1. INTRODUCCIÓN
La humanidad cuenta con recursos limitados para poder abastecerse y continuar con el crecimiento demográfico, considerándose estos aspectos como los problemas globales de mayor trascendencia para la supervivencia de la especie y la gestión del planeta tal y como lo conocemos. Aunque la historia de la especie humana es corta, tan sólo de unos miles de años, y a pesar también de que el número de seres humanos que poblamos La tierra es mucho menor que el de otras especies, nuestra capacidad de modificar la Biosfera es mucho mayor que La del resto.
Las tasas de natalidad en los países desarrollados se han estabilizado a niveles de reposición de individuos, y en los países menos desarrollados están bajando lentamente mediante programas de concienciación y anticoncepción desarrollados por los gobiernos y por los organismos internacionales. Aún así el incremento demográfico en los próximos siglos será muy fuerte. Se espera que se alcance unos 6.500 millones de habitantes para finales de este siglo, y alrededor de Los 9.000 millones dentro de unos 40 años más.
La humanidad, por tanto, necesitará cada vez más recursos. Una gestión irracional de éstos como la actual, llevará al agotamiento de los recursos no renovables.
La Biosfera es capaz de asumir ciertos cambios sin que se resienta gravemente, pero si La intervención del hombre sobrepasa su capacidad de resistencia, ello nos conduciría a un deterioro irreversible que arriesgaría La supervivencia de La propia especie humana y también la continuidad de la Vida en el planeta.
Una gestión racional de Los recursos dentro de un desarrollo sostenido compatible con el medio ambiente, haría que los recursos renovables, incluso, pudieran aumentar, y que los no renovables estuviesen aún disponibles, si bien en cantidades mucho menores a las actuales, pero aún en cantidades importantes.
Entre Los recursos renovables podemos hablar de los recursos biótico, o biológicos, de los cuales trata este tema, amenazados por desertización, contaminación, sobreexplotación, etc.
2. OTROS RECURSOS BIÓTICOS
Se definen los recursos bióticos como aquéllos que se encuentran en el medio ambiente que tienen vida o que alguna vez la tuvieron, como puede ser un árbol o la madera obtenida de éste. Estos recursos bióticos se deben entender dentro de un contexto global mundial. Así la tala de bosques, la erosión del suelo, la contaminación de acuíferos, la caza, la pesca hasta la extinción no significan, para muchos países, una merma oficial de los recursos. El empobrecimiento se toma por progreso en estos países, siendo más acusado en aquéllos en vías de desarrollo.
La errónea suposición que arranca del siglo XIX, de que los recursos bióticos son tan abundantes que no necesitan de su protección, ha llevado a la consideración por parte de los países a ser excluidos de la “contabilidad” nacional. Pero esta concepción comenzó a cambiar en los países desarrollados a partir de la Comisión Mundial sobre Ambiente y Desarrollo (comisión Brundtland), donde aparece el concepto de desarrollo sostenible: “desarrollo viable o sostenido es aquél que cubre las necesidades de la generación actual sin sacrificar el bienestar futuro”.
Los países más desarrollados se están dedicando a contabilizar sus recursos bióticos y a preservarlos para el futuro o utilizarlos más racionalmente. Estos países son cada día más conscientes de la importancia de sus recursos bióticos y los empiezan a tratar como factores estratégicos.
2.1. Recursos forestales
El bosque ha sido el principal suministrador de las materias primas que el hombre demanda. Los recursos forestales, normalmente, son considerados renovables, pese a que se ha mostrado una deforestación constante y frecuentemente irreversible. La explotación intensiva de bosques puede ser señalada como la causa fundamental de los desastres naturales que sufren algunos países del mundo. La utilidad de los recursos forestales no radica sólo en la producción de materias primas y bienes económicos, sino en el papel esencial que desempeñan en el funcionamiento del sistema natural.
Los bosques del planeta desempeñan múltiples funciones, tales como el suministro de energía y materias primas renovables, la conservación de la biodiversidad y la protección de los recursos terrestres e hídricos. Sin embargo, pueden sufrir daños como consecuencia de los incendios, la expansión agraria y urbana y otras perturbaciones.
La biodiversidad permite a los ecosistemas forestales adaptarse continuamente a unas circunstancias cambiantes y conservar su capacidad para satisfacer las necesidades del hombre. La superficie de bosque reservada expresamente a la conservación de la biodiversidad ha aumentado considerablemente durante los últimos 15 años. En la actualidad, supone más del 11% de la superficie forestal total. El número de especies arbóreas autóctonas varía en gran medida en los diferentes países. En general, el número más elevado corresponde a países situados en las regiones tropicales y el más bajo a los que cuentan con bosques boreales.
Los ecosistemas forestales son los más productivos de todos los terrestres.
Tipo de cubierta Productividad
(T/Ha/año)
Bosque 13
Praderas 7,5
Cultivos agrícolas 8
Desiertos 1
Tundra 1,5
El Bosque como productor
Producción entendida como materia seca, es la correspondiente a las materias primas siguientes: madera, cortezas, jugos, resinas, frutos, hojas, etc.
