Plantas transgênicas: avaliando riscos e desfazendo mitos

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE AGRONOMIA DEPARTAMENTO DE PLANTAS DE LAVOURA Plantas transgênicas: avaliando riscos e desfazendo mitos Profª. Carla Andréa Delatorre Porto Alegre-RS

2 2 CATALOGAÇÃO INTERNACIONAL NA PUBLICAÇÃO D331p Delatorre, Carla Andréa Plantas transgênicas: avaliando riscos e desfazendo mitos / Carla Andréa Delatorre Porto Alegre : Departamento de Plantas de Lavoura da Universidade Federal do Rio Grande do Sul : Evangraf, p. 1. Plantas transgênicas. 2. Melhoramento genético vegetal. 3. DNA: I. Título. CDD: CDU: 633 Catalogação na publicação: Biblioteca Setorial da Faculdade de Agronomia da UFRGS Departamento de Plantas de Lavoura. Faculdade de Agronomia. UFRGS. Av. Bento Gonçalves, 7712 CEP Porto Alegre/RS Fone: (51) / Fax: (51) plantas@ufrgs.br

3 3 SUMÁRIO Introdução... 5 O poderoso DNA... 6 Como se produz uma planta transgênica?... 8 Vantagens do uso da transgenia no melhoramento de plantas... 9 Plantas transgênicas e a saúde de consumidores Alergias Transferência de DNA e resistência a antibióticos Ingestão de DNA e transferência de doenças Produção de novas toxinas Aumento da concentração de metais pesados Redução nos valores nutricionais Plantas transgênicas: impactos ao ambiente Fluxo gênico para plantas silvestres Fluxo gênico entre cultivares Esvaziamento genético Liberação de proteínas GM no solo Aumento de fungos tóxicos no ambiente Desenvolvimento de super pragas e plantas invasoras Plantas transgênicas os primeiros produtos Produtos em desenvolvimento Produtos para o futuro Plantas transgênicas em expansão E o Brasil? Agradecimentos... 36

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5 5 INTRODUÇÃO A grande polêmica que se desenvolve ao redor de plantas transgênicas, englobadas dentro dos organismos geneticamente modificados (OGM), gera discussões com posições mais de cunho ideológico do que científico. Desta forma, as informações que chegam à população são em sua maioria parciais e truncadas, não permitindo que a mesma possa ter uma idéia clara do que são as plantas transgênicas, que benefícios e que riscos podem trazer consigo, impossibilitando a formação de uma posição consciente sobre o assunto. Este tema é apresentado aqui mostrando as diferenças entre as plantas transgênicas e as plantas melhoradas de forma tradicional, destacando as possibilidades da técnica. Toda nova tecnologia que traz consigo benefícios deve ser avaliada com relação a riscos. É importante que ambos sejam conhecidos para que na utilização da tecnologia possa-se maximizar os benefícios e minimizar os riscos. Devido à paixão com que se discute, há a tendência de se desconsiderar ou exacerbar os riscos. Busca-se por isso, discutir os principais riscos da utilização de plantas transgênicas e desmistificar conceitos não apropriados. Boa parte dos riscos pode ser eliminada ou reduzida com o aprimoramento da tecnologia. Objetiva-se com este trabalho, esclarecer os principais pontos de discussão sem a paixão ideológica, mas com o conhecimento técnico-científico. Os mitos precisam ser desfeitos para que se possa conviver com as inovações da ciência de forma plácida e para que não sejam comprometidas as futuras gerações.

6 6 O PODEROSO DNA Todo organismo vivo (bactérias, fungos, algas, plantas e animais) possui um genoma. O genoma abriga as informações genéticas de cada ser, ele está presente em todas as células de cada organismo e define todas as suas características. Cada espécie possui um genoma diferente, e de tamanho diferente. Em todos os seres vivos o genoma é composto do mesmo tipo de molécula, o DNA. O DNA é formado por uma fita dupla de nucleotídeos (Figura 1). A seqüência e a disposição destes nucleotídeos determina a informação genética. Em cada genoma estão contidos milhares de genes, que são fragmentos de DNA que codificam as proteínas que serão produzidas, dando ao organismo suas características. A presença de DNA nos organismos vivos é universal e em todos os organismos ele tem a mesma função e atua de forma similar. Assim, se todas as características de um organismo estão definidas em seu DNA, podemos identificar aquelas que nos interessam e transferi-las para outro organismo. Isto tem sido feito pelo homem há milhares de anos, inicialmente de uma forma intuitiva e nos últimos séculos cientificamente através do melhoramento. Quando dois indivíduos reproduzem-se sexualmente, ocorre troca de DNA entre eles (presente nos gametas) e esta troca permite a combinação de características dos indivíduos pais nos indivíduos filhos. No melhoramento de plantas são escolhidos indivíduos que possuem características que interessam, como por exemplo, resistência a uma doença e cruzados com outros indivíduos que tenham outras características de interesse como alta pro-

7 7 dutividade. Neste caso, selecionam-se os filhos deste cruzamento que apresentarem ambas características, resistência à doença e alta produtividade, neste caso. Em geral, as trocas de DNA se dão entre indivíduos de mesma espécie, entretanto, é sabido que eventualmente ocorrem trocas entre espécies diferentes. Um exemplo é o trigo, o qual foi formado há milhares de anos pela natureza ao combinar o genoma de três espécies diferentes. Outro exemplo, mais recente e onde a mão do homem esteve envolvida, é o triticale, formado pela combinação do genoma do trigo com o genoma do centeio. Figura 1: Molécula de DNA. Fita dupla de nucleotídeos pareada através das bases nitrogenada Estes exemplos, de trocas de pequenos fragmentos de DNA ou de combinação de genomas inteiros, mostram que a universalidade do DNA permite a expressão da característica de um organismo em outro, se o DNA que expressa aquela característica for transferido.

