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Información para Productores y Semilleros

 
 

SEEDnews - La revista internacional de semillas

El aporte del mejoramiento vegetal para la agricultura

 

Marcel Bruins
Resumen de la conferencia expuesta en la 2ª Conferencia Mundial de Semillas - Roma


De un modo general, el mejoramiento vegetal puede ser considerado como promotor de cambios genéticos benéficos para la humanidad. Más específicamente, es la generación de nuevas variedades a través de la generación de diversidad genética por la recombinación de los diversos genes existentes con la ayuda de técnicas y tecnologías especiales.


El mejoramiento de plantas, por lo que se sabe, comenzó hace 9.000 – 11.000 años cuando el hombre domesticó plantas “salvajes”. Por el proceso de tentativa y error, las plantas con caracteres deseables eran seleccionadas – proceso frecuentemente tratado como domesticación – obteniendo las más apropiadas para la agricultura. En un tiempo relativamente corto de algunos miles de años, la mayoría de los cereales, legumbres y raíces fueron domesticados. Ellos fueron los alimentos de los que dependía la humanidad como fuente de calorías y proteínas.

Actualmente, el mejoramiento de plantas utiliza técnicas desde la simple selección hasta complejos métodos moleculares para integrar caracteres deseables en variedades existentes que la alimentación humana necesita. A pesar de ser promovido por el sector público y privado, el mejoramiento vegetal es una actividad que requiere habilidades e inversiones financieras para soportar el largo y riesgoso proceso de investigación y generación del producto.

Los mejoradores de plantas trabajan con todo tipo de especies y, para generar variabilidad genética, se involucran con otros profesionales en las colecciones de germoplasma alrededor del mundo. Ellos preservan, avalan y distribuyen el germoplasma a los interesados en el trabajo con las especies. Los productos del mejoramiento de plantas se pueden encontrar en cualquier lugar del mundo civilizado bajo la forma de nuevas variedades para su uso por los agricultores.

Los mejoradores generan nuevas variedades con mayor productividad, precocidad, mejor adaptación, mayor calidad y mayor resistencia a plagas, insectos y estrés ambientales, solamente para conseguir algunas características de adaptación en beneficio de la humanidad. Es sobre todo el mejorador vegetal quien interactúa con otros investigadores agrícolas y extensionistas, habiendo contribuido así con la abundancia en la alimentación, mejorando la salud y la nutrición y la belleza de los paisajes. La agricultura puede ser considerada la precursora de la civilización y, de la misma manera, el mejorador vegetal puede ser considerado el fundador de la agricultura.

La industria semillera

Las mejoras en el sector, hasta hace poco tiempo, se hacían con las manos de los agricultores. Darwin y Mendel, al final del siglo XIX, plantearon el marco del mejoramiento vegetal moderno. Durante el siglo XX surgieron los conocimientos en genética, patología vegetal y entomología, donde los mejoradores realizaron enormes contribuciones para aumentar la producción de alimentos por todo el mundo.

Las primeras asociaciones nacionales de semillas fueron la Asociación Americana de Comercio de Semillas (1883), la Asociación Holandesa de Semillas (1909), la Asociación Polaca de Semillas (1919), la Asociación Italiana de Semillas (1921), la Asociación Canadiense de Comercio de Semillas (1923), la Asociación Brasileña de Semillas y Plantines (1970), nombrando solamente algunas.

A partir de 1900, la industria semillera entró en un período de transición y modernización. El sector de semillas en los sectores público y privado continuó creciendo, y la ciencia y el comercio continuaron expandiéndose. En las primeras décadas de este siglo los comercializadores de semillas sintieron la clara necesidad de establecer reglas para armonizar las negociaciones, lo que llevó al establecimiento de la Federación Internacional de Semillas (IFS) en 1924. El deseo de proteger los frutos del trabajo llevó a los mejoradores a formar en 1938 la Asociación de Mejoradores Vegetales.

Al final de las décadas de 1960 y de 1970, en los países desarrollados, la primera ola de consolidación de la industria semillera se hizo evidente con las empresas químicas y aceiteras que comenzaron a adquirir empresas semilleras. Durante la década de 1980, la biotecnología se daba principalmente bajo la forma de marcadores asistidos de selección del ADN y la ingeniería genética se usaba más por las empresas semilleras. La segunda ola de consolidación tuvo lugar en la década de 1990 con el establecimiento de lo que actualmente se denomina la “ciencia de la vida”. Ello merece destacarse, pues de esas consolidaciones surgieron también muchas pequeñas y medianas empresas de mejoramiento.