– Madera
Es la materia por excelencia que producen los bosques, y el objeto más frecuente de aprovechamiento. La madera es el constituyente esencial del árbol. La producción de madera sigue siendo una función importante de muchos bosques. Un tercio de los bosques del planeta se explotan principalmente para obtener madera y otros productos forestales. La mayor parte de ellos son bosques naturales o seminaturales. Los bosques que han sido plantados expresamente para el suministro de madera y otros productos forestales representan menos del 3% de la superficie forestal mundial, aunque proporcionan una cantidad considerable de productos forestales.
En España el 70% de la oferta corresponde a la madera de Eucalipto, Pinus pinaster y Pinus insigne, procedentes de Galicia, Cantabria, País Vasco y Huelva.
La madera se destina a dos tipos de industria:
– La de primera transformación: aserraderos, contrachapados, pastas de papel
y cartón cuyos productos son consumidos por otras industrias.
– La industria de segunda transformación: carpinterías, fábricas de juguetes,
embalajes, que proporciona productos utilizables directamente por el usuario.
Actualmente se está volviendo a considerar el aprovechamiento de la energía contenida en la madera en distintas formas (xiloenergética): la más tradicional es la combustión con destino a la producción de calor y electricidad, pero también se está trabajando en procesos como la gasificación: obtención de gases combustibles por quema de la madera en un reactor con presencia de oxígeno o la pirólisis: descomposición físico-química de la madera en ausencia de oxígeno, por aceites, combustibles y carbón.
– Corteza
Las cortezas de los árboles han sido tradicionalmente utilizadas por el hombre para la construcción de refugios, embarcaciones, curtidos del cuero, e incluso en sus vestidos. En la actualidad, en el mundo occidental la corteza más utilizada es el corcho procedente del alcornoque. En España existen unas 438.000 Ha de alcornocal, fundamentalmente en Andalucía y Extremadura, que proporcionan. aproximadamente, la cuarta parte de la producción mundial de corcho, con unas 80.000 toneladas, El corcho se obtiene por descortezamiento periódico del alcornoque. Es una materia básica para la industria taponera.
Otro uso frecuente de las cortezas de los árboles, sobre todo de las quercíneas, es el de proporcionar la materia prima para la industria del curtido del cuero. El alto contenido de taninos de la corteza de algunos árboles hace que se utilicen para convertir la piel de cuero, dotándola de cuerpo, flexibilidad y duración frente al ataque de los agentes atmosféricos.
– Pasto
Uso como pasto, que se localiza en los claros del monte. En general, salvo en zonas acotadas, toda la superficie forestal es susceptible de asentar pastizales. La transformación en carne de los recursos pastables representa el 50% del peso en carne viva de la producción.
– Jugos, resinas, frutos, hojas
Las especies arbóreas forestales cuyos frutos, o mejor dicho semillas, se emplean para consumo humano o del ganado son el pino piñonero (Pinus pinea), el castaño (Castanea sativa) y las quercíneas (fundamentalmente, la encina y el alcornoque).
Sustancias resinosas y aceites esenciales de las células que componen los denominados canales resiníferos que aparecen en las coniferas: estas sustancias, cuando se practica la incisión a nivel del cambium, salen al exterior para formar la miera, de cuya destilación se obtienen el aguarrás, y la colofonia. En España se resina el Pinus pinaster en Castilla. A nivel mundial tiene una importancia económica enorme la Hevea brasilensis, especie procedente del Brasil. De este árbol se obtiene por incisiones un látex blanquecino denominado caucho, material básico en la industria de los neumáticos. También se usa en la fabricación de material deportivo, instrumental médico, construcción, calzado, etc.
Productos tradicionales cuya demanda está en un período de retracción son las leñas y el esparto. Otro producto secundario del bosque es la miel producida por las abejas, que se alimentan de las plantas que forman parte del sotobosque. También destacan las setas, trufas y hongos, que son buscados por los aficionados a la buena mesa, y las plantas aromáticas (tomillo, romero, lavanda, etc.), que se usan para la fabricación de aceites esenciales.
– Otros usos
A continuación veremos otros usos del bosque:
– La cubierta arbolada fija el dióxido de carbono atmosférico mediante la
fotosíntesis y libera oxígeno, por lo que se mejora la calidad del aire. Los
bosques son verdaderos pulmones de la biosfera.
– Como el bosque intercepta el agua de lluvia, disminuye la escorrentía
superficial y favorece la infiltración, por lo que el agua circula más limpia y
con menor velocidad, y las pérdidas de suelo por erosión son mínimas. Como
consecuencia se retrasa el aterramiento y la eutrofización de los embalses.
– Bajo la cubierta arbórea, la velocidad del viento es mucho menor y, por
consiguiente, la remoción y movilización de las partículas del suelo es mucho
más difícil. Los árboles se suelen emplear para fijar dunas y como barreras
rompevientos para facilitar cultivos agrícolas.
– El bosque forma una estructura con sus troncos y copas que sirve para sujetar
la nieve, impidiendo la aparición de fallas que originen corrimientos del
manto niveo (alud).
– El bosque fija 10 veces más partículas de polvo que una superficie equivalente
de césped. Este polvo se fija en las superficies foliares para luego ser lavado
por las lluvias, reincorporándose al suelo.
– Además es un eficaz aislante acústico: su mayor efectividad en este sentido se
alcanza cuando está situado perpendicularmente a la dirección de los vientos
dominantes.
– Los bosques son capaces de mantener una comunidad biótica más amplia y
más numerosa que el resto de los ecosistemas terrestres. Alcanza los máximos
valores de biomasa, diversidad de especies