EL MODELO DE ESPECIES NO-NATIVAS
PARA LA EVALUACIÓN DE RIESGOS
Se ha propuesto de manera repetida
utilizar la metodología usada para evaluar los impactos de las
invasiones de especies no nativas como un modelo útil para entender
los efectos ambientales de cultivos transgénicos (Sharples 1983,Regal
1986, Andow et al. 1987,Tiedje et al. 1989), pero muy poca consideración
se ha dado a la aplicabilidad de los métodos de evaluación
de riesgos. En la actualidad la evaluación de riesgos ambientales
de especies no nativas está basada en un modelo desarrollado
por Orr y sus colegas (1993). Este es un modelo no jerárquico
y no escalonado, que está dirigido a generar una evaluación
completa de los riesgos ambientales no mitigados, asociada con la introducción
no intencionada de especies no nativas. La evaluación de riesgos
es iniciada al identificar un bien comercial agrícola involucrado
en el comercio internacional. Artículos de alto volumen o alto
valor son usualmente el foco de la evaluación de riesgos, debido
a que el costo de evaluarlos está justificado. El siguiente paso
está en identificar todas las especies no nativas que estén
asociadas con el bien o artículo y que podrían presentar
un riesgo ambiental, tales como potenciales pestes en el país
de importación. Una vez que estas especies son identificadas,
la evaluación concluye con una evaluación de sus potenciales
efectos ambientales. La incertidumbre no esta explícitamente
incorporada en el análisis; en su lugar, la evaluación
se enfoca en desarrollar la mejor estimación de los riesgos.
Si este modelo fuera usado para plantas transgénicas, las plantas
no nativas serían las plantas transgénicas.
SELECCIÓN DE ESPECIES NO-OBJETIVO PARA LA EVALUACIÓN
DE RIESGOS DE ESPECIES NO ABORÍGENES.
Los únicos riegos a especies
no-objetivo que son evaluados usando este modelo son potenciales riesgos
de pestes para las plantas (por ejemplo, si es que especies no nativas
dañarían directamente a las plantas económicamente
importantes). Por ejemplo, una evaluación de riesgos asociada
con la importación de madera de pino o de abeto desde México
hacia los Estados Unidos se enfocó en las especies no nativas
de insectos y plantas patógenos asociados con el pino o el abeto
que acompañarían la importación. El riesgo “no-objetivo”
era que estas especies de pestes consumirían otras plantas económicamente
importantes en los Estados Unidos. Estas incluyen pinos o abetos en
la silvicultura, coníferas naturales, coníferas ornamentales,
y árboles de Navidad (Thacz et al. 1998).
También se espera que estas evaluaciones consideren una potencial
desestabilización ecológica, reducción de la biodiversidad,
reducción o desestabilización de especies de importancia
ecológica o de especies en peligro o amenazadas, y efectos no-objetivo
de las medidas de control (Orr et al. 1993). Sin embargo, las evaluaciones
publicadas consideran estos otros efectos “no-objetivo”
solo superficialmente. Al evaluar el posible impacto de cultivos transgénicos,
probablemente será insuficiente considerar solo riesgos potenciales
de pestes a plantas.
PUNTO META PARA EL MODELO DE ESPECIES NO-NATIVAS.
La evaluación de riesgos para especies no nativas tiene como
finalidad determinar el potencial impacto económico, ambiental,
social y político de las especies no nativas (Orr et al. 1993).
El punto meta del modelo es la capacidad de invasión; una especie
es invasiva si es que puede causar alteraciones significativas en la
estructura de la comunidad, tales como reemplazar una de las especies
más dominantes en la comunidad, o si es que puede alterar la
función del ecosistema. La invasividad es un punto meta que incluye
todos los efectos del organismo a través de toda su vida y a
través de varias generaciones. Sin embargo, este punto meta es
ambiguo. Por ejemplo, la invasividad de la planta puede estar relacionada
con la fijación del nitrógeno, colonización de
disturbios, tamaño de la semilla, y muchos otros factores (Vitousek
and Walker 1989,Rejmánek and Richardson 1996).
Consecuentemente, aunque la invasividad es un punto meta ecológico
global que se relaciona directamente con el riesgo ambiental, es evaluado
únicamente de manera cualitativa, como bajo, medio, o alto (Orr
et al. 1993). Esta cruda aproximación es caso-específica
y toma en cuenta tanto las especies como su ambiente, pero probablemente
es insuficiente para cumplir los requerimientos de una evaluación
“no-objetivo” de organismos transgénicos.
