Transgénicos e híbridos, ¿cuál es la diferencia? Parte I

A lo largo de miles de años, los seres humanos han ido seleccionando las plantas que presentan las características que le han parecido más atractivas: mayores rendimientos, mejor sabor, resistencia al ataque de algún patógeno, frutos de mayor tamaño… e incluso atributos como el color, la forma y la facilidad de cosecha. Las plantas cultivadas que conocemos hoy no se parecen mucho a sus parientes silvestres. Un ejemplo en nuestra región es el maíz (Zea mays ssp. mays), descendiente de los teocintles (Zea mays ssp. parviglumis, Zea mays ssp. mexicana). Al final de cada ciclo de cultivo, los antiguos pobladores de Mesoamérica guardaban las semillas de las plantas de teocintle con las espigas de mayor tamaño y que tenían más granos. Al cabo de incontables generaciones, esos agricultores obtuvieron las variedades de maíces criollos que han llegado hasta nuestros días.

Imagen 1: A) Mazorcas de maíz (Zea mays ssp. mays). B) Planta de teocintle (Zea mays ssp. parviglumis). Fuentes: Mazorcas- pxfuel.com. Licencia CC 0. Teosinte-M.B. Hufford, Wikimedia.org. Licencia CC 3.0.

A principios del siglo XX, el redescubrimiento de los experimentos que Mendel había llevado a cabo en la década de 1860, así como las bases de la teoría de la evolución de Darwin y Wallace, les permitieron a los científicos comprender cómo se heredan las características de los padres a los hijos. Una de las primeras aplicaciones prácticas de esta nueva ciencia, la genética, fue el desarrollo de las técnicas que hoy consideramos métodos clásicos de fitomejoramiento. Gracias a ellas, la obtención de nuevas variedades de cultivo sería mucho más rápida que esa selección del maíz que nuestros ancestros llevaron a cabo durante muchas generaciones.

La mitad del siglo XX le dio a la humanidad una de las llaves para entender el funcionamiento de la vida: Watson, Crick, Franklin y Wilkins determinaron la estructura del ADN en 1953, y con ello sentaron la base de la biotecnología moderna. La tecnologías que se han desarrollado gracias a los avances de esta ciencia han permitido acortar aún más el proceso para obtener cultivos con las características deseadas, pero algunas de estas herramientas han causado polémica por sus supuestos impactos potenciales sobre el ambiente, la salud humana y la forma de vida de los pequeños agricultores. Esto ha traído consigo desinformación y confusión para productores y consumidores por igual. En los próximos artículos procuraremos dar respuesta a algunas de las preguntas frecuentes en torno al tema, con el objetivo de darte información con una base científica. Hoy comenzaremos por despejar las inquietudes respecto a los híbridos.

¿Qué es un híbrido?

Un híbrido es el resultado de la cruza entre individuos de dos especies, razas o variedades diferentes. Algunos ejemplos de híbridos son:

·Entre especies – las mulas, son los descendientes de una yegua y un burro.

·Entre razas – los labradoodle, son los hijos de padres labrador y poodle.

·Entre variedades – los híbridos de tomate disponibles en el mercado (por ejemplo, con resistencia a Fusarium) son el resultado de cruzas entre distintas variedades de jitomates.

Aunque los ejemplos anteriores corresponden a animales y plantas domesticados, es importante señalar que los híbridos suceden también en la naturaleza entre especies (relativamente poco frecuente) y subespecies (mucho más frecuente).

Imagen 2: A) Ejemplar de labradoodle, perro híbrido resultante de la cruza de un labrador y un poodle. B) Fotografía: Anton Porsche, Wikimedia.org. Licencia CC BY 4.0

¿Cómo se obtiene un cultivo híbrido?

De manera general, se seleccionan dos líneas puras o variedades que serán los padres del híbrido y se lleva a cabo una polinización cruzada (ver la figura 4). Las semillas que resulten de esta cruza llevarán una combinación de los genes de ambos parentales. Esta cruza se lleva a cabo de forma manual o con ayuda de polinizadores, con mucho cuidado para evitar que el polen de otras plantas interfiera con el proceso. Las plantas que germinarán de las semillas resultantes de esta cruza son los híbridos de primera generación, también llamados F1. Aunque suene simple, un híbrido estable toma varios años en desarrollarse y salir al mercado, pues la obtención de líneas puras y otros de los procesos necesarios para fijar la característica deseada en la nueva variedad híbrida deben llevarse a cabo en varias generaciones. Dependiendo del cultivo, este tiempo puede variar: unos 4 a 6 años para algunos cereales, y ¡más de una década para algunos árboles frutales!

Imagen 3: Pasos generales para obtener un híbrido. A) Se escoge una variedad olínea pura para que sea el “padre” (parental macho) y otra para que sea la “madre” (parental hembra). El parental macho aportará el polen y la hembra los óvulos. Para evitar que se contamine con su propio polen, a las flores que fungirán como hembras se les cortan los estambres y anteras antes de que éstos maduren. B) Se transfiere el polen de los machos a las hembras con la ayuda de pinceles o insectos polinizadores. C) Se deja madurar el fruto producido por las flores hembra y se extraen las semillas. D) Las plantas resultantes de estas semillas son el híbrido F1. Creado con Biorender.com

¿Por qué son útiles los híbridos en la agricultura?