8 8 Essa capacidade aliada ao maior conhecimento do DNA permitiu o desenvolvimento da técnica de transgenia. * * * COMO SE PRODUZ UMA PLANTA TRANSGÊNICA? O estudo do DNA tem permitido identificar quais características são conferidas por cada segmento de DNA. Para isso, é necessária a identificação dos genes e dos chamados promotores, fatores necessários para que cada característica seja promovida no momento e no local certo. Estas informações, aliadas ao aprimoramento das técnicas de manipulação do DNA, permitiram que a técnica de transgenia pudesse ser desenvolvida e os transgênicos produzidos. No processo de transgenia identifica-se e isola-se o segmento de DNA que confere a característica que se tem interesse. A seguir, acrescenta-se o promotor adequado, para que a característica se manifeste no momento e no local que se deseja. Por fim, insere-se este segmento de DNA ao genoma do organismo que se quer modificar. A transferência do gene para o organismo que se quer modificar também requer técnicas específicas. Existem técnicas diretas, onde o segmento de DNA de interesse é inserido nú em células do organismo, e estas são cultivadas para que produzam plantas completas. Outras técnicas são indiretas, o gene de interesse é transferido primeiro para Agrobacterium (bactéria que naturalmen-

9 9 te infecta certas plantas e transfere DNA para o organismo infectado), e esta utilizando seus mecanismos naturais, transfere o gene de interesse para o genoma da planta receptora. Independente da técnica, o importante é que o fragmento de DNA inserido se junte ao DNA da planta a ser modificada, produzindo uma planta transgênica. Plantas transgênicas, por definição, são plantas que contêm um ou mais genes (fragmentos de DNA) artificialmente inseridos em seu genoma, passando então, a expressar uma nova característica. Estes genes inseridos (transgenes) podem ser originários da mesma espécie ou de outro tipo de organismo. Por exemplo, a soja RR (Roundup Ready) contém um gene de uma bactéria de solo. O limitante no uso da transgenia é o conhecimento da função de cada gene e para utilizá-la é exigência básica a identificação e o isolamento do segmento de DNA que confere a característica de interesse. * * * VANTAGENS DO USO DA TRANSGENIA NO MELHORAMENTO DE PLANTAS A transgenia possui duas grandes vantagens em relação ao melhoramento genético convencional. A primeira é a inexistência de barreira para a troca de DNA. O melhoramento de plantas, em geral, necessita encontrar a característica de interesse em indivíduos da mesma espécie ou espécies com alto parentesco, para permitir que se obtenham sementes viáveis após o cruza-

10 10 mento. No caso da transgenia, como o DNA é universal, a característica pode vir de qualquer organismo. A segunda vantagem é a possibilidade de se acrescentar uma única característica. Na transgenia apenas o segmento de DNA identificado como causador da característica de interesse é transferido. Já no melhoramento tradicional, outros segmentos são trocados via reprodução sexual e podem gerar características indesejáveis. Com a transgenia há um controle muito maior das modificações genéticas e das características produzidas no organismo. No entanto, esta técnica é cara e complexa, devendo ser utilizada para características determinadas por poucos genes. Cabe ressaltar que as culturas em uso pelo homem foram modificadas geneticamente via domesticação, seleção e cruzamentos controlados por centenas de anos, e que o melhoramento tradicional continua a ter papel fundamental no desenvolvimento de novos cultivares. A transgenia entra como ferramenta a disposição do melhorista para transferir características de difícil acesso pelos métodos tradicionais, ampliando drasticamente as possibilidades de produtos. * * * PLANTAS TRANSGÊNICAS E A SAÚDE DE CONSUMIDORES Todos os produtos da biotecnologia destinados à alimentação humana e animal passam por avaliações sobre a sua segurança alimentar. Até hoje não foram consta-

11 11 tados problemas de saúde relacionados com a ingestão de alimentos derivados de plantas geneticamente alteradas seja nos estudos que antecederam a liberação comercial, seja no consumo destes produtos. ALERGIAS O desenvolvimento de alergia a algum alimento tradicional como trigo, manga, ovos, ou leite, é devido à presença de substâncias que o organismo não consegue processar (tipos de proteínas, açucares). Por isso, é possível que algumas pessoas possam desenvolver alergia a algumas plantas transgênicas se essas contiverem substâncias alergênicas. Até o momento não há qualquer evidência de que as plantas transgênicas possuam maior risco que qualquer alimento convencional. Testes de dezenas de alimentos transgênicos procurando alergenicidade mostraram que em uma planta de soja na qual havia sido inserido um gene da castanhado-pará, havia aumento da qualidade protéica, mas apresentava risco alérgico similar ao da castanheira. Por esta razão este alimento nunca entrou no mercado. Neste caso, a alergia ocorreu porque o gene transferido para a soja foi exatamente o responsável pela alergia à castanha-do-pará, o que enfatiza a necessidade de conhecimento sobre o gene que se está transferindo. É importante salientar que através do melhoramento genético tradicional, durante os cruzamentos, a recombinação natural do DNA pode gerar novas proteínas, as quais também podem ter um maior conteúdo alergênico, porém isso não impede a produção e consumo de novos cultivares. O ideal seria que toda nova cultivar, transgênica ou não fosse testada para alergenicidade, mas infelizmente os custos destes tipos de teste são limitantes.