METODOLOGÍA PARA EVALUAR EL PUNTO META PARA RIESGOS DE
ESPECIES NO-NATIVAS
Debido al significado multifacético
de la invasividad, la evaluación de riesgos para especies no
nativas es conducida usando métodos sistemáticos para
sintetizar la experticia científica (Orr et al. 1993). Un equipo
de expertos es convocado para identificar las especies no nativas y
las especies nativas en riesgo, y luego convenir en evaluaciones subjetivas,
y cualitativas sobre la probabilidad de establecimiento, y de las consecuencias
adversas resultado de este establecimiento, para cada una de las especies
no nativas. La final evaluación de riesgo, la cual combina estas
dos evaluaciones, tiende a ser dominada por consideraciones sobre un
potencial daño económico. Ya que está basado en
experticia y no en información científica, los resultados
de la evaluación son inciertos y depende de los expertos que
se empleen. Ya que los asuntos relacionados con organismos transgénicos
son tan contenciosos, una metodología de evaluación de
riesgos basada solamente en una opinión científica es
poco probable que satisfaga a alguien.
RELEVANCIA DEL MODELO DE ESPECIES NO-NATIVAS PARA LOS CULTIVOS
TRANSGÉNICOS
Varios departamentos y ministerios
de agricultura, incluido el Departamento de Agricultura de los Estados
Unidos, utilizan el riesgo de especies no nativas como la única
o parcial justificación legal para regular la liberación
de organismos transgénicos.
El modelo actual para la evaluación de riesgos de especies no
nativas, sin embargo, es demasiado crudo para ser satisfactorio para
organismos transgénicos. Sus fortalezas están en ser específico
a cada caso y en confiar enteramente en evaluaciones basadas en el organismo
y en su potencial nuevo medioambiente.
Comparado con el modelo ecotoxicológico, el modelo de las especies
no nativas no es tan científicamente objetivo, pero aborda más
directamente preocupaciones medioambientales del mundo real. Sin embargo,
no está diseñado para tratar con la incertidumbre involucrada
en el proceso de evaluación y no incorpora una metodología
preventiva a la evaluación de riesgos.
UN MODELO ECOLÓGICO PARA LA EVALUACIÓN DE RIESGOS “NO-OBJETIVO”
Proponemos un tercer modelo para la evaluación de riesgos de
los cultivos transgénicos, que se apoya en principios ecológicos
para seleccionar especies, especificar un punto meta, y desarrollar
protocolos de evaluación. La selección de especies es
hecha caso por caso, tomando en consideración el transgen, el
organismo, y el medioambiente relevante; los puntos meta son concretos
y relevantes al riesgo ambiental; y los protocolos de evaluación
están basados en principios científicos transparentes.
Las comparaciones de riesgo relevantes son desarrolladas al principio
del análisis de riesgo, el cual amplia su alcance para incluir
algunas comparaciones que no serían consideradas bajo el modelo
ecotoxicológico.
Este método evita algunas de las potenciales arbitrariedades
relacionadas con el modelo de especies no nativas. Aquí nos enfocamos
en los estadios iniciales de la evaluación de riesgos. Los costos
son reducidos al enfocar la evaluación en unas pocas especies
“no-objetivo”, y la incertidumbre es abordada al escoger
especies relevantes, ampliando la lista de especies, y usando metodologías
de pruebas múltiples y factores de incertidumbre.
SELECCIÓN DE ESPECIES NO-OBJETIVO PARA UNA EVALUACIÓN
ECOLÓGICA DE RIESGOS.
La selección de especies
en el modelo ecológico es específica para cada caso, dependiendo
del cultivo transgénico y del contexto de su cosecha, y prioriza
especies que podrían ser afectadas adversamente por el cultivo
transgénico. La selección de las especies sigue cuatro
pasos: (1) establecimiento de grupos funcionales de acuerdo a su papel
ecológico o función en el ecosistema, (2) clasificación
de las especies “no-objetivo”, encontradas en el medioambiente
relevante, en estos grupos funcionales, (3) priorización de estas
especies en base a principios ecológicos, y (4) seleccionar un
número de especies de alta prioridad para la prueba.
ESTABLECIMIENTO DE GRUPOS FUNCIONALES
Al usar la función ecológica,
es posible evitar conclusiones inapropiadas asociadas con las especies
indicador usadas en el modelo ecotoxicológico, para enfocar las
pruebas en procesos ecológicos críticos, y para limitar
el número de especies que deberán ser probadas.
