Este documento analiza los avances y desafíos de la agricultura y la acuicultura, incluyendo las revoluciones verdes y los avances de la ingeniería genética. La revolución verde aumentó la producción pero también los costos y riesgos, sin resolver el problema de la desnutrición. Ahora, la manipulación de genes a nivel celular podría mejorar características de organismos para la agricultura y acuicultura. Se han creado peces transgénicos inyectando ADN en ovocitos, aunque es complicado.

1. See discussions, stats, and author profiles for this publication at:
http://www.researchgate.net/publication/233808614
AGRICULTURA, ACUICULTURA E
INGENIERIA GENETICA
ARTICLE · JANUARY 1993
READS
75
2 AUTHORS:
Julio E. Pérez
Instituto Oceanografico de Venezuela
79 PUBLICATIONS 310 CITATIONS
SEE PROFILE
Mauro Nirchio
Universidad de Oriente (Venezuela)
90 PUBLICATIONS 602 CITATIONS
SEE PROFILE
Available from: Mauro Nirchio
Retrieved on: 04 December 2015

2. Saber, Año VI. Vol. V NII. 1. Marzo 1993
AGRICULTURA, ACUICULTURA E INGENIERIA
GENETICA
Julio E. Pérez
l
y Mauro Nirchi0
2
Instituto Oceanognülco de Venezuela Untversiad de
Oriepte. Cumaná y Escuela de Ciencias Aplicadas del
Mar • Universidad de Oriente. Isla de Margarita
RESUMEN
Se analizan las expectativas creadas por la acuicultura y los logros
conseguidos hastaelpresente. comparándolos con los avances alcanzados
por la Agricultura; se discute especialmente los avances y errores de la
llamada Revolución Verde y la necesidad de realizar correcciones. Los
avances de la Biología Molecular que han iniciado una nueva revolución
tantopara la Agriculturacomopara laAcuicultura: basados especialmente
en el empleo de las endonucleasas de restricción y de los plásmidos, han
conducido a la preparación de organismos genéticamente modifrcados. o
transgénicos. llamados a tener unagran importancia en la.Agricultura y en
la Acuicultura. Se detallan los pasos de una transgénesis satisjactoria:
integración, trasmisión y expresión, ilustrándolos con ejemplos en peces.
Se considera lajutura importancia de estos organismos en el desarrollo de
la Acuicultura y los peligros quepueden crear los transgénicos liberados al
ambiente natural.
INTRODUCCION
En sus comienzos la Acuicultura dió grandes
esperanzas para la solución de los problemas de
pobreza de las naciones del Tercer Mundo. se
pensó en la generación de nuevos empleos. de
divisas por la exportación de organismos como
camarones y salmones. y en el suministro de
proteínas de bajo costo. Sin embargo, los resulta­
dos indi~an que no siempre la Acuicultura ha
generado nuevos empleos. aumentado los ingre­
sos y mejorado la nutrición. Por el contrario. en
ocasiones ha incrementado la pobreza. la degra­
dación nutricional, y alterado los modelos tradi­
cionales de conducta de las famillas. Por ejemplo
los cultivos de camarones han conducido a la
destrucción de grandes zonas de manglares en
Latinoamérica. Muchos gobiernos, concientes de
la importancia biolÓgica y económica de los man­
glares han impedido su destrucción. lo cual ha
traido como consecuencia que tierras usadas en
la agricultura. sean empleadas en los cultivos de
camarones. Esto a su vez ha originado frecuen­
temente desempleo y pobreza. ya que el personal
empleado en laAcuicultura es altamente especia­
lizado y los trabajos ofrecidos a los campesinos
son decuidadoresoaseadores. pobremente paga­
dos.
Señalemos que el desarrollo de la Acuicultura
ha seguido de cerca los pasos dados por la Agri­
cultura, incluso en sus errores.