12 12 TRANSFERÊNCIA DE DNA E RESISTÊNCIA A ANTIBIÓTICOS Um dos principais argumentos contra a utilização de plantas transgênicas é o receio de que haja transferência de DNA da planta transgênica para microorganismos. O DNA de uma planta transgênica consumida por um animal seria, por exemplo, transferido do alimento para microorganismos que habitam o estômago e intestino ou para bactérias ingeridas com o alimento. A preocupação ocorre porque em muitos casos na técnica de transgenia, insere-se junto ao gene de interesse um outro gene (marcador) capaz de conferir à planta a capacidade de tolerar antibióticos. Isto é assim feito para que se possa diferenciar as plantas que receberam o transgene das não transgênicas, durante a fase de inserção do gene de interesse. Assim, as plântulas oriundas da técnica são cultivadas na presença do antibiótico, aquelas que sobrevivem possuem os genes inseridos em seus genomas. Receia-se que, estes genes de resistência a antibióticos possam ser transferidos aos microorganismos durante o processo digestivo, e que, portanto os mesmos adquiram a característica de sobreviver a doses orais de antibióticos. Isso ocorrendo poderia afetar a habilidade futura de tratar doenças com estes antibióticos. Sabe-se que transferência de DNA ocorre em condições naturais, porém é extremamente difícil sua ocorrência em um ambiente ácido como o do estômago humano. De qualquer forma, o uso do gene da resistência a antibióticos como marcador tem sido evitado, sendo substituído por resistência a herbicidas, ou pelo uso de outras técnicas de expressão temporária para selecionar as plantas transgênicas. Desta forma, as novas plantas

13 13 transgênicas não mais possuirão este risco. É importante que a sociedade conheça a técnica para poder expressar seus receios de forma clara, requisitando que a ciência dê resposta aos seus anseios. Neste caso, apesar dos cientistas acharem o risco mínimo, os receios da sociedade fizeram com que a ciência encontrasse solução e removesse o risco. INGESTÃO DE DNA E TRANSFERÊNCIA DE DOENÇAS Um dos mitos mais comum, utilizado contra o consumo de plantas transgênicas pelo homem é que fragmentos de DNA oriundos de microorganismos possam fazer algum mal ao organismo humano ou transmitir doenças quando ingeridos. É importante esclarecer que o fragmento de DNA transferido via transgenia pode ser oriundo de qualquer organismo. O homem ingere DNA de microorganismos, plantas e animais o tempo todo, enquanto se alimenta, e nunca se preocupou se o DNA do fungo presente no iogurte, no queijo, no vinho, ou na cerveja poderia afetar seu organismo. A maioria do DNA ingerido é quebrada durante a digestão. Os produtos da quebra do DNA são moléculas base (nucleotídeos, fosfato, bases nitrogenadas e açúcares), iguais aquelas produzidas pelo homem. O DNA que não for quebrado será absorvido pela corrente sanguínea ou excretada via fezes. Provavelmente o sistema de defesa destrói esse DNA que é absorvido pela corrente sanguínea. Não existem evidências e nem razões para que o DNA de uma planta transgênica seja mais perigoso que o DNA de plantas convencionais. Devido aos receios da sociedade em relação a este aspecto, os pesquisadores têm buscado utilizar, quando

14 14 possível, fragmentos de DNA oriundos de plantas e, eventualmente, da própria espécie receptora. No entanto, para que se possa usar todos os benefícios e as possibilidades desta técnica, há necessidade de buscar certas características de interesse que só estão presentes em microorganismos. Apenas o gene de interesse é isolado do microorganismo para ser transferido e, portanto, nenhuma doença pode ser transmitida pela ingestão de alimento proveniente de planta transgênica. Os riscos são os mesmos do consumo de alimento proveniente de plantas convencionais. PRODUÇÃO DE NOVAS TOXINAS Muitos microorganismos devido ao seu metabolismo produzem substâncias que são consideradas toxinas para os animais. Em algumas situações tem-se afirmado que a transgenia poderia causar a reativação de rotas inativas em plantas. Neste caso, se o produto final destas rotas fosse uma toxina, a ingestão deste alimento transgênico poderia causar danos à saúde. No entanto, a probabilidade da ocorrência da produção de novas toxinas via este mecanismo é baixa. Como foi dito anteriormente, as plantas transgênicas possuem na maioria dos casos apenas uma característica que as diferem das convencionais, devido à inserção de um gene. O estabelecimento na planta transgênica, de uma rota metabólica presente no organismo doador, a partir da incorporação de um único gene é improvável. Os genes que são utilizados na transgenia são conhecidos e as rotas em que participam são estudadas. O conhecimento permite inferir, com boa segurança, que interações podem ocorrer entre o gene inserido e o me-

15 15 tabolismo da planta. Além disso, antes de serem liberadas para o mercado consumidor, as plantas transgênicas sofrem uma série de testes que auxilia na identificação de alterações não esperadas. A ativação de uma rota metabólica inativa, pela inserção do transgene em plantas transgênicas, tem a mesma probabilidade de ocorrer, que a ativação por mutação natural e espontânea do gene causador da inativação da rota, em plantas convencionais. O risco à saúde no caso da ativação, é maior nas plantas convencionais, uma vez que estas não são submetidas aos mesmos testes que as transgênicas. AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DE METAIS PESADOS As plantas possuem a capacidade de absorver íons dos solos e utilizá-los em seu metabolismo. Esta habilidade se deve a presença de proteínas nas membranas das células das raízes que transportam os nutrientes para dentro da planta. Entretanto, o controle que as plantas têm sobre os íons que são transportados não é perfeito. As plantas apresentam em sua composição basicamente todos os íons encontrados no solo, onde foram cultivadas. Baseado nisso, pode-se afirmar que plantas cultivadas em solos ricos em metais pesados terão em sua constituição maior concentração destes, que plantas cultivadas em solos livres de metais pesados. A maioria das plantas também é sensível ao excesso de metais pesados, tais como mercúrio, cádmio, chumbo, zinco, cromo, níquel, urânio e cobre. Solos muito contaminados não permitem o crescimento das plantas. A sensibilidade aos metais pesados é variável dentro do reino vegetal. Uma espécie hiperacumuladora de zinco e cádmio é Thlaspi caerulescens, membro da família

