Campos de ma\u00edzWIKIMEDIA COMMONS, GARDENKITTY<\/p>\n
Es una historia adecuada para una pel\u00edcula de terror de Hollywood, pero tambi\u00e9n es un principio de la biolog\u00eda evolutiva. Introduce una toxina en un sistema e inevitablemente seleccionas sobrevivientes resistentes. Estos pocos individuos obtienen una ventaja reproductiva y se multiplican; a veces no se pueden detener ni siquiera con los productos qu\u00edmicos m\u00e1s potentes.<\/p>\n
Durante a\u00f1os, esta trama general fue noticia en los campos de la resistencia a los antibi\u00f3ticos y la investigaci\u00f3n del c\u00e1ncer. M\u00e1s recientemente, las plantas se han convertido en un protagonista com\u00fan. Las malezas de todo el mundo est\u00e1n desarrollando resistencia al glifosato, uno de los herbicidas m\u00e1s comunes en el mercado, y al igual que las bacterias y las c\u00e9lulas tumorales, muchas plantas tambi\u00e9n pueden resistir muchas otras toxinas, cada una con objetivos moleculares \u00fanicos.<\/p>\n
En enero, se confirm\u00f3 una infestaci\u00f3n espeluznante del arbusto kochia en Alberta, Canad\u00e1. Introducida originalmente en los climas des\u00e9rticos como forraje para el ganado, la maleza tenaz ahora puede sobrevivir al glifosato, que se dirige a una enzima involucrada…<\/p>\n
Los Estados Unidos tambi\u00e9n est\u00e1n siendo tomados por asalto. Palmer amaranto recientemente desarroll\u00f3 resistencia a las mismas dos clases de qu\u00edmicos en Tennessee. Desde 2009, la maleza alta y delgada ha barrido 1 mill\u00f3n de acres de tierras de cultivo, lo que ha provocado que algunos agricultores abandonen sus campos. Y en California, una planta llamada Hairy Fleabane se desliz\u00f3 recientemente en los vi\u00f1edos. Ahora es capaz de resistir tanto el glifosato como el qu\u00edmico Paraquata que secuestra fotones de las prote\u00ednas involucradas en la fotos\u00edntesis.<\/p>\n
En todo el mundo, 23 especies de malezas han desarrollado resistencia al glifosato, y al menos 10 de ellas tambi\u00e9n han desarrollado resistencia a otros herbicidas. , seg\u00fan la Encuesta Internacional de Malezas Resistentes a Herbicidas. Y Bill Freese, del Centro para la Seguridad Alimentaria en Washington, DC, cree que estas cifras subestiman el problema. Para que una maleza sea catalogada como resistente, debe sobrevivir cuatro veces la concentraci\u00f3n utilizada para matar las plantas susceptibles. Algunas malezas toleran niveles m\u00e1s bajos de glifosato, y estos tambi\u00e9n tienen un gran impacto en el campo, dice. <\/strong><\/p>\n Las infestaciones de malezas son m\u00e1s una molestia que una monstruosidad, pero est\u00e1n mordiendo bolsillos de los agricultores. En Arkansas, el 61 % de los campos de soja est\u00e1n infestados con amaranto palmero resistente al glifosato, lo que les cuesta a los agricultores 71 millones de d\u00f3lares al a\u00f1o en rendimientos perdidos, y el 80 % del algod\u00f3n del estado tambi\u00e9n est\u00e1 infestado, con p\u00e9rdidas que ahora ascienden a 10,9 millones de d\u00f3lares.<\/p>\n Selecci\u00f3n de s\u00faper malas hierbas <\/strong><\/p>\n No es raro que las bacterias se multipliquen cada 20 minutos, pero las plantas tienen un ciclo de vida mucho m\u00e1s largo y, por lo tanto, una tasa de evoluci\u00f3n m\u00e1s lenta. Esto hace que la resistencia a los herbicidas sea enga\u00f1osamente improbable.<\/p>\n Kochia scoparia <\/em> WIKIMEDIA COMMONS, WILDBOAR <\/p>\n La posibilidad de que una sola mutaci\u00f3n confiera resistencia a los herbicidas es de 1 en 100.000, lo que hace que la probabilidad de un mutante doblemente resistente menos de 1 en 10 mil millones. Las primeras investigaciones patrocinadas por la industria sugirieron que la resistencia al glifosato era particularmente improbable porque las grandes mutaciones en el objetivo de los herbicidas, la enzima EPSPS, la volver\u00edan disfuncional y matar\u00edan a la planta antes de que pudiera reproducirse.