Actualmente la Agricultura y la Acuicultura
entran en una verdadera revolución. la tercera
para la Agricultura. La primera se produjo entre
14
ISSN: 1313-0162

3. Agricultura, Agricultura
los años 1920y 1950, cuando fue posible mecani­
zar el sistema productivo agrícola, 10 cual permitió
reemplazar la fuerza del hombre y del animal por
la máquina, con el consiguiente incremento en la
producción. La segunda fue la Revolución Verde,
a finales de la década de los 60, cuando se pudo
disponer de sustancias químicas capaces de con­
trolar pestes y enfermedades y cuando se genera­
lizó el uso de nutrientes adecuados pra el creci­
miento y desarrollo de las plantas. Se pensó que
éste avance seríalasoluciónparalosproblemasde
alimentación del mundo. especialmente de los
países en vías de desarrollo. Nada de esto ha
ocurrido, los países pobres siguen siendo pobres,
en ocasiones aúnmáspobresque antes. Esverdad
que los supercultivos dan altos rendimientos y
han permitido alimentar a grandes poblaciones,
sin embargo son mucho más susceptibles a varia­
ciones climáticas, a plagas por insectos. enferme­
dades por hongos. que los nativos y requieren
mayores insumos de feertilizantes y un adecuado
maneo del riego. todo lo que se traduce en mayores
inversiones. para lograrun mejorrendimiento. En
consecuencia los cultivos de la Revolución verde
han resultado riesgosos en su manejo y costossos
de producir y han sido adoptados, en gran parte,
por agricultores adinerados poseedores de una
alta mecanización. Este desarrollo no ha llegado
a los pequeños agricultores de supervivencia, que
son los más numerosos en los países en vías de
desarrollo. El alimento producido es también más
caro, y solo se puede esperar que el costo siga
aumentado sin solucionar el problema de la des­
nutrición entre losmillones de personas que, en el
mundo. están azotadas por el hombre.
Por lo expuesto, resulta obvio la necesidad de
una revisión a fondo de los métodos y prácticas
utilizadas. tomando en cuenta la variabilidad cli­
mática, el desarrollo de nuevos cultivos dando
importanciaa lasiembrade especies nativas resis­
tentes al clima y que, por lo general, están bien
adaptadas a un medio ambiente específico. Igual­
mente, es conveniente prestarle más atención al
medio donde se desarrolla laAgricultura. desde el
punto de vista social. cultural y económico. Es
necesario tomar muy en cuenta que lo que es
bueno tecnolÓgicamente. puede no serlo social y
culturalmente. Por eso. se debe sermuy cuidado­
soen eldiseñoy difusión de la tecnologíaa utilizar,
de manera que su impacto no produzca conse­
cuencias traumáticas dentro del territorio social,
puesto que se trata de beneficiar a gente real, con
necesidades diversas y complejas y no a números
en una estadística.
La tercera revolución para la Agricultura (la
primera para la Acuicultura) se está iniciando,
después que el hombre descubrió la pOSibilidad de
modificar los genotipos de los individuos. Esto ha
impactado la producción agropecuaria y lo hará
con la acuicultura. La atención se ha centrado en
la llamada Ingeniería Genética. la cual podemos
definir como la manipulación científica de orga­
nismos a nivel celular. para producir organismos
alterados o"nuevos" que lleven funciones "progra­
madas", que facUiten procesos de producción in­
dustrial. Tecnicamente. los organismos genética­
mente modificados. también llamados transgéni­
COSo son aquellos cuya construcción genética ha
sido alterada por la inserción de pequeños frag­
mentos deADN. provenientes de unacepadiferen­
te de la misma especie o de especies y aún géneros
distintos. pudiendo también ser sintéticas.
AVANCES DE LA BIOLOGIA MOLECULAR
En el campo de la Biología Molecular, se han
desarrollado en la última década. técnicas que
han permitido aislar, manipular e introducir en
determinados organismo secuenciasgénicas para
mejorar algunas de sus características. El atslary
clonar (producirmillones de copias de un determi­
nado fragmento de ADN) secuencias génicas de
una variedad de organismos ha sido posible gra­
cias a dos descubrimientos independientes. Uno.