16 16 Brassicaceae. Esta espécie chega a acumular 40 mg de zinco por grama de peso seco na parte aérea. Com a transgenia é possível transferir a capacidade de absorver grandes quantidades de metais pesados e seqüestra-los em compartimentos onde não prejudiquem o metabolismo da planta para outras espécies. A utilização destas plantas, em solos contaminados, permite a remoção destas substâncias tóxicas do solo, o que é conhecido como fitoremediação. Considerando esta possibilidade, surgiu o receio que plantas transgênicas hiperacumuladoras de metais pesados pudessem ser consumidas. Obviamente, este tipo de característica não deve ser transferida para plantas utilizadas como alimentos. Outras espécies não comestíveis poderiam ser utilizadas para remoção de metais pesados de solos contaminados. Estes solos podem então voltar a ser utilizados na produção de alimentos, pois se encontram descontaminados. REDUÇÃO NOS VALORES NUTRICIONAIS O mito que apregoa sempre haver menor valor nutricional do alimento oriundo de planta transgênica quando comparado ao mesmo alimento proveniente de planta convencional gera na população o receio de consumir alimentos transgênicos. A Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO) desenvolveu o critério de equivalência substancial, para orientar a análise da segurança alimentar dos alimentos provenientes da biotecnologia. Este se baseia em análises químicas e nutricionais para identificação de diferenças entre culturas geneticamente modificadas e convencionais. As culturas geneticamente modificadas liberadas para utilização, até o momento, têm composição igual às varie-

17 17 dades convencionais. Não existem diferenças entre os alimentos geneticamente modificados colocados no mercado e seus pares convencionais, exceto na expressão da característica de interesse. Espera-se que muitas das plantas transgênicas a serem lançadas apresentem maior valor nutricional que as convencionais. Das atuais plantas transgênicas, a soja RR vem sendo avaliada, para verificar se há diferenças nos teores de isoflavonóides. Os isoflavonóides estão associados à prevenção de doenças cardíacas, câncer de mama e osteoporose. Até o momento as diferenças encontradas foram pequenas em relação ao teor de isoflavonóides da soja convencional. Outras plantas transgênicas apresentam maior valor nutricional que seus pares convencionais, como é o caso do golden rice, arroz com maior teor de vitamina A. Obviamente dependendo da característica inserida, haverá alteração na composição nutricional, independentemente da forma como esta característica foi conseguida, se via transgenia ou via melhoramento genético tradicional. Por exemplo, se o teor de óleo dos grãos de milho for aumentado, necessariamente vai haver redução do teor de amido destes grãos. * * * PLANTAS TRANSGÊNICAS: IMPACTOS AO AMBIENTE Muita coisa tem sido dita sobre a contaminação irreparável do solo e do ambiente em decorrência do uso

18 18 de plantas transgênicas. Novamente o conhecimento científico é importante para que se possa discernir entre os riscos reais e os imaginários, e determinar a gravidade daqueles reais. Abaixo estão citados alguns dos riscos mais discutidos. Toda nova tecnologia necessita ser entendida pela população com relação aos benefícios que pode trazer ao homem. Quando isso não ocorre, costuma ser combatida,como foram, há algumas décadas, as técnicas de cultivo e de genética que levaram à revolução verde, que incluía a utilização de plantas de porte mais baixo, que permitissem o uso maior de fertilizantes. Havia riscos, e o uso excessivo de fertilizantes, em alguns locais, contaminou a água subterrânea. O uso mais racional desta tecnologia buscou um meio termo, mas sem a revolução verde, hoje não teríamos alimento suficiente para a humanidade. Da mesma forma ao optar pelo plantio direto assumiu-se riscos. O uso deste sistema foi necessário à redução da erosão, no entanto aumentam os riscos de doenças de plantas como a fusariose, que se mantém na palha sobre o solo. No caso das plantas transgênicas, alguns riscos também devem ser assumidos. Como em cada planta transgênica pode-se inserir diferentes tipos de característica, para cada característica o risco vai variar. Se for acrescentado um gene que causa maior teor de vitamina A, os riscos são muito menores do que se for acrescentado um gene que permite produzir bioplásticos. Portanto o risco deve ser acessado de forma individual, caso a caso. FLUXO GÊNICO PARA PLANTAS SILVESTRES O fluxo gênico é a transferência de característica de uma planta para outra via recombinação do DNA das mes-

19 19 mas pelo cruzamento espontâneo. O fluxo gênico pode ocorrer, eventualmente, entre espécies aparentadas. Assim, um dos riscos reais do uso de plantas transgênicas é a transferência do gene inserido (transgene) para plantas silvestres do mesmo gênero e sexualmente compatíveis. Várias plantas cultivadas são sexualmente compatíveis com parentes silvestres, ou seja, podem reproduzir-se sexualmente dando origem a sementes viáveis. Para que haja fluxo gênico é necessário que a planta transgênica libere pólen (o qual possui o transgene no seu DNA) que este encontre uma planta parente silvestre e a fecunde, e que sejam formados embriões viáveis. Além disso, para que a modificação se mantenha é necessário que estes embriões se desenvolvam em plantas férteis, capazes de deixar descendência. A probabilidade de uma planta transgênica transferir um transgene para plantas silvestres sexualmente compatíveis depende basicamente de dois pontos: primeiro, se a planta transgênica é de fecundação cruzada ou de autofecundação. Plantas de autofecundação como a soja, o trigo e a cevada têm risco muito menor de passagem de um transgene para plantas aparentadas, pois nestes casos as flores normalmente abrem quando a fecundação já ocorreu, dificultando o cruzamento com pólen de outra planta. O segundo ponto é a existência de parentes silvestres próximos à área onde estão sendo cultivadas as plantas transgênicas. Por exemplo, não há parentes silvestres da soja na América, portanto este é um risco inexistente na soja transgênica plantada no Brasil. No entanto se plantada na China, onde existem parentes silvestres, o risco existe. Além disso, é necessário que este gene se mantenha na população silvestre, ou seja, que estas plantas continuem a produzir descendentes férteis.