Two types of functional criteria, anthropocentric and ecological, can
be used (table 3). Groups whose function is anthropocentric, or related
directly to human goals, include secondary pest species, natural enemies,
rare or endangered species, species used to generate income, and species
of social or cultural value. Ecological functions relate to ecosystem
processes and are independent of human goals. Groups with ecological
functions include nontarget primary consumers, secondary consumers,
pollinators, decomposers, and seed dispersers. These functional groups
are not mutually exclusive. For example, many species are both secondary
pests and nontarget primary consumers, and others are both natural enemies
and secondary consumers.
Pueden ser usados dos tipos de criterios funcionales, el antropocéntrico
y el ecológico, (tabla3). Los grupos cuya función es antropocéntrica,
o directamente relacionado con metas humanas, incluyen especies secundarias
de pestes, enemigos naturales, especies raras o en peligro, especies
usadas para generar un ingreso, y especies de valor social o cultural.
Las funciones ecológicas se relacionan con procesos del ecosistema
y son independientes de las metas humanas. Los grupos con funciones
ecológicas incluyen consumidores primarios no-objetivo, consumidores
secundarios, polinizadores, descomponedores, y dispersadores de semillas
estos grupos funcionales no se excluyen mutuamente. Por ejemplo muchas
especies son tanto pestes secundarias como consumidores primarios no-objetivo,
y otras son tanto enemigos naturales como consumidores secundarios.
CLASIFICANDO LAS ESPECIES “NO-OBJETIVO”
Como un segundo paso, las especies
no-objetivo que acontecen en asociación con el cultivo en la
región en donde se intenta liberar el cultivo transgénico,
son clasificadas en grupos funcionales usando la información
disponible y la experticia. La inclusión de especies que en realidad
acontecen en la región, genera un set caso-específico
de potenciales especies no-objetivo. Algunos ejemplos de los tipos de
especies no-objetivo que serían clasificadas en los grupos funcionales
están listados en la tabla 3, aunque obviamente estos ejemplos
no son específicos para ninguna región.
Un basto número de especies encontradas en los campos agrícolas
probablemente no pueden ser clasificadas en uno de esos grupos funcionales.
En el caso del maíz en los Estados Unidos, el 4% de la especies
artrópodas sobre el nivel del suelo son pestes de maíz,
aproximadamente el 8% son enemigos naturales, menos del 2% son polinizadores,
probablemente 20 % a 30% son organismos del suelo (Warters 1969), y
probablemente menos del 5% son especies de conservación o de
preocupación cultural. Esto deja aproximadamente 45% de la comunidad
de artrópodos sobre el nivel del suelo sin una función
conocida. Una precaución crítica, por lo tanto, es considerar
una categoría de especies con función desconocida para
que estas especies no sean ignoradas inadvertidamente.
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Tabla 3. Clasificación funcional de organismos
no-objetivo terrestres dentro o cerca de sistemas agrícolas para
la experimentación preliberación de plantas transgénicas.
Grupo funcional Ejemplos
Antropocéntrico Pestes alternas o secundarias Enemigos naturales
Especies raras o en peligro de extinción Especies que generan
ganancias Especies con valor social o cultural Pestes esporádicas,
pestes inducidas Predadores, parasitoides, parásitos, competidores,
hormigas, herbívoros comedores de hierba. Especies de la lista
roja o especies de valor general para la conservación de la biodiversidad.
Abejas, mariposas de seda Mariposas monarca, abejas
Ecológica Competidores Consumidores primarios (excluyendo especies
blanco) Consumidores secundarios Polinizadores Descomponedores Dispersadotes
de semillas Especies sin una función conocida Hierbas Especies
consumidoras de plantas que no son el blanco del transgen Especies que
comen consumidores primarios (predadores, parasitoides, parásitos)
Insectos sociales y solitarios (abejas, moscas, escarabajos) Insectos
carroñeros, hormigas, colembolas, microorganismos, gusanos de
tierra, acaros (arañas y garrapatas) Aves, pequeños mamíferos,
hormigas Cerca de la mitad de las especies de artrópodos en un
habitat
PRIORIZANDO ESPECIES USANDO PRINCIPIOS ECOLÓGICOS
Muchas especies son clasificadas
en cada grupo funcional. Se pueden usar varios criterios para priorizar
las especies “no-objetivo” incluido una máxima exposición
posible, potenciales efectos adversos, y exposición potencial
(caja 1).