las llamadas endonucleasas de restricción. grupo
de enzimas que podrían analogarse a verdaderas
tijeras que cortan el ADN en puntos precisos de la
moléculay que se han convertido en unapoderosa
herramienta para hacer la disección del genoma
de cualquier organismo. Dos. el descrubrimiento
de los plásmidos (moléculas de ADN circulares de
doble hebra. que pueden sobrevivir solamente en
el interior de bacterias y que se reproducen en
forma independiente del cromosoma bacteriano).
excelentesmedios de transporte paragenes. pues­
to que empleando una variedad de endonuclea­
sas, polimerasas y ligasas. los plásmidos pueden
ser cortados. llevados a una forma lineal, unidos
con otras secuencias de ADN y regresados en su
forma circular. Estos "nuevos" plásmidos pueden
multiplicarse en cultivos de bacterias antes de
seguir con los procesos de aislantlento y manipu­
lación. De esta forma la secuencia deADN asilada
de un determinado organismo puede sermanteni­
day amplificada indefinidamente. Además de los
plásmidos. los virus bacterianos o bacteriófagos
15

4. Agricultura, Agricultura
pueden ser empleados como vectores para la clo­
nación génica. El empleo de endonucleasas de
restricción y plásmidos. ha hecho pOSible prepa­
rar "bibliotecas" o "bancos" de genes de determi­
nados organismos.
Es preciso aclararque los genes no llevanen su
secuencia de codificación los medios para regular
su propia actividad. La secuencia reguladora más
importante para cualquier gen es la promotora.
que generahnente se encuentra a una corta dis­
tancia de la secuencia de codificación. Estas
secuencias reguladoras determinan cuándo y en
qué tejidos se activará un determinado gen.
El gran logro de la Biología Molecular ha sido
unir la región reguladora normal de un gen con la
secuencia de codificación de otro. unión que reci­
be el nombre de "empalme génico". Por ejemplo.
un gen que codifica la hormona del crecimiento
una proteína normahnente sintetizada sólo en l~
glándula pituitaria. se empahna o une con el
promotor de una proteína como la metalotionina.
que normahnente se sintetiza en forma continua
en el hígado. Si esta nueva construcción se
introduce en el ADN cromosómico de un animal
la hormona del crecimiento se sintetizará conti~
nuamente en las células hepáticas. En verdad.
esta construcción la hizo Richard Pahniter y sus
colaboradores en 1981 y fue introducida en cigo­
tos de ratones. Estos ratones transgénicos mos­
traron un notable aumento en el desarrollo. a
consecuencia de la producción de la hormona del
crecimiento en grandes cantidades en el higado
(Palmiter et. al.. 1982).
En la Agricultura. la ingenieña genética ha
hecho grandes avances. Porejemplo. paracontra­
tacar la creciente resistencia de insectos a los
métodos convencionales de control de pestes. se
investiga la incorporación de genes que provo­
quen esterilidad a estos insectos. se trabaja en la
incorporación de genes que le otorguen a especies
qu.e no la tienen, la capacidad de fijar nitrógeno y
asl reducir el uso de fertilizantes químicos; e
intenta lograr variedades de plantas de cultivo
resistentes a los herbicidas. lo que permitiña el
empleo de herbicidas menos peligrosos. más be­
nignos al ambiente.
Lainformación sobre organismosgenéticamen­
te modificados es bastantesconoctdad enAgricul­
tura. no así en lo relativo a la Acuicultura. sobre
la cual haremos énfasis.
ORGANISMOS TRANSGENlCOS
Lametodología paraprepararorganismostrans­
génicos comprende la introducción de un elevado
número de copias de un gen clonado en el núcleo
de un óvulo fertilizado. Así. una o más de estas
copias pueden integrarse al azar en los cromoso­
masy llegar a serparte del materialgenético de ese
organismo.
Existen numerosos ejemplos de peces transgé­
nicos. pero no se conocen ejemplos en moluscos ni
en crustáceos. aún cuando es seguro que 'se
obtendránen unfuturo cercano. Los peces a pesar
de algunas desventajas son animales apropiados
para usarlos en transgénesis. ya que los ovocitos
y espermios se obtienen engrandes cantidades. la
fertilización se realiza generalmente con facilidad
en condiciones de laboratorio. y el desarrollo del
embrión ocurre en el ambiente externo.