20 20 A magnitude deste risco vai depender, portanto da espécie e do local onde for cultivada. Além disso, em alguns casos, o fluxo gênico mesmo ocorrendo não acarreta riscos severos. Por exemplo, se a planta transgênica possui a característica de maior valor nutricional, a transferência desta característica para plantas silvestres não é problemática. No entanto, se a característica é a resistência a determinado herbicida, a transferência pode significar o desenvolvimento de plantas daninhas resistentes e, portanto menor eficácia do herbicida. FLUXO GÊNICO ENTRE CULTIVARES O fluxo gênico entre cultivares de uma mesma espécie é um risco real e, para minimizá-lo devem ser tomadas medidas de segurança. No caso de plantas transgênicas, as medidas são similares as que seriam tomadas para manter a pureza de cultivares convencionais. O cruzamento de plantas transgênicas com plantas convencionais, de mesma espécie e localizadas próximas, pode ocorrer principalmente em plantas de fecundação cruzada, sendo necessário estabelecer distâncias seguras para evitar o fluxo gênico. Este é um fator importante para manter a integridade no mercado, permitindo a segregação de produtos GM e não GM. Nas espécies de autofecundação o risco é menor, já que nestes casos, as flores normalmente abrem após ter ocorrido a fecundação dos óvulos com o pólen da própria planta. É preciso esclarecer que o fluxo gênico entre cultivares (mesma espécie) é um processo natural, usado pela natureza para permitir a criação de variabilidade e a evolução. Um exemplo do fluxo gênico é o caso do arroz vermelho, o qual pertence à mesma espécie do arroz cultivado. Ao longo do tempo, tem ocorrido fluxo gênico

21 21 do arroz cultivado para o arroz vermelho. Com isso o formato dos grãos se tornou similar e houve redução da estatura do arroz vermelho, tornou-se mais difícil a identificação e remoção do mesmo das lavouras. É necessário, portanto determinar o risco em cada situação e tomar os cuidados exigidos para minimizar a ocorrência de contaminação. ESVAZIAMENTO GENÉTICO A possibilidade de desenvolvimento de materiais vegetais com características diferentes requer a existência de variabilidade. Existem, hoje no mundo, um número considerável de espécies não utilizadas pelo homem e, portanto com características não determinadas. Plantas silvestres aparentadas ou não com as espécies cultivadas podem ser fonte genética para transferência de novas características. Se estes materiais forem perdidos, ocorrerá uma redução nas fontes para o melhoramento genético de plantas. Neste caso, o material genético acessível será apenas aquele dos materiais em cultivo. Esta redução das fontes de variação pode ser chamada de esvaziamento genético. O receio que o uso de plantas transgênicas conduz ao esvaziamento genético está parcialmente associado à ocorrência do fluxo gênico e embasado no fato de que o plantio descontrolado e massivo de plantas transgênicas poderia causar a perda de variabilidade genética. Se esse fosse o caso, a redução da variabilidade genética se daria por duas formas: na primeira o fluxo gênico faria com que todos os materiais vegetais de uma espécie possuíssem as características transgênicas. Como discutido anteriormente, este medo é infundado, pois o transgene tem a mesma chance de ser transferido para

22 22 outra cultivar que qualquer outro gene da planta. Portanto, o importante é que sejam tomados os cuidados necessários para manter a pureza varietal quando se estiver produzindo lavoura para semente. No caso da produção de grãos, o risco é ínfimo uma vez que os grãos não darão origem a novas plantas. A segunda forma seria pelo cultivo de grandes áreas com um único cultivar transgênico, gerando uma homogeneidade genética. Cabe ressaltar que, nesse caso, o problema não se restringe às plantas transgênicas, o uso em massa de qualquer cultivar convencional ou não, expõe a agricultura aos mesmos riscos e deve ser evitado. O uso massivo de um único cultivar facilita a ocorrência de pragas, a quebra de resistência a doenças, e o desenvolvimento de invasoras resistentes. LIBERAÇÃO DE PROTEÍNAS GM NO SOLO As plantas durante seu desenvolvimento, interagem com o solo. Removem água e nutrientes; secretam ácidos orgânicos, alcalóides, compostos fenólicos, etc; interagem com microorganismos afetando seu crescimento; deixam outros resíduos através da decomposição de seus tecidos. A preocupação de que plantas transgênicas possam liberar compostos diferentes das plantas convencionais tem sido levantada em algumas situações. Infelizmente nosso conhecimento dos efeitos das secreções das plantas convencionais sobre os microorganismos do solo é escasso, o que dificulta avaliar como as diferentes espécies e cultivares afetam o solo. No entanto, o conhecimento da característica diferenciada da planta transgênica cultivada deve indicar a probabilidade de alteração ou não na secreção das raízes.

