atildeo iniciado haacute cerca de 10000 anos numa regiatildeo denominada Crescente Feacutertil que engloba os vales do rio Tigre e Eufrates

Desde esses tempos ateacute agrave actualidade tem-se assistido a uma alteraccedilatildeo profunda das plantas em particular daquelas que satildeo mais utilizadas na agricultura aquilo a que Darwin chamou selecccedilatildeo artificial No entanto ateacute meados dos anos 80 a modificaccedilatildeo geneacutetica das plantas ocorreu sem que se verificasse uma manipulaccedilatildeo directa do DNA O conceito eacute simples e baseia-se no cruzamento entre duas plantas e ulterior selecccedilatildeo das caracteriacutesticas mais interessantes Ateacute ao conhecimento dos princiacutepios baacutesicos da hereditariedade revelados por Mendel em meados dos anos 60 do seacuteculo XIX e depois consolidados por vaacuterios cientistas esta praacutetica era puramente empiacuterica Com a descoberta das leis da hereditariedade tornou-se possiacutevel realizar programas de melhoramento com base na geneacutetica o que permitiu aplicar as teacutecnicas convencionais de cruzamento e selecccedilatildeo de acordo com princiacutepios cientiacuteficos bem definidos Deve referir-se que estas teacutecnicas satildeo ainda hoje a principal metodologia para a obtenccedilatildeo de novas variedades e transferecircncia de genes entre plantas que todos os anos satildeo produzidas em grande nuacutemero por empresas ou por institutos de investigaccedilatildeo

A necessidade de produccedilatildeo de plantas com novas caracteriacutesticas natildeo eacute um capricho dos melhoradores As novas variedades satildeo necessaacuterias porque as necessidades e os gostos dos consumidores vatildeo evoluindo Quem haacute 50 anos atraacutes estaria interessado em plantas com elevados teores de anti-oxidantes Ou quem pensaria em rosas azuis No entanto a principal razatildeo para a obtenccedilatildeo de plantas com novas caracteriacutesticas reside na necessidade de aumentar a produccedilatildeo Os dados satildeo muito claros Em 2050 estima-se que a populaccedilatildeo do planeta atinja os 9 mil milhotildees de habitantes cerca de mais 2 mil milhotildees do que a populaccedilatildeo actual Para aleacutem disso a esperanccedila meacutedia de vida tem vindo a aumentar e nos paiacuteses mais populosos como a China e a Iacutendia tende a aproximar-se dos valores dos paiacuteses ocidentais Por outro lado a terra disponiacutevel para as praacuteticas agriacutecolas eacute cada vez mais reduzida devido agrave erosatildeo dos solos actividades antropogeacutenicas e aumento da salinidade Esta situaccedilatildeo significa que vai ser necessaacuterio produzir cada vez mais em menos aacuterea Para que isso se verifique eacute necessaacuterio ter variedades cada vez mais produtivas quer atraveacutes de alteraccedilatildeo de caracteriacutesticas relacionadas com a proacutepria produccedilatildeo (eg aumento do tamanho da semente niacuteveis mais elevados de nutrienteshellip) quer com a resistecircncia a factores bioacuteticos e abioacuteticos que todos os anos causam perdas consideraacuteveis nas culturas com o consequente prejuiacutezo para os agricultores e os inuacutemeros efeitos nefastos em termos ambientais

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As teacutecnicas convencionais de melhoramento geneacutetico tecircm algumas limitaccedilotildees Como se baseiam em cruzamentos estes soacute podem ser realizados entre espeacutecies filogeneticamente muito proacuteximas Como exemplo pode referir-se o triticale uma nova espeacutecie de cereal hiacutebrido criado artificialmente e que resulta do cruzamento entre o trigo (Triticum aestivum) e o centeio (Secale cereale) No entanto eacute impossiacutevel obter descendentes viaacuteveis entre por exemplo um sobreiro e uma couve ou mesmo entre um tomateiro e uma alface As barreiras de incompatibilidade impedem estes tipos de cruzamentos e em consequecircncia disso a transferecircncia de genes entre espeacutecies distantes do ponto de vista evolutivo natildeo pode ser realizada

O surgimento de teacutecnicas de biologia molecular para isolamento caracterizaccedilatildeo e transferecircncia de genes permitiu ultrapassar o problema das barreiras de incompatibilidade e facilitar a transferecircncia de genes entre espeacutecies filogeneticamente distantes Esta situaccedilatildeo verifica-se porque a moleacutecula da hereditariedade eacute a mesma em todos os organismos e porque os mecanismos de controlo da expressatildeo de genes satildeo tambeacutem semelhantes nos diferentes organismos Torna-se assim possiacutevel transferir genes entre organismos tatildeo diferentes como uma bacteacuteria e uma planta Outra vantagem desta metodologia eacute que se pode introduzir no organismo alvo apenas o gene de interesse situaccedilatildeo que natildeo se verifica nos casos de cruzamentos em que para aleacutem do gene desejado podem ser transferidos outros menos interessantes