Hasta el momento todas las introducciones de
copias de genes clonados en ovocitos fertilizados
se han realizado por inyeCCión con microagujas.
con la excepción del pezmedaka (O¡yzlas lati¡lesl
por electroporación ochoques eléctricos (Inoue et.
al.. 19980) Y en erizos de mar (Arezzo. 1989).
mediante el uso de espermios previamente mez­
clados con el ADN clonado. Sin embargo. el
empleo de micrOinyeccioness es bastante compli­
cado ya que se requieren agujas con un diámetro
entre 2 a 10 micras. con las que se debe penetrar
el corión (cubierta del ovocito) que es bastante
duro en los peces. Por otra parte el núcleo es
pequeño y generalmente imposible de ver con un
microscopio de disección. Por ésto. los genes
deben ser introducidos simplemente en el cito­
plasma. con la esperanza de que algunas copias
pasen al núcleo. Algunos peces poseen un micro­
pilo especial para la entrada de los espermiOs. que
es una ayuda en este método.
16

5. J. E. Pérez M. Nirchio
..fu3tu_V;1l1f.I»:: "
A<r;addA. ~~
E~.JauSTlCASDE UNA
~IS SATISFACTORIA
,~.~ u.:Introducción exitosa de genes nuevos com­
.prende tres procesos:. Integración. transmisión y
~t~Il. PoriIltegración se entiende la Incorpo­
~'cle ~ o más coptas del n~evo gen en un
~~ crowQs6mtco. La transmtsi?n es el paso del
~i;1 ala siguiente generacion. si el animal
~o es cruzado con el tipo salvaje. El
limtitió expresión se refiere a la actividad del
transgénmanifestadacomoARN mensajeroy pro­
telnas. Porsupuesto esta actividad dependerádel
1unc1onamiento apropiado de secuencias regula­
doras relevantes que flanqueen al transgén. como
también de otros factores en los tejidos del animal
transgénico. Muchos laboratortos han logrado
éxito con la integración transgénica en peces de
vartas especies; la transmisión también se ha
logrado en un buen número de especies (Maclean
& Pérez. 1991); pero muy pocos son los casos en
que se ha logrado la expresión del transgén. Va­
rtoslaboratortos inicialmente usarongenesycons­
trucciones originadas de marrúferos. puesto que
eran los únicos disponibles. En la actualidad se
sabe que al integrarse en el genoma del pez. estos
genes o no son expresados o lo son muy ineficien­
temente.
La expresión de un transgén puede solamente
ser establecida en forma confiable por reconoci­
miento molecular del producto de la proteina del
transgen. ya sea detectando su actividad enzimá­
ticay porcrttertos inmunológiCOS. Una expreSión
satisfactorta de transgénesis en peces ha sido
lograda por Fletcher et. al.. (1988) con el gen
anticongelante del lenguado PseudopleuroDec­
iD amerlcIDUS introducido en el salmón del
Atlántico; por Stuart et. al.. (1990); con el gen
bactertano CAT introducido en bagres de canal. y
por Zhang et. al.. (1990). introduciendo el gen de
la honnona del crecimiento de la trucha arco iris.
en carpas. Lo interesante en todos estos·casos. y
en algunos otros donde las construcciones géni­
cas han sido probadas en cultivos de tejidos de
peces. es que los genes sonexpresados únicamen­
te al estar bajo el control de promotores dertvados
de peces o de virus. Puesto que el empleo de ADN
viral no es deseable. el futuro depende del aisla­
miento de genes y regiones regulatortas de biblio­
tecas génicas derivadas de peces. Actualmente
solo unos pocos genes han sido aislados de estas
bibliotecas. como esel caso de genes que codifican
proteínas tales como transferinas. imunoglobuli­
nas. globlnas. actina. hormona del crecimiento.
metalotioneínas. vasotocina. isotocina. proteínas
MHC. histonasy unaspocasotras. pero el número
y la vartedad van en aumento (Maclean & Pérez.
1991).