Una posible exposición puede ocurrir por muchos caminos. El material
de plantas transgénicas y productos transgénicos y los
metabólicos pueden afectar a las especies no-objetivo directamente
a través de los residuos de la planta (sobre o bajo el suelo;
Zwahlen et al. 2003); hojas viejas y tejido viejo de semillas; exudación
de semillas (Saxena and Stotzky 2000); polen (Losey et al. 1999); y
otras partes de la planta que expresan el transgen (Hilbeck 2002), tales
como semillas, néctar, fluidos de gutación, y savia de
floema.
Cualquier organismo no-objetivo alimentándose de la planta transgénica
o parte de la planta entrará en contacto con el transgen y su
producto.
Además, el producto transgen podría interactuar con compuestos
existentes de la planta afectando a los organismos no-objetivo. El material
de la planta transgénica y los productos transgénicos
pueden afectar a las especies no-objetivo indirectamente a través
de otros organismos, tales como herbívoros (Hilbeck et al. 1999)
o homoptera (áfidos, escalas, y moscas blancas, cuyo zumo de
miel puede contener material transgenico; Raps et al. 2001).
Por lo tanto las especies no-objetivo podrían ser afectadas:
(a) por los productos transgénicos en el cultivo original del
transgen, en las secreciones de la planta, en herbívoros, en
las excreciones de los herbívoros o en las especies que contengan
productos transgénicos
(b) por metabólicos de los productos del transgen
(c) por interacciones con otros compuestos de la planta o de los herbívoros
que alteran la composición o fisiología de la planta o
del herbívoro (e.g., Saxena and Stotzky 2001, Birch et al. 2002).
El número de caminos posibles es inmenso; estimamos que hay más
de 250 diferentes maneras de exposición por las cuales un producto
transgénico o sus metabólicos podrían afectar un
consumidor secundario, de los cuales solo unos pocos son efectos directos
del producto transgénico. Esta multitud de caminos potenciales
para la exposición o contacto tienen implicaciones importantes
para la metodología de la prueba. (ver abajo) y complica el análisis
de exposiciones potenciales (Hilbeck 2002).
A pesar de que muchas especies tienen
una función ecológica desconocida, esto no implica que
su función ecológica sea insignificante. Por ejemplo,
el significado ecológico de microorganismos simbióticos
está apenas empezando a ser apreciado (e.g., Werren 1997). De
las especies con una función ecológica desconocida, sugerimos
que aquellas con una alto estado de biomasa o aquellas que son encontradas
en asociación frecuente con el hábitat del cultivo transgénico
también deberían ser seleccionados para las pruebas. Al
considerar explícitamente tales especies para una prueba no-objetivo
inicial, estamos introduciendo a la evaluación de riesgos una
metodología preventiva, científicamente justificada.
SELECCIONANDO ESPECIES DE ALTA PRIORIDAD PARA PRUEBAS
Aquellas especies a las que se les
ha dado alta prioridad se mantienen como candidatas para la prueba.
Este proceso de selección final no es un proceso puramente científico,
pero debería ser transparente. Sugerimos que varias especies
por cada grupo funcional sean seleccionadas. Claramente, experimentando
con más especies mejora el nivel de precaución en la evaluación.
Sin embargo, el número de especies probadas posiblemente estén
influenciado por otros factores, incluidos los económicos y los
políticos.
PUNTO META PARA EL MODELO ECOLÓGICO
Un punto meta experimental apropiado
para una experimentación inicial es la adaptabilidad relativa
generacional o algún componente de la adaptabilidad relativa.
La adaptabilidad relativa generacional es la relativa supervivencia
vitalicia y la reproducción de las especies no-objetivo. Así,
los experimentos de supervivencia deberían durar por lo menos
una generación completa, incluyendo todas las etapas de inmadures
de las especies no-objetivo.
Los parámetros de la etapa-edad adulta, incluida la edad-específica
de mortalidad y fecundidad femenina, deberían ser medidos. Por
principio, la duración de la prueba deberá corresponder
al tiempo en que la especie no-objetivo estaría expuesta a las
plantas transgénicas, partes de la planta y residuos y al patrón
temporal de expresión y persistencia del producto trangen y sus
metabólicos. Por ejemplo si el producto transgen está
expresado a través de toda la etapa de crecimiento y la especie
no-objetivo tiene un tiempo generacional de un mes, esta estará
expuesta por lo menos en una generación completa.