No caso das plantas a transferecircncia de genes eacute normalmente feita utilizando uma bacteacuteria (Agrobacterium tumefaciens) que em condiccedilotildees naturais infecta algumas espeacutecies e causa o aparecimento de uma doenccedila chamada galha-do-colo A doenccedila caracteriza-se pelo aparecimento de um tumor na zona entre o caule e a raiz (colo da planta) e que resulta da transferecircncia de um segmento de DNA da bacteacuteria para as ceacutelulas vegetais Trata-se de um mecanismo de transferecircncia horizontal de genes que os cientistas aproveitaram para transferir para as plantas genes de interesse Tendo em consideraccedilatildeo este potencial da bacteacuteria os cientistas conseguem isolar os oncogenes responsaacuteveis pelo tumor e substituiacute-los por genes que interessa transferir para as plantas de forma a conferir-lhes novas caracteriacutesticas Uma vez as bacteacuterias manipuladas e o gene de interesse introduzido num plasmiacutedeo bacteriano procede-se agrave infecccedilatildeo em condiccedilotildees laboratoriais seguida de uma selecccedilatildeo das ceacutelulas geneticamente transformadas e subsequente regeneraccedilatildeo in vitro de plantas No entanto algumas espeacutecies natildeo satildeo susceptiacuteveis agrave infecccedilatildeo por A tumefaciens como acontece com os cereais Nestas espeacutecies satildeo vulgarmente usados meacutetodos alternativos de transferecircncia de genes como acontece com a chamada bioliacutestica em que os tecidos vegetais satildeo bombardeados com micropartiacuteculas revestidas com o DNA que se quer transferir

Esta tecnologia veio revolucionar a forma como se podem modificar as plantas e permitiu a obtenccedilatildeo de variedades que natildeo seria possiacutevel conseguir pelos meacutetodos convencionais de melhoramento Existem actualmente milhares de publicaccedilotildees em que estaacute descrita a transformaccedilatildeo geneacutetica das mais variadas espeacutecies Eacute claro que aquelas onde os ensaios incidem em maior nuacutemero satildeo as mais importantes sob o ponto de vista alimentar ou industrial Muitas destas novas variedades estatildeo em fase de experimentaccedilatildeo ou aguardam autorizaccedilatildeo para serem cultivadas e chegarem aos mercados Desde 1994 a aacuterea global de cultura com PGMs tem vindo consistentemente a aumentar atingindo em 2012 (uacuteltimo ano com dados conhecidos) um valor proacuteximo dos 170 milhotildees de hectares (figura 1) estimando-se que em 2013 o valor tenha chegado aos 190 milhotildees De referir o facto de em 2012 a produccedilatildeo em paiacuteses em desenvolvimento ter pela primeira vez ultrapassado a produccedilatildeo dos paiacuteses mais industrializados Para se ter uma ideia este valor representa uma aacuterea equivalente agrave de um paiacutes como a Liacutebia De acordo com dados da ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications wwwisaaaorg) em 2012 cerca de 175 milhotildees de agricultores em 28 paiacuteses (Portugal incluiacutedo) cultivaram plantas PGMs sem que um uacutenico problema ambiental ou de sauacutede puacuteblica tenha ocorrido

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Milhotildees de ha

Ano

180

160

140

120

100

80

60

40

20

096 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

Total

Paiacuteses industrializados

Paiacuteses em desenvolvimento

Figura 1 - Evoluccedilatildeo da aacuterea de cultura com PGMs desde 1996 ateacute 2012Adaptado de Clive James 2012 (ISAAA www isaaaorg)

As culturas de PGMs tecircm incidido em quatro espeacutecies a saber a soja o milho o algodoeiro e a canola uma variedade de Brassica napus utilizada para a produccedilatildeo de um oacuteleo industrial Destas quatro espeacutecies as maiores aacutereas de cultura satildeo de milho e soja correspondentes a mais de dois terccedilos da aacuterea total cultivada com PGMs Em termos de caracteriacutesticas as PGMs actualmente cultivadas pertencem a dois grandes grupos que se caracterizam pela resistecircncia a insectos ou a herbicidas Algumas variedades apresentam quer resistecircncia a herbicidas quer a insectos Como referido muitas outras variedades aguardam autorizaccedilatildeo sendo a mais conhecida em termos mediaacuteticos o arroz dourado Neste caso trata-se de um projecto humanitaacuterio (wwwgoldenriceorg) que visa disponibilizar agraves populaccedilotildees de alguns paiacuteses orientais em que a dieta alimentar eacute excessivamente dependente do arroz uma variedade enriquecida em βndashcaroteno (proacute-vitamina A) que devido agrave tonalidade amarelada do gratildeo foi designada arroz dourado A carecircncia em vitamina A afecta mihotildees de pessoas causando graves problemas de cegueira e em casos extremos pode causar a morte em particular entre crianccedilas