PRESENTE Y FUTURO DE LA
INGENIERIA GENETICA EN
LA ACUICULTURA
Existen sólo dos informes de peces transgéni­
cos que tienen posibilidades de beneficiar los
cultivos acuáticos. Uno es el de Fletcher et. al.•
(1988) para elgen anticongelante en el salmón del
Atlántico. Los salmones capaces de sintetizar la
proteína anticongelante y liberarla en la sangre
estarán protegidos de las temperaturas muy frías
y no morirán porcongelamiento en los cultivos en
jaulas. en zonas gélidas. El segundo trabajo es el
de Zhangel. al.. (1990) que informa de un aumen­
to delcrecimiento en carpas transgénicas que han
recibido elgen de la hormona del crecimiento de la
trucha arco iris. regulada por un promotor viral.
Sin embargo y a peseardel éxito de esta investiga­
ción. es preCiso tener cuidado en generalizar ya
que existen evidencias de que no siempre se
obtendrá un acelerado crecimiento en respuestas
a dosis extra de un gen y que esto conducirá a un
tamaño ideal de comercialización,
A la luz de éstos resultados. es dificil no ser
optimista acerca del futuro de peces. moluscos y
crustáceos transgénicos en Acuicultura. No sólo
aprenderemos mucho más acerca de la regulación
génicaen estos organismos. sino que seguramen­
te se lograrán importantes avances en parámetros
tales como resistencia a enfermedades. velocidad
de crecimiento, madurez sexual. resistencia a
ambientes contaminados.
UNAS PALABRAS DE PRECAUCION
En la actualidad existe un creciente Interés por
obtener peces transgénicos. interés que segura­
mente irá en aumento e incluirá a crustáceos y
moluscos. Podemos soñar con peces perfectos:
resistentes a las enfermedaes. de rápido creci­
17
b

6. Agricultura. Agricultura
miento. excelente sabor, que se desarrollen con
fac1l1dad enestanques. ¿Esposible que la ingenie­
ría genética haga realidad este sueño?, y ¿qué
pasará Si estos organismos se escapan del estan­
que al ambiente natural? ¿competirán con los
peces salvajes? ¿se mezclarán y formarán un
nuevo tipo de peces híbridos ó desaparecerán?
¿cómo afectará este nuevo material de los organis­
mos transgénicos si se extiende a otras especies?
Estaspreguntasdeben ser respondidas paracom­
prender si en verdad los organismos transgénicos
ayudarán a laAcuicultura a ser más productivay
eficiente. No perdamos de vista que una pequeña
novedad genética puede en un nuevo contexto.
conducir a resultados inesperados.
Los biotecnólogos señalan en favor de los olta­
nismos transgénicos, la precisión de las alteracio­
nes génicas y claman que la inserción de un gen
determinará un resultado específico. Sin embar­
go, la posición de la inserción no siempre es
conocida. ni el número de copias del material
extraño insertado. Además, el conocer la acción
primaria de ungen no nos indicasu pOSible efecto
pleiotrópico. Las características biológicas de un
organismo son el resultado de complejas interac­
ciones de grupos de genes que han evolucionado
juntos. el resultado de una sola inserción depen­
derá de la función del gen insertado y de su
interacción con los otros genes del genoma. Al
parecer es imposible garantizar la seguridad en
biotecnología. No obstante. en defensa e los
organismos transgénicos se señala la posibilidad
de realizar pruebas de campo. Hasta ahora. en su
maytoría. estas pruebas han sido en pequeña
escala y no han aparecido consecuencias adver­
sas ni se han producido escapes.
Sin embargo. algunas informaciones señalan
que los procedimientos no han sido adecuados en
la mayor parte de más de 300 pruebas de campo
en pequeña escala conocidas (Hindmarsh, 1991).
Así porejemplo el L-triptófano. producido poresta
tecnología ha sido ligado a varias muertes de
humanos y prohibido en Gran Bretaña. Estados
Unidos y Japón (Hindmarsh, 1991). Ese posible
que el efecto letal de esta substancia haya sido
causado por un gen insertado en la bacteria ~
llus amyloUquefaclens o por una purificación
inadecuada del producto. Sea cual fuere la causa
es cuestionable el empleo de substancias alimen­
ticias preparadas poralternacionesgénicasy plan­
tea un serio precedente para el empleo de la
manipulación genética en agricultura y acuicul­
tura (Hindmarsh. 1991).