23 23 Num caso extremo, se o gene inserido confere maior produção de alcalóides, a probabilidade de que haja alteração é grande e é importante que se avalie e compare a secreção de alcalóides no solo pela planta transgênica e pela convencional e se determine o impacto da diferença. Já se o transgene afeta apenas o tipo de amido a ser acumulado no grão, provavelmente não afetará o solo. AUMENTO DE FUNGOS TÓXICOS NO AMBIENTE O mito de que a utilização de plantas transgênicas causa o aumento de fungos tóxicos no ambiente é fundamentado em teorias frágeis. O exemplo mais utilizado para justificar este mito é a produção de café transgênico descafeinado. O receio se baseia no fato que para produzir o café descafeinado, se inativa um gene envolvido na síntese da cafeína. A cafeína, como outras substâncias de sua classe, tem efeito supressor sobre o desenvolvimento de fungos. Com a remoção da cafeína aumenta a probabilidade de maior desenvolvimento de fungos nos cafezais. Muitos fungos produzem toxinas, e estas podem acumular-se no animal que as ingere, com o tempo podendo causar malefícios ao organismo. O raciocínio, acima exposto, está correto. No entanto, é esquecido que muitos fungos se desenvolvem em diversas plantas convencionais, produzindo micotoxinas. O desenvolvimento de fungos em plantas não é um problema que aparece com a transgenia. Esta interação patógeno-hospedeiro se desenvolveu ao longo da co-evolução destes organismos. Nas plantas convencionais o problema é remediado via aplicação de fungicidas, o mesmo pode ser realizado nas plantas transgênicas.

24 24 Citando apenas uma doença, causada por fungos, a fusariose, é possível perceber que os riscos de fungos tóxicos estão presentes nas plantas convencionais. Esta doença se desenvolve em milho, trigo, aveia, cevada entre outras culturas, quando o tratamento fitossanitário não é eficaz. O fungo produz micotoxinas que se mantêm nos grãos. Os animais ao se alimentarem dos grãos contaminados recebem as toxinas que se acumulam nos seus órgãos internos e na gordura. O homem ao se alimentar destes animais, de grãos ou sub-produtos também é contaminado. O risco maior é a falta de vigilância sobre estes produtos. É importante desenvolver testes capazes de quantificar micotoxinas nos alimentos e, que a legislação obrigue a utilização dos mesmos, independentemente dos produtos serem oriundos de plantas convencionais ou transgênicas. DESENVOLVIMENTO DE SUPER PRAGAS E PLANTAS INVASORAS A utilização de defensivo agrícola, com um mesmo princípio ativo de forma constante e em grandes áreas, aumenta a probabilidade de surgirem resistências a este princípio. Isto é verdade para qualquer tipo de organismo. Em áreas extensas onde um único tipo de herbicida é utilizado continuamente por um longo período ocorre o desenvolvimento de população de plantas invasoras resistentes ao herbicida. O mesmo ocorre com insetos se utilizado sempre o mesmo tipo de toxina. A situação é a mesma com plantas transgênicas que possuem determinada toxina contra insetos ou que permitem o uso de um dado herbicida e, portanto os cuidados devem ser similares aos utilizados na condição convencional. No caso

25 25 de resistência a herbicida, outros princípios ativos devem ser utilizados. Também o desenvolvimento de plantas transgênicas resistentes a princípios ativos diferentes poderia ser uma estratégia para reduzir a pressão de seleção. Já se a planta produz algum tipo de toxina contra insetos, a manutenção de áreas próximas com material convencional pode retardar o aparecimento de resistência. Na agricultura sempre foi necessário lidar com estas estratégias, pois o cultivo em monocultura tende a causar uma maior pressão de seleção sobre os organismos que interagem com a lavoura. É imprescindível o conhecimento técnico para analisar as alterações que estão sendo realizadas no meio e desenvolver as estratégias necessárias para que o impacto da agricultura seja o menor possível. No caso do uso de plantas transgênicas esta verdade se mantém. * * * PLANTAS TRANSGÊNICAS - OS PRIMEIROS PRODUTOS As possibilidades de novos produtos a partir do uso da transgenia são imensas. Com o uso desta técnica, os primeiros produtos concentraram-se em características simples que dependem da inserção de um único segmento de DNA. Com a evolução da técnica, abriu-se a possibilidade de resolver problemas mais complexos, que envolvem a interação de vários genes, e a produção de plantas transgênicas com mais de uma característica alterada.

26 26 Entre as plantas transgênicas já desenvolvidas, as que ocupam maior adoção em todo mundo são as que possuem resistência a herbicidas como Roundup e Liberty. Ambos herbicidas têm espectro amplo e podem ser usados basicamente em qualquer estádio da cultura e da planta invasora. Além disso, os herbicidas degradam-se rapidamente no solo, reduzindo o risco de contaminação ambiental. Muitos opositores ao uso destas plantas transgênicas baseiam-se no aumento do consumo destes herbicidas. Obviamente, utiliza-se mais glifosato em uma área com soja RR do que com soja convencional (a qual morreria com a aplicação). Em compensação, outros herbicidas de maior impacto ao ambiente, têm suas aplicações reduzidas ou mesmo eliminadas, causando um impacto positivo. As plantas transgênicas RR possuem um fragmento de DNA originário de uma bactéria de solo que produz uma proteína não sensível ao glifosato, permitindo que este sobreviva à aplicação. No Brasil, basicamente só se conhece a soja RR, tão polêmica em decorrência da disputa sobre seu plantio entre agricultores gaúchos e o governo federal. Este gene já foi transferido para diversas outras espécies no mundo, tais como o milho, trigo, algodão entre outras. Outra característica amplamente adotada em transgenia é a toxicidade a insetos via genes Bt oriundos da bactéria de solo Bacillus thuringiensis. A inserção do gene Bt nas plantas faz com que estas produzam proteínas que, quando ingeridas pelas lagartas, formam uma toxina que paralisa o sistema digestivo destes insetos causando sua morte. Esta toxina não afeta mamíferos ou pássaros. Os genes são específicos, atingindo uma ou duas ordens de insetos, con-

27 27 forme tabela abaixo. Ela é, portanto mais segura para outras classes de inseto do que os inseticidas tradicionais. No mercado mundial encontram-se hoje, os genes Bt nas culturas do milho, algodão e na batata (esta foi retirada do mercado devido à baixa venda da batatasemente). Tabela 1: Genes utilizados no desenvolvimento de plantas transgênicas Bt e ordens de insetos que afetam: No caso do algodão, segundo a FAO, houve uma redução de 70% no custo com inseticidas em cultivos transgênicos com o gen Bt na China. Estima-se que tenha ocorrido uma redução de toneladas de pesticidas em 2001, o que equivale a ¼ da quantidade normalmente utilizada na China. Em 2004, cerca de 30% da área plantada com algodão, na China, era transgênica. No entanto, há o risco de desenvolvimento de insetos resistentes à toxina devido à alta pressão de seleção, exigindo-se como discutido anteriormente que os produtores tenham área junto às lavouras com materiais convencionais para retardar a ocorrência da resistência.