La adaptabilidad relativa generacional es un punto meta particularmente
útil, porque se relaciona directamente con el riesgo. Si la planta
transgénica afecta de manera adversa a una especie no-objetivo,
sus efectos se llevarán a cabo a través de algún
componente de adaptabilidad relativa. Por lo tanto, los resultados de
estas pruebas motivarán la creación y guiarán el
diseño de pruebas subsiguientes a través de la identificación
de los componentes de adaptabilidad que podrían estar afectados
por la planta transgénica en el ambiente.
Para obtener estimaciones útiles de adaptabilidad relativa, se
deberá llevar a cabo replicaciones reales del experimento (por
e.j., todo el experimento deberá ser repetido con plantas nuevas
e individuos no-objetivo a través del tiempo).
Nosotros sugerimos que, cuando los factores de incertidumbre puedan
ser diseñados dentro de los experimentos, los experimentos deberían
detectar diferencias, por lo menos, de entre 25% y 30% entre tratamientos,
con un valor P de 0.05.
El factor de incertidumbre probablemente deberá ser mayor que
10 y menor que 10.000, y un factor de incertidumbre más alto
deberá ser usado cuando se conozca menos sobre el producto transgen.
Cuando los factores de incertidumbre no puedan ser usados, como en el
caso de las pruebas en las que se usan plantas intactas, los experimentos
deberán ser diseñados para detectar una diferencia del
10% entre tratamientos, con un valor de P de 0.05.
Un análisis prospectivo de poder estadístico puede ayudar
en el diseño de estos experimentos, y se puede usar pruebas de
equivalencia para analizar los resultados (Andow 2003). Los resultados
que excedan estas mínimas diferencias necesitarán pruebas
adicionales.
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Caja 1 Criterios para el ordenamiento de especies no-objetivo
en cada grupo funcional para facilitar la selección de especies
a ser evaluadas en pruebas iniciales no-objetivo
Máxima exposición posible La máxima exposición
posible de una especie no-objetivo a un cultivo transgénico está
basada en el ámbito geográfico, especificidad del habitat,
abundancia local (Rabinowitz 1981), prevalencia (proporción del
espacio adecuado que es ocupado por las especies) y asociación
temporal con el cultivo. Estos criterios pueden ser evaluados independientemente
del cultivo transgénico específico. Especies con un amplio
alcance geográfico, especificidad al hábitat del cultivo,
alta abundancia local, alta influencia (prevalencia), y alta superposición
temporal con el cultivo transgénico son más probables
de tener una mayor exposición. Potenciales efectos adversos Las
potenciales consecuencias de un efecto adverso en una especie no-objetivo
son consideradas mas serias si la especie tiene una importancia ecológica
o económica, está en peligro o es rara, o tiene un valor
simbólico. Especies ecológicamente significativas tienen
funciones ecológicas específicas, tales como control biológico,
polinización, o descomposición. Es probable que las especies
económicamente significativas tengan un impacto económico
si su abundancia cambia. Especies en peligro incluyen aquellas que constan
en la lista roja o azul o que de alguna manera están amenazadas
o propiamente en peligro; que co-habitan los mismos hábitats
que los cultivos; y que entran en contacto con el cultivo, con sus partes,
o con sus secreciones o excreciones que contienen su material genético.
Otras especies raras tienen algún valor en la biodiversidad pero
no están en las listas. Las especies simbólicas aparecen
repetidamente en público de maneras simbólicas (e.g.,
banderas, logotipos, propagandas, noticias); ellas pueden ser especies
con un significado cultural o especies con atributos únicos (por
ejemplo, organización social, migración masiva, de una
belleza abrumadora o rara, fortaleza). Potencial exposición Al
evaluar si es probable que una especie está expuesta al producto
transgénico o a los metabólicos en el ecosistema del cultivo,
es necesario tomar en consideración el cultivo transgénico
específico. Es menos probable que sean afectadas especies no-objetivo
que no están expuestas directamente o indirectamente por el cultivo
transgénico, y si están afectadas, probablemente será
a través de otra especie que estuvo expuesta al producto transgénico
o sus metabólicos.
Nota: Todos los criterios siguientes
son consistentes con el anexo 3 del Protocolo de Cartagena.
FUENTE: July 2004 / Vol. 54
No. 7 • BioScience 637