Como lo señala Williamson (1992) muy pronto
las pruebas de campo serán en gran escala, lo que
aumentará las probabilidades de escape de orga­
nismos transgénicos al ambiente natural. Así. se
deben hacer todos los esfuerzos posibles para
identificar problemas, durante las pruebas de
campo en pequeña escala, cuando los orgartlsmos
genéticamente modificados pueden ser elimina­
dos del ambiente natural. Es preciso también
indicar que el impacto de los peces transgénicos
será mucho más peligroso que los animales do­
mésticos terrestres genéticamente modificados
los cuales, trás numerosas generaciones de do­
mesticación, han disminuido substancialmente
su adaptabilidad a ambientes naturales. Además
los peces pueden escapar más fácilmente desde
las granjas de cultivos al medio natural.
El gran interés en peces transgénicos hace
imperativo que los científicos con la colaboración
de organizaciones de protección de los recursos
naturales desarrollen aproximaciones interdisci­
pllnarias para calcular los riesgos ecológicos y
genéticos potenciales. Dadala actual situaciónde
incert~dumbre, la American Flsherles Soclety ha
recomendado que el empleo de peces transgénicos
en acuicultura sea muy restringido y limitado a
ambientes artificiales rigurosamente controlados
(Kapuscinki y Hallerman, 1991).
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Areuo, F. (1989). Sea urchin sperm as a vector
offoreigngeneticinformation. CellBlol., Int. Rep..
13: 391-405.
Fletcher, G. L., Shears, M. A., Ring. M. J.,
Davies, P. L. & Hew, C. L. (1988). Evidence for
antifreeze protein gene transfer in Atlantic salmon
(Salmo salar). Ca. J. Fish. Aquat. Se1., 45: 352­
357.
Madean, N. & Pérez, J. E. (1991). La manipu­
lacióngenéticaen acuicultura: Presentey Futuro.
bol. Red. Lat. Acu1., 5: 4-8.
Hindmarch, R. (1991). The flawed "sustaina­
ble" promise ofgenetic engtneering. The Ecologist.
21: 196_205.
18

7. ~
J. E. Pérez yM. Nirchio
licos
do a
ados
ctor
lep.,
J..
for
non
:52­
pu­
Ira.
na­
;tst.
Inoue, K.• Yamashita, S.• Hata. J., Kabeno. S..
Asadda. S., Nagahisa, E. & F...yita, T. (1990).
E1ec~ as a new technique for producing
~h. CellDiffer. Dev.• 29: 123-127.29:
128-127.
Kapusclnk1. A. R. & Hallennan. E. M. (1991).
lmplicatlonsofintroductionfo transgenic ftsh into
naturalecosystems. Can. J. FlshAquat. Set.49:
99-107.
PaJmtter. R. D., Brtnster. R. L.. Harnmer. R. E..
Trumbauer. M. E.. Rosenfled. M. G.. Brtnberg. N.
C. & Evans, R. M. (1982). Dramatic growth mlce
thatdevelop from eggsrntcrOinJectedwithmetallo­
tionein-growth honnone fuslon genes. Nature.
300: 611-615.
Stuart, G. W.• McMurray.J. V. &Westerfield. M.
(1988). Replicatlon.lntegratlon and stable genn­
line transmlss10n of foreign secuences injected
intro earlyzebraftshemb:ryos. Development. 103:
403-412. 403-412.
Williamson. M. (1992). Environmental risks
from the release ofgenetlcalIy modifled organisms
(GMOs): the need for molecular ecology. Molecu­
lar Ecology, 1: 3-8.
Zhang, P.. Hayat. M., Joyce, C.. González­
Villaseñor. L.I., Un, C. M.• Dunham, R. A., Chen.
T. T. & Power. D. A. (1988). Gene transfer,
expression and tnherttance ofpRSV-ra1nbowtrout­
GH cDNA in the cornmon carpo Cyprtnus carpio
(Linneaus). Mol. Rep. Develop.25: 3-13.3-13.
19