28 28 PRODUTOS EM DESENVOLVIMENTO As plantas transgênicas em desenvolvimento procuram atender uma das seguintes necessidades sociais: melhorar características agronômicas, maior adaptação aos processos pós-colheita, melhorar qualidade nutricional e redução da poluição ambiental. As plantas transgênicas aprovadas, até o momento, incluem uma das seguintes características, alteração da composição de ácidos graxos, restauração de fertilidade, tolerância a herbicidas, resistência a insetos, macho esterilidade, modificação de cor, redução de nicotina, retardo na maturação, ou resistência a viroses. Alguns dos produtos atualmente em desenvolvimento são: MELHOR QUALIDADE NUTRICIONAL: tomate com teor mais elevado de licopeno, um precursor da vitamina A; Golden rice, arroz rico em beta-caroteno, precursor imediato da vitamina A; Soja com maior conteúdo de ácido oleico; Soja com menor conteúdo de ácido linolênico; Canola com maior teor de vitamina E; Canola com a composição de ácidos graxos alterada, (maior teor de ácidos insaturados); Café descafeinado: O atual processo industrial para remover a cafeína de café envolve o uso de solventes, o que inquieta os consumidores temerosos de resíduos. A desativação do gene que produz a cafeína no café evitaria o uso de solventes não afetando o aroma e o sabor; Fumo sem nicotina.

29 29 MAIOR ADAPTAÇÃO AOS PROCESSOS PÓS-COLHEITA: Tomate com maturação lenta; Melão com maturação lenta (devido à degradação de etileno); Café com maturação mais uniforme para facilitar a colheita. Cravo com flores que apresentam maior duração pós-colheita (redução no acúmulo de etileno). MELHORES CARACTERÍSTICAS AGRONÔMICAS E REDUÇÃO DA POLUIÇÃO AMBIENTAL: Girassol com resistência a pragas e doenças; Uva com resistência a doenças e pragas; Mamão transgênico (HU-Rainbow), resistente a viroses, já em produção no Hawai; Tomate tolerante a solos salinos. O tomate transgênico armazena o sal em tecidos da planta, mas não no fruto. O tomate transgênico mantém o mesmo teor de sal do tomate convencional. Algodão colorido que reduz a utilização de corantes no processo de tingimento de tecidos, reduzindo contaminação do ambiente, além da cor não desbotar; Eucalipto com reduzido teor de lignina para facilitar o processo de produção de papel e redução da necessidade de produtos químicos branqueadores que contaminam o ambiente. Canola com tolerância a herbicidas (glifosato, imidazolinone, bromoxynil ou ioxynil); Cravo com coloração diferenciada nas flores; Linho tolerante a herbicidas.

30 30 A idéia da produção de alimentos que atuem também como vacinas, há anos tem estimulado pesquisadores neste sentido. No momento, estão sob teste bananas contendo vírus inativados de cólera, hepatite B e diarréia. Se funcionarem, crianças poderão ser imunizadas contra estas doenças ao se alimentarem com estas bananas transgênicas. * * * PRODUTOS PARA O FUTURO As características mais complexas de plantas começam ser estudadas, como aquelas envolvidas no controle adaptativo a estresses abióticos (seca, calor, frio, presença de alumínio no solo, salinidade), ao florescimento e reprodução, eliminação de alergênicos e fatores antinutricionais. A combinação de diferentes características numa mesma cultivar também deve ocorrer. A produção de novas substâncias como bioplásticos, medicamentos, etc começa a ser delineada. A produção de produtos farmacológicos ou industriais em plantas, provavelmente reduziria os custos de fabricação destes e o consumo de derivados de petróleo no caso dos plásticos. A identificação e o isolamento destas lavouras deverão ser mais cuidadosos do que no caso das atuais plantas transgênicas, pois possuirão características que podem trazer conseqüências mais sérias se perdidas no ambiente.

31 31 PLANTAS TRANSGÊNICAS EM EXPANSÃO A Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO/ONU), Organização Mundial da Saúde (OMS), entre outras organizações, apóiam a utilização destas técnicas. As Academias de Ciência em diversos locais do mundo têm apresentado relatórios técnicos defendendo a adoção de plantas transgênicas na agricultura como forma de reduzir a fome no planeta e melhorar a qualidade dos alimentos. Os produtos de biotecnologia são acompanhados e aprovados por agências reguladoras nos países onde são utilizados. Entre elas estão o FDA (Food and Drug Administration), USDA (United States Department of Agriculture) e EPA (Environment Protection Agency), nos Estados Unidos, e a Comissão sobre Assuntos Jurídicos e Direitos do Cidadão do Parlamento da União Européia. Esse acompanhamento de biossegurança permitiu que, passados 25 anos do início do seu uso, não se tenham notícias de prejuízo de qualquer natureza causado por esta tecnologia. Segundo o ISAAA (International Service for the acquisition of Agri-Biotech Applications), dezessete países adotaram o plantio comercial de culturas transgênicas, o que representou 81 milhões de hectares em todo o mundo no ano de A área cultivada com plantas transgênicas ocupa cerca de 5% das áreas cultiváveis do planeta. Houve um aumento de 20% na área plantada com transgênicos em 2004, em relação a 2003, o segundo maior aumento desde A área global cultivada com plantas transgênicas em 1996 era de 1,7 milhões de hectares, portanto houve um aumento de 47 vezes na área plantada nestes últimos oito anos (Figura 2).

32 32 Entre os países com mais de 50 mil hectares cultivados com plantas transgênicas estão Estados Unidos (59% da área global), Argentina (20%), Canadá (6%), Brasil (5%), Paraguai (2%), India (1%), África do Sul (1%), Uruguai (<1%), Australia (<1%), Romenia (<1%), México (<1%), Espanha (<1%) e Filipinas (<1%). Neste último ano, o aumento da área plantada individualmente por cada um destes países foi significativo, principalmente nos países em desenvolvimento. O maior aumento na área cultivada com plantas transgênicas ocorreu na China (aumento de 400% na área, principalmente algodão Bt), seguido por Uruguai (200%), Austrália (100%), Brasil (66%), China (32%), África do Sul (25%), Canadá (23%), Argentina (17%) e Estados Unidos (11%). Em torno de 8,25 milhões de agricultores no mundo cultivam plantas transgênicas. A característica com maior expansão é a tolerância a herbicidas, perfazendo 72% da área (58,6 milhões de ha), seguido da resistência a insetos que ocupa 19% da área (15,6 milhões de ha). As culturas transgênicas mais plantadas são, em ordem crescente, soja (60%), milho (23%), algodão (11%) e canola (6%). O valor global da produção de plantas transgênicas alcançou em 2004, o valor de 44 bilhões de dólares. Segundo a FAO, o uso de plantas transgênicas nos países em desenvolvimento tem auxiliado a reduzir o nível de pobreza nos mesmos. A redução do custo de produção de algodão na China tem sido usada como exemplo. A utilização do algodão Bt, resistente a insetos, também reduziu o contato do agricultor com pesticidas, pois as aplicações de inseticidas foram reduzidas.

33 33 Figura 2: Crescimento da área cultivada com plantas transgênicas no mundo A redução do custo de produção e eventual aumento do rendimento das culturas, devido ao melhor controle de fatores bióticos em plantas transgênicas (menor competição com plantas invasoras, no caso das tolerantes a herbicidas, menor perda por ataque de insetos, no caso das resistentes a insetos), têm favorecido a agricultura dos países em desenvolvimento. O ideal é que estes países produzam as plantas transgênicas com as características que necessitam. A independência das multinacionais seria um fator positivo ao desenvolvimento destes países. * * * E O BRASIL? Desde 1987 já foram autorizados, no mundo, mais de 25 mil testes de campo com plantas transgênicas. Metade deles nos Estados Unidos, Canadá e boa parte na

34 34 Europa. Na América Latina, o maior número de liberações ocorreu na Argentina, que responde por 75 % dos testes realizados na região, seguida do México. No Brasil, existem cerca de 120 instituições públicas e privadas credenciadas pela CTNBio para desenvolver pesquisas com organismos geneticamente modificados. O desenvolvimento de diversas plantas transgênicas encontra-se sob pesquisa, envolvendo características que conferem resistência a herbicidas, resistência a pragas e doenças, melhoria da qualidade nutricional e usos específicos. Por exemplo, busca-se no país, atualmente, feijão resistente ao vírus do mosaico dourado, batata resistente a diversos vírus, algodão resistente ao bicudo e mamão papaia resistente ao vírus da mancha anelar. Algumas instituições já estão desenvolvendo pesquisas com plantas geneticamente modificadas que poderão se tornar vacinas. É o caso da Universidade Federal de Minas Gerais, que está estudando variedades de alface que poderão imunizar contra a leishmaniose. A Universidade do Norte Fluminense desenvolve outra alface que poderá imunizar contra a hepatite B. No entanto, há uma burocracia gigantesca que dificulta que testes mais extensivos com plantas transgênicas produzidas com tecnologia brasileira possam ser conduzidos. Em 2004, foram cultivados com plantas transgênicas mais de 5 milhões de hectares no Brasil, o que o coloca em quarto lugar no mundo em área plantada com transgênicos. Cabe ressaltar que, a maioria dos cultivares transgênicos cultivados, até 2004, não foi originada de pesquisa brasileira. É chegada a hora que o país não apenas adote o plantio de plantas transgênicas, mas que apóie o desenvolvimento desta tecnologia no país. É necessário, que o país produza plantas transgênicas com características voltadas às peculiaridades e necessidades de sua agricultura.

35 35 A transgenia é a nova fronteira, se o Brasil não desenvolver pesquisas nesta área, perderá a possibilidade de usar a sua biodiversidade para desenvolvimento de produtos que garantam a competitividade da agricultura brasileira, ou de desenvolver produtos farmacêuticos de interesse. Além disso, se o País virar as costas a esta tecnologia, perderá a oportunidade de envolver-se no desenvolvimento de novas tecnologias, ficando novamente dependente de outros países e utilizando materiais não adaptados as nossas condições ambientais. A transgenia é uma realidade, como foram os usos de fertilizantes e defensivos agrícolas. A decisão que cabe é ou por um país atuante, capaz de produzir a tecnologia e os produtos que necessita de forma eficiente e segura, ou por um país que ficará amarrado ao pagamento de royalties e dependente dos produtos por outros desenvolvidos. Prof a. Carla Andréa Delatorre; Engenheiro Agrônomo, Doutora em Biologia de Plantas pela UCDavis, USA Departamento de Plantas de Lavoura. Faculdade de Agronomia. UFRGS.

36 36 AGRADECIMENTOS A autora agradece à APASSUL (Associação dos Produtores e Comerciantes de Sementes e Mudas do RS) e Fundação Pró-Sementes de Apoio à Pesquisa pelo apoio financeiro para a edição do livro.