La hibridación permite obtener plantas que expresen dos o más características deseables que originalmente existen por separado en las líneas parentales. Por ejemplo, imaginemos que hay dos variedades criollas de maíz. La variedad A es muy precoz, pero produce mazorcas con pocos granos. La variedad B produce mazorcas con una gran cantidad de granos, pero es de ciclo largo. A través de un programa de mejora genética se busca tener un híbrido que sea precoz como la variedad A y que al mismo tiempo produzca mazorcas con una gran cantidad de granos, como la variedad B.

¿Puedo sembrar las semillas de mi cultivo híbrido para el próximo ciclo?

Las semillas provenientes de un cultivo híbrido son fértiles y pueden producir descendencia en la gran mayoría de los casos (esta generación se llama F2). Sin embargo, los individuos de la generación F2 serán muy heterogéneos y no todos tendrán las características que se lograron expresar en el híbrido F1. Pero… ¿por qué? ¿es esto un engaño de las casas semilleras para obligar al productor a comprar los híbridos? En realidad, esto es por las leyes de la genética y no por algún truco de marketing (figura 5). 

Imagen 4: Obtención de un híbrido F1 a partir de dos líneas puras. A diferencia la F1, la generación (descendiente de individuos F1) expresará las características deseadas de forma heterogénea. Creado con Biorender.com

Si la imagen 5 resulta complicada de seguir, retomemos el ejemplo de los perros labradoodle. Tanto el labrador como el poodle son razas (líneas puras) que han sido seleccionadas durante muchísimas generaciones para que cada una muestre una serie de características definidas. Si cruzamos un labrador con un labrador, obtenemos un labrador. Si cruzáramos a este hijo labrador con cualquier otro labrador, incluso sus hermanos (aunque esto no es nada recomendable), obtendremos siempre un labrador. Lo mismo con el poodle: Poodle x Poodle = Poodle. Cuando se cruza un labrador con poodle, se obtiene un labradoodle (el híbrido de primera generación, F1). Pero ¿qué pasa si se cruza un labradoodle con otro labradoodle? Bueno, nacerán algunos cachorros que se parezcan más a un labrador, otros que parezcan poodle y otros que se parezcan a sus padres, los labradoodle. 

Ahora, traslademos este ejemplo a los tomates de la imagen 5. La generación F2 tendría algunas plantas resistentes a la enfermedad y con frutos amarillos, como la F1. Pero otras tendrían frutos rojos y otras más serían susceptibles a los ataques del patógeno. Esto sería problemático para manejar el cultivo (¿cómo saber cuáles plantas debo proteger con fungicidas?), cosechar y comercializar los frutos (¿Aceptarían mis clientes un lote de frutos de diferentes características?). Entonces, la respuesta es sí, las semillas de un híbrido podrían guardarse para la siguiente temporada (pues germinarían) pero no es recomendable.

Entonces, ¿un híbrido tuvo manipulación genética?

En sentido estricto, incluso los teocintles pasaron por una lenta “manipulación genética” a través de miles de años de selección hasta llegar a los maíces criollos que conocemos hoy. Lo mismo con los híbridos, pues el hombre diseña un programa de mejoramiento, escoge cuáles líneas va a cruzar y lleva a cabo la selección durante varias generaciones hasta tener un cultivo con las características que le resultan atractivas. Sin embargo, para obtener un híbrido no es necesario el uso de la ingeniería genética: se llevan a cabo los cruzamientos a través de la polinización, como puede llegar a suceder en la naturaleza. En la actualidad, gran parte de las variedades de cereales, hortalizas y frutales más cultivadas en el mundo se han obtenido gracias a los programas de mejoramiento genético tradicionales, utilizando la hibridación.

En el siguiente artículo te contaremos qué son los organismos genéticamente modificados (OGM), cómo se obtienen, por qué son diferentes a los híbridos, qué aplicaciones tienen en la agricultura y cuáles son los riesgos potenciales al usar esta tecnología.

Referencias

Bedoya, C. y Chávez, V. (2010). “Teocintle: el ancestro del maíz” en Claridades Agropecuarias (201): 32-42. Agencia de Servicios a la Comercialización y Desarrollo de Mercados Agropecuarios, México. 

Kendig C. (2013). “Hybridity in Agriculture”. En: Thompson P., Kaplan D. (eds) Encyclopedia of Food and Agricultural Ethics. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6167-4_421-1

Gill, D. (2018). Hybrids and GMO seeds (blog). Louisiana State University Agricultural Center. https://www.lsuagcenter.com/profiles/jmorgan/articles/page1536932413568

FAO. (2011). Frequently Asked Questions about FAO and Agricultural Biotechnology. http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/biotech/docs/faqsen.pdf