Por el lado de la reglamentación es muy importante mencionar las revisiones de la UPOV (Unión Internacional para la Protección de Nuevas Variedades Vegetales) en 1991, que introdujeron , entre otros, el concepto de Variedad Esencialmente Derivada (EDV); la entrada en vigor de la Convención de la Diversidad Biológica, en 1993; la firma del tratado de los Aspectos Relacionados a los Negocios de Derechos de Propiedad Intelectual en 1994; y el establecimiento de la Organización Mundial de Negocios (sustituyendo al GATT), en 1995. En el 2000 se logró el tratado Protocolo de Bioseguridad de Cartagena, que entró en vigencia en el 2003. Y, por último, pero no por ello menos importante y de particular interés para las industrias semilleras, el Tratado Internacional de Investigaciones Genéticas en Plantas para Alimentos y Agricultura, que fue concluido en el 2001 y entró en vigencia en el 2004.

La industria semillera, hoy

La industria semillera en la actualidad se caracteriza por los siguientes logros:

Aumento del mercado mundial de semillas

El mercado global de semillas aumentó en cerca de 20 billones de dólares americanos por año (1985), estimándose actualmente en 37 billones de dólares. Este aumento de volumen fue originado principalmente por los siguientes factores:

• Desarrollo de híbridos
El primer híbrido que surgió en el mercado fue el de maíz en la década de 1920. Por otros medios de lanzamiento comercial, las variedades híbridas comenzaron a mediados de la década de 1950, con sorgo en 1955, betarraga azucarera en 1962, arroz en 1973, centeno en 1984, canola en 1985 y alfalfa en 1998. El primer algodón híbrido y los demás aparecieron en el mercado en la década de 1970.

Los híbridos ofrecen grandes ventajas a los agricultores. Detrás del efecto de la heterosis o vigor híbrido, esas variedades presentan un desempeño superior a su mejor línea parental, y además, los híbridos son también altamente uniformes. Otra de sus particularidades es que no pueden utilizarse como ‘semilla propia’ sin modificar las características genéticas de la variedad.

• Aumento del uso del tratamiento de semillas
La más antigua prueba conocida de tratamiento de semillas data de hace más de 4.000 años. Caldo de cebolla o ciprés era usado en semillas en Egipto, Grecia y en regiones del Imperio Romano, aproximadamente en el 2.000 AC. Tratamientos con agua salada se utilizaban desde la mitad del 1.600, y el primer producto a base de cobre fue introducido a mediados de 1.700. El primer producto fungicida sistémico surgió en 1968. Usando tratamientos de semillas de forma eficiente, se redujo el contacto de los productos directamente con el suelo, consiguiendo reducir también la cantidad de producto aplicado por superficie para tener la misma cobertura y eficiencia.

• Desarrollo de variedades biotecnológicas
La biotecnología ha demostrado incrementos en la productividad. El algodón Bt produce un 10% más en China, y en la India un 31% más. El aumento de productividad en variedades de maíz Bt en África del Sur está por encima del promedio de 11% y el aumento de productividad de Canola Bt en Canadá está en un 10%.

La biotecnología tiene además la meta de reducir el uso de insecticidas, y solamente en la India y en la China, se estima que este cambio implicará un incremento en la productividad de más del 50%.

El valor del mercado de semillas con biotecnología aumentó de 115 millones de dólares americanos en 1996 a más de 7,5 billones de dólares en 2008.

• Generación de nuevos mercados
En muchos países, el mercado doméstico de semillas ha sufrido un vigoroso crecimiento. Por ejemplo, la China ha aumentado su mercado doméstico de 550 millones de dólares en 1979, hasta aproximadamente cuatro billones en 2008, aumentando en siete veces. La FIS estima mostrar otro crecimiento notable en países como Argentina (4,5x), Turquía (4,1x), India (4x) y Brasil (3,9x).