<\/p>\n Las afirmaciones hechas eran ingenuas, y, de hecho, se han desarrollado malas hierbas resistentes, dice David Mortensen, cient\u00edfico de malas hierbas de la Universidad Estatal de Pensilvania. Cuando se aplica un qu\u00edmico a un \u00e1rea tan amplia (casi toda la soja y el algod\u00f3n, y un gran porcentaje de ma\u00edz), la presi\u00f3n de selecci\u00f3n es demasiado intensa. <\/p>\n De hecho, el uso de glifosato ha aumentado dram\u00e1ticamente, de los aproximadamente 4 millones de libras que se aplicaron al ma\u00edz en 2000 a 65 millones de libras el a\u00f1o pasado, y tambi\u00e9n aument\u00f3 el uso en campos de algod\u00f3n y soya. Gran parte de este aumento se puede atribuir a la incorporaci\u00f3n de cultivos gen\u00e9ticamente modificados que no se ven afectados por el glifosato, que Monsanto, con sede en St. Louis, vende bajo la marca Roundup. Para ayudar a los agricultores a rociar glifosato directamente sobre los campos sin da\u00f1ar los cultivos, Monsanto lanz\u00f3 la soya y la canola Roundup Ready en 1996. Pronto siguieron el algod\u00f3n y el ma\u00edz transg\u00e9nicos y, para 2001, los cultivos transg\u00e9nicos abarcaban millones de acres. Fue entonces cuando las malas hierbas resistentes hicieron su debut.<\/p>\n El glifosato existe desde la d\u00e9cada de 1970, pero las malas hierbas resistentes no se convirtieron en un problema grave hasta que el herbicida se empaquet\u00f3 con cultivos transg\u00e9nicos, dice Mortensen.<\/p>\n Pero seg\u00fan Rick Cole, quien supervisa el manejo de malezas para Monsanto, el uso excesivo no es el problema, y la soluci\u00f3n es simplemente aplicar un segundo herbicida con un objetivo molecular diferente. El problema es que el glifosato se usa solo una y otra vez, dice. El uso de un segundo modo de acci\u00f3n reduce el riesgo de resistencia.<\/p>\n En un conjunto de recomendaciones publicadas a principios de este mes (10 de mayo), la Weed Science Society of America sugiri\u00f3 que, adem\u00e1s de minimizar el uso de herbicidas, los agricultores tambi\u00e9n diversifican los productos qu\u00edmicos que aplican a sus plantas para mantener la eficacia de los herbicidas a largo plazo.<\/p>\n Sin embargo, la combinaci\u00f3n de productos qu\u00edmicos no siempre funciona seg\u00fan lo planeado, dice Patrick Tranel, un cient\u00edfico especializado en malezas de la Universidad de Illinois. Si bien duplicar los productos qu\u00edmicos hace que sea poco probable que algo sobreviva, dice, tambi\u00e9n aumenta potencialmente la posibilidad de seleccionar un mecanismo general que confiera resistencia a ambos herbicidas.<\/p>\n Maestros de la supervivencia <\/strong><\/p>\n Las malas hierbas no pueden tener alas ni huir, por lo que para sobrevivir en ambientes hostiles, han desarrollado diversas respuestas de adaptaci\u00f3n generalizadas. Recientemente, el profesor de la Universidad de Washington, Andre dAvignon, se top\u00f3 con un ejemplo sorprendente. Usando im\u00e1genes de resonancia magn\u00e9tica nuclear, \u00e9l y su equipo rastrearon el glifosato a trav\u00e9s de la maleza, una planta nativa que se infiltra en los cultivos en hileras con semillas arrastradas por el viento. En las malas hierbas susceptibles, el producto qu\u00edmico termin\u00f3 en el citosol, pero en las plantas resistentes, el 85 % qued\u00f3 ligado a la vacuola en 24 horas. Este mecanismo tambi\u00e9n se ha demostrado en el ryegrass italiano resistente al glifosato y el ryegrass r\u00edgido.<\/p>\n Conyza bonariensis<\/em> cabezas de semillas y flores (algas marinas) WIKIMEDIA COMMONS, RICKJPELLEG <\/p>\n Este es un proceso m\u00e1s gen\u00e9rico que la alteraci\u00f3n de una enzima, y significa que una sola planta puede adaptarse a dos sustancias qu\u00edmicas a la vez, dice Mortensen.<\/p>\n En las bacterias, la resistencia a m\u00faltiples f\u00e1rmacos a menudo se remonta a la gran y diversa clase de ATP transportadores de casete (ABC), que transportan una variedad de productos qu\u00edmicos a la c\u00e9lula y los org\u00e1nulos. Esta misma clase de prote\u00ednas puede ayudar a las plantas resistentes a secuestrar el glifosato. De hecho, dAvignon ha encontrado evidencia de que la maleza puede sobreexpresar un transportador de vacuolas localizado, y aunque la prote\u00edna a\u00fan no se ha aislado, los resultados no publicados sugieren que requiere ATP y transporta otras sustancias qu\u00edmicas t\u00edpicas de los transportadores ABC. Si hay un transportador ABC involucrado, posiblemente podr\u00eda transportar m\u00e1s de un herbicida a la vacuola, dice dAvignon, cuyo trabajo est\u00e1 patrocinado por Monsanto.