Em Portugal agrave semelhanccedila de outros paiacuteses europeus e contrastando com o que se passa na Ameacuterica (Argentina Brasil EUA) e em paiacuteses orientais a aacuterea de cultura de PGMs eacute ainda muito limitada A esta situaccedilatildeo natildeo eacute estranha a apertada regulaccedilatildeo que controla a cultura e comercializaccedilatildeo de variedades de PGMs no espaccedilo europeu A consequecircncia desta legislaccedilatildeo absurda eacute uma acentuada diminuiccedilatildeo dos investimentos nesta aacuterea por parte das empresas do sector agro-alimentar devido aos elevados custos resultantes dos inuacutemeros testes que as empresas satildeo obrigadas a realizar Por outro lado os laboratoacuterios puacuteblicos de institutos de investigaccedilatildeo e de universidades estatildeo tambeacutem financeiramente limitados pelo mesmo tipo de custos Este contexto tem levado a que a Europa se torne cada vez menos competitiva em comparaccedilatildeo com os seus parceiros comerciais em particular os Estados Unidos da Ameacuterica e a China A manter-se esta situaccedilatildeo e em resultado do novo acordo de comeacutercio mundial que iraacute regular as trocas comerciais perspectiva-se num futuro proacuteximo a entrada no espaccedilo europeu de variedades geneticamente modificadas provenientes de outros paiacuteses e um acelerar da deslocalizaccedilatildeo das empresas do sector-agroalimentar para outros locais

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Apesar destas limitaccedilotildees e de acordo com dados da ISAAA e do CIB (Centro de Informaccedilatildeo de Biotecnologia wwwcibptorg) existem vaacuterios agricultores em Portugal a apostar neste tipo de culturas em particular de milho nas regiotildees do Alentejo Centro e Lisboa e Vale do Tejo Trata-se do chamado milho Bt resistente agrave broca-do-milho (figura 2) uma larva de insecto que causa perdas acentuadas nas culturas Este milho tem incorporado no genoma um gene de uma bacteacuteria chamada Bacillus thuringiensis que codifica uma toxina capaz de matar as larvas de alguns insectos De acordo com informaccedilotildees recolhidas junto dos agricultores estas variedades permitem um aumento de produccedilatildeo entre 1 e 13 toneladas por ha dependendo da zona do paiacutes e da taxa de incidecircncia da praga

A transformaccedilatildeo geneacutetica de plantas eacute apenas mais uma teacutecnica que os melhoradores tecircm ao seu dispocircr Natildeo veio substituir as teacutecnicas convencionais de melhoramento mas sim complementaacute-las e potenciar a criaccedilatildeo de variedades ateacute aqui impossiacuteveis de obter Apesar do sucesso desta tecnologia muitos continuam a ver fantasmas Quando esses luditas do seacuteculo XXI satildeo soacute pseudoecologistas com uma agenda poliacutetica bem definida o problema natildeo eacute muito grave Mais difiacutecil de compreender eacute a dificuldade dos governantes em adoptar para as plantas geneticamente modificadas uma legislaccedilatildeo que as coloque em peacute de igualdade com as plantas obtidas por outros meacutetodos centrando o controlo no produto final e natildeo na tecnologia utilizada na sua obtenccedilatildeo

Para aqueles que ainda desconfiam das plantas geneticamente modificadas e que consideram que o seu consumo pode causar prejuiacutezos para a sauacutede fica esta frase de G Bernard Shaw ldquostatistics show that of those who contract the habit of eating very few surviverdquo

Jorge M CanhotoCentro de Ecologia Funcional

Departamento de Ciecircncias da VidaFaculdade de Ciecircncias e Tecnologia

da Universidade de Coimbra

A

B

Figura 2 - Espigas de milho A ndash Espiga de uma planta sensiacutevel agrave bro-ca-do-milho onde se pode observar uma larva (seta) do insecto causador da praga B ndash Espiga de milho Bt resistente agrave mesma praga Fotos gentilmente cedidas pelo Eng Joatildeo Grilo agricultor que semeia milho geneticamente

modificado na regiatildeo do Baixo-Mondego