Creciente comercialización internacional de semillas

Los negocios internacionales de semillas crecieron desde los pequeños – menores a un billón de dólares americanos en 1970 – hasta aproximadamente 6,4 billones de dólares en 2007. Más y más semillas están siendo transportadas por las fronteras y los principales factores causantes de este aumento son:

• El costo con el transporte se volvió más rápido y barato, permitiendo obtener ventajas favoreciendo zonas climáticas, como el Este Africano plano y el Estado de Idaho, para el frejol, o las planicies altas de América Central y América del Sur, para flores. 

De ese modo, el desarrollo de variedades híbridas fue promovido y más semillas se están transportando a través de las fronteras. La producción de semillas de híbridos necesita condiciones específicas, tanto en términos de habilitación en laboratorios como en las condiciones agroclimáticas. Por ejemplo, la floración en tiempo diferenciado entre plantas de maíz macho y hembra para la producción del híbrido requiere condiciones climáticas específicas; la producción de híbridos vegetales requiere habilidades en laboratorio con costos considerables. Sin embargo, la producción de híbridos de maíz en Europa está mejor implantada en Francia, Hungría y Austria, que los híbridos vegetales del Sudeste de África,

• Y finalmente, pero no menos importante, existe una alta velocidad de mejoramiento y otros procesos comerciales promoviendo la adaptación de especies en otros hemisferios

Crecimiento de las empresas multinacionales

Durante las últimas dos décadas se produjo una significativa concentración de las empresas semilleras, principalmente en los países desarrollados. De acuerdo con los cálculos hechos por la FIS, en 1985 las 10 mayores compañías de semillas detentaban cerca del 12% del mercado, el mismo que se incrementó hasta casi el 40% en 2007. Los factores más importantes que impulsaron esa concentración son:

• Los incrementos de tecnologías sofisticadas usadas en el mejoramiento vegetal requieren altas inversiones en investigación, desarrollo y producción de semillas y, en contrapartida, requieren una escala económica establecida a través de la fusión;

• El aumento de la necesidad de rapidez causó la pérdida de especificidad de varios pasos en el mejoramiento, y el resultado fue la integración vertical de la industria de semillas. Compañías especializadas solamente en mejoramiento o solamente en producción decidieron integrarse al negocio;

• Sinergias a través de la investigación y desarrollo dividida por múltiples líneas de producción;

• Barreras de entradas generadas por diferentes reglamentaciones.

Las empresas de mejoramiento de plantas invierten un promedio de 10-15% de las utilidades anuales en investigación y desarrollo, En contrapartida, la inversión pública en investigación y enseñanza tuvo un crecimiento más lento desde la crisis del petróleo en 1973, causada por la crisis económica en el mundo oriental, la misma que significó más dificultades para que los estados puedan mantenerse en el mismo ritmo de crecimiento. Esos dos factores combinados contribuyeron al crecimiento diferenciado en porcentajes en cuanto a los gastos en investigación y desarrollo que existen entre el sector público y privado.

En todos los países, cuando las variedades vegetales están protegidas, la UPOV u otro órgano semejante debe estar en funcionamiento. Existen algunos países donde la protección a través de patentes es también posible – la FIS considera ambos sistemas como legítimos. Si un país prevé la adopción de un sistema de protección de variedades de plantas sui generis, la FIS recomienda que este sistema proceda por lo menos, conforme a lo que fue requerido en el ACTA de la Convención de la UPOV de 1991.

En resumen, los miembros de la FIS consideran que la comercialización de variedades protegidas solamente por el derecho de los mejoradores y conteniendo elementos patentados, puede permanecer libremente disponible para otros programas de mejoramiento.

Contribuciones del Mejoramiento Vegetal
Las contribuciones del mejoramiento vegetal han sido numerosas y los mejoradores se han dedicado al aumento de la productividad de las variedades en su resistencia a los estreses bióticos y en la tolerancia a estreses abióticos. Otros factores que fueron cambiados en beneficio de la humanidad son: precocidad, sabor, tamaño, calidad nutricional, firmeza, arquitectura de la planta y costos de producción.

Productividad
Indiscutiblemente, la característica más importante es la productividad. Diferentes estudios, durante muchos años, han mostrado que la productividad tiene un aumento de 1 a 3% por año. A primera vista, uno por ciento por año puede no parecer mucho, pero cuando han transcurrido varios años, ello es ciertamente una contribución significativa. A lo largo de los últimos 30 años, para el trigo bajo riego, la productividad aumentó en un promedio del 1% cada año, lo que puede ser comparado con un aumento promedio de 100Kg/año.