<\/p>\n Otra estrategia utilizada por plantas y bacterias, por igual, es sobreexpresar enzimas espec\u00edficas, de modo que algunos todav\u00eda pueden funcionar correctamente, incluso mientras que otros son destruidos por el producto qu\u00edmico. El c\u00e1\u00f1amo de agua resistente al glifosato, el amaranto Palmer, la kochia y el raigr\u00e1s italiano, por ejemplo, sobreexpresan el gen EPSPS al que se dirige el herbicida. Sin embargo, en lugar de simplemente regular al alza la expresi\u00f3n g\u00e9nica, las plantas resistentes al glifosato producen m\u00faltiples copias del gen EPSPS. Esto es muy dif\u00edcil de hacer, mucho menos probable que una mutaci\u00f3n puntual, dice Tranel.<\/p>\n El ascenso de los resistentes<\/strong><\/p>\n Si la situaci\u00f3n no fuera ya lo suficientemente mala , parece ser una bola de nieve. Las malas hierbas en nueve pa\u00edses diferentes han desarrollado de forma independiente resistencia a m\u00faltiples modos de acci\u00f3n. Algunos supervivientes obstinados ahora pueden sobrevivir a la mayor\u00eda de los productos qu\u00edmicos utilizados por los agricultores, y las infestaciones se est\u00e1n extendiendo.<\/p>\n El a\u00f1o pasado, por ejemplo, los agricultores de Iowa informaron de infestaciones de c\u00e1\u00f1amo de agua en sus campos de ma\u00edz y soja. La maleza ahora ha invadido 500 acres y contin\u00faa sobreviviendo a los tratamientos con glifosato y seis productos qu\u00edmicos adicionales. El caso es un raro ejemplo de una maleza que desarrolla resistencia a tres clases de sustancias qu\u00edmicas, cada una con un objetivo molecular \u00fanico. A\u00fan m\u00e1s impresionante, un biotipo de Rigid Ryegrass que crece en Victoria, Australia, ahora es resistente a cuatro clases de qu\u00edmicos. Hasta el momento, solo unos 10 acres se han visto afectados, pero se predice que las malas hierbas se propagar\u00e1n.<\/p>\n A pesar de las probabilidades aparentemente peque\u00f1as de que una planta desarrolle resistencia a m\u00faltiples herbicidas, el aumento dram\u00e1tico de las malas hierbas resistentes al glifosato, que ahora infestan m\u00e1s de 17 millones de acres en todo el pa\u00eds, ha hecho que esta posibilidad sea exponencialmente m\u00e1s probable. No necesitamos que una sola planta experimente dos adaptaciones improbables, solo necesitamos que suceda un evento en un biotipo que ya tiene resistencia al glifosato, dice Mortensen.<\/p>\n La pr\u00f3xima ola de semillas gen\u00e9ticamente modificadas ser\u00e1 el \u00faltimo experimento, dice Mortensen. Freese Monsanto est\u00e1 desarrollando cultivos que pueden rociarse simult\u00e1neamente con glifosato y el herbicida dicamba. Dow AgroSciences planea comercializar semillas de ma\u00edz modificadas gen\u00e9ticamente resistentes tanto al glifosato como al herbicida 2,4-D; el Departamento de Agricultura de EE. UU. est\u00e1 revisando la tecnolog\u00eda este verano. As\u00ed como tuvimos un aumento en el [uso] de glifosato despu\u00e9s de que se lanzaron los cultivos Roundup Ready, es posible que pronto veamos un gran aumento en el 2,4-D, dice Freese. En nuestra opini\u00f3n, esto tambi\u00e9n dar\u00e1 lugar a malas hierbas con resistencia m\u00faltiple al 2,4-D y al glifosato. <\/p>\n Correcci\u00f3n (24 de mayo): Las probabilidades de que una planta desarrolle doble resistencia a los qu\u00edmicos mencionados en esta historia son de 1 en 10 mil millones. La versi\u00f3n original dec\u00eda \u00abmenos de 1 en un bill\u00f3n\u00bb, lo que refleja un n\u00famero menos conservador. <\/em>El cient\u00edfico lamenta el error.<\/em><\/p>\n Correcci\u00f3n (31 de mayo): El sesenta y uno por ciento de los campos de soya en Arkansas, no en Alabama, est\u00e1n infestados con amaranto Palmer resistente al glifosato. <\/em>El cient\u00edfico lamenta el error.<\/em><\/p>\n Correcci\u00f3n (7 de agosto de 2014): Andre dAvignon est\u00e1 en la Universidad de Wasington, no en la Universidad de Washington. <\/em>El cient\u00edfico lamenta el error.<\/em><\/p>\n Reciba acceso completo a m\u00e1s de 35 a\u00f1os de archivos<\/strong>, as\u00ed como TS Digest<\/em><\/strong>, ediciones digitales de The Scientist<\/em><\/strong>, art\u00edculos destacados<\/strong>, \u00a1y mucho m\u00e1s!\u00danase gratis hoy \u00bfYa es miembro?Inicie sesi\u00f3n aqu\u00ed<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Campos de ma\u00edzWIKIMEDIA COMMONS, GARDENKITTY Es una historia adecuada para una pel\u00edcula de terror de Hollywood, pero tambi\u00e9n es un principio de la biolog\u00eda evolutiva. Introduce una toxina en un sistema e inevitablemente seleccionas sobrevivientes resistentes. 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