Este aumento de productividad no está restringido solamente a los países desarrollados. Datos de la FAO indican que para los países en desarrollo la productividad del trigo subió el 208%, de 1960 a 2000; la productividad del arroz subió 109%; la productividad del maíz subió 157%; la productividad de la papa subió 78%; y la productividad de la yuca subió en un 36%.

Reducción de costos
Gracias al aumento constante de la productividad a lo largo de los años, los mejoradores han contribuido a la sostenibilidad de la propiedad rural. Por ejemplo, la producción de cereales en la India aumentó en 87 millones de toneladas en 1961, a 200 millones de toneladas en 1992, lo que en tierras arables se mantiene casi constante, llevando al país a aumentar las superficies de producción de cereales.

A nivel global, entre 1950 y 2001, la población creció de 2,5 billones a 5, 5 billones, pero contrariamente, la superficie destinada a la agricultura continuó estable en aproximadamente 1, 4 billones de hectáreas. De ese modo, el desmonte se está reduciendo y las biodiversidades se están manteniendo.

Resistencia al estrés biótico
De acuerdo a los datos de la FAO, la cantidad actual que se pierde a nivel global por los patógenos, se estima en 85 billones de dólares y, debido a insectos, 46 billones de dólares. En consecuencia, no es de sorprender que una cantidad considerable de esfuerzos de creación se direccionen a la generación de variedades resistentes a la presión biótica. Ello implica la resistencia a hongos, bacterias, nemátodos, virus e insectos, entre otros factores. A lo largo de los años, muchos mejoradores lanzaron miles de variedades con tantas o más resistencias. De esa forma, se otorgó a los agricultores la necesaria seguridad de sus cosechas.

Con todas esas resistencias, se presenta una menor necesidad de uso de productos de protección vegetal. Se ha calculado que solamente en el Reino Unido, resistencias a enfermedades economizaron 100 millones de libras británicas por año en productos de protección vegetal.

Sin embargo, debe mencionarse también que aún queda mucho trabajo por hacer. Por ejemplo, variedades completamente resistentes todavía son necesarias para enfermedades causadas por hongos en cereales y leguminosas. En el Brasil, más de medio billón de dólares se gasta anualmente en el control de la roya asiática de la soya.

Tolerancia a la presión abiótica
Noventa millones de personas por año son afectadas por sequías; 106 millones de personas son afectadas por inundaciones, y alrededor de 900 millones de hectáreas de suelo son afectadas por sal. Además, la pérdida global debido a malezas es de 95 preocupantes billones de dólares. De ellos, cerca de 70 billones de dólares se pierden en países en desarrollo. Esa cantidad es equivalente a la pérdida de 380 millones de toneladas de trigo.

De ese modo, los mejoradores también están trabajando en la tolerancia a factores de estrés abiótico, tales como la tolerancia a herbicidas, sequías, inundaciones y sal. En caso de suelos pobres, los agricultores tratan de seleccionar variedades que sean más capaces de absorber los nutrientes necesarios.

Calidad Nutricional
El concepto de calidad nutricional es relativamente nuevo, pero se está volviendo cada vez más importante. Un ejemplo: en aproximadamente un año, más o menos 124 millones de personas en 118 países son afectadas por la deficiencia de Vitamina A, resultando en muertes de uno a dos millones de personas y en alrededor de 500 mil niños que crecen ciegos cada año. El arroz es el principal grano alimenticio para cerca de la mitad de la población mundial y no fue sorpresa que ese grano sea escogido para ser probado con la introducción de niveles de carotinoides. Se generaron variedades de arroz con altos niveles de beta-caróteno, el precursor de la Vitamina A, habiendo sido denominado “Arroz Dorado”.

Es interesante darse cuenta que se renunciaron a cerca de 70 derechos de propiedad intelectual de 32 compañías para posibilitar su comercialización. El lanzamiento en el mercado será en 2011 (www.goldenrice.org).

Calidad del Grano
Los Mejoradores adaptaron granos de las más diversas formas. Algunos ejemplos: col-de-Bruselas híbrida generada con maduración y tamaño uniformes para adaptarla a su cosecha mecánica; variedades monogénicas de betarraga azucarera fueron generadas reduciendo la necesidad de su cosecha manual posibilitando un cultivo totalmente mecanizado; la calidad de malta en la cebada fue mejorada produciendo 2000 litros de cerveza por tonelada en 1950 a 8000 litros de cerveza por tonelada en 2008.

La Revolución Verde
La Revolución Verde, que puede ser caracterizada por el uso combinado de variedades de alta producción, fertilizantes, riego, maquinaria y producción de granos, comenzó en 1945. En los años anteriores, México importaba la mitad de su trigo, mientras que en los años 50 el país se volvió autosuficiente y, una década más tarde, el país era capaz de exportar medio millón de toneladas de trigo.

En 1961, la India estaba presta a enfrentar un período de hambre, pero como resultado de la Revolución Verde, de 1960 a 2006, la producción de trigo en ese país aumentó de 10 millones a 73 millones de toneladas. Ello fue acompañado por un aumento en la superficie productiva de apenas nueve millones de hectáreas (de 14 a 23 millones). Sin los beneficios de la Revolución Verde, utilizando los mejores resultados de las cosechas, protección vegetal, riego, mecanización y educación de los agricultores, muchos millones de hectáreas tendrían que haberse sembrado para satisfacer la demanda de alimentos.

Nuevo Arroz para el África (NERICA)
Durante 3500 años, el Arroz Africano (Oryza glaberrima) se cultivó adaptándose bien al ambiente africano. Es resistente a varias enfermedades y a la sequía. Además, existe un profuso crecimiento vegetativo que mantiene a las malezas prácticamente bajo control. Sin embargo, este arroz acama fácilmente y tiene tallos bajos. Un problema adicional es que sus granos se fisuran con facilidad, lo que disminuye el rendimiento en el ingenio. Como resultado, el cultivo del arroz africano fue abandonado a favor del cultivo de variedades asiáticas (Oryza sativa), que fueron introducidas en el África hace cerca de 500 años atrás. Sin embargo, estas variedades asiáticas requieren abundante agua y son de difícil adaptación a las condiciones africanas, y se ven limitadas para competir con las malezas y son susceptibles a varias plagas y enfermedades africanas.

En un intento de superar esos problemas, el Centro de Arroz Africano, con el apoyo de mejoradores, desarrolló nuevas variedades al cruzar dos tipos de arroz. Normalmente, esas dos especies no se cruzan, necesitándose para ello el uso de técnicas de rescate de embriones. Variedades de campos altos y de campos bajos que presentan heterosis fueron generadas superando las plantas de las mismas familias.

Una de las principales características de esas líneas Nerica es que su crecimiento puede ser aumentado de una a 2,5 toneladas por hectárea. Las nuevas líneas tienen un 2% o más de contenido de proteína, son resistentes a plagas y son más altas que la mayoría de las otras variedades, lo que facilita su cosecha. Parece que algunas de las nuevas líneas generadas presentan buenos resultados, con relativa baja cantidad de agua, pudiendo consecuentemente ser adaptadas a condiciones de sequía.

Respondiendo a los desafíos
A propósito de todas estas contribuciones, es necesario expresar que el mejoramiento vegetal incrementó la seguridad alimentaria de diferentes formas y, con ello, contribuyó a la reducción del hambre y la pobreza y apoyó a un mejor valor nutricional.
 
Variedades resistentes llevaron a la reducción del uso de productos agroquímicos y a una reducción de los combustibles fósiles. Con ciertas variedades no hay necesidad o se da una necesidad reducida de arado, lo que disminuye la emisión del CO2 conservando el suelo y su contenido de agua. Rendimientos mayores disminuyen la necesidad de más tierra a ser usada en la agricultura y reduce el desmonte, lo que contribuye a la conservación de la biodiversidad y a un mejor control del carbono.

Conclusión
En palabras del ganador del Premio Nobel de la Paz, Norman Borlaug, los mejoradores vegetales, hasta ahora dieron una enorme contribución a la producción de alimentos, a la agricultura global y al bienestar general de la humanidad y continúan teniendo un gran potencial para seguir haciéndolo. Sin embargo, ello no puede lograrse sin las reglamentaciones necesarias y otros cambios, buscando un contexto en el cual todos los interesados puedan trabajar juntos en cooperación mutua, buscando el constante abastecimiento de semillas de alta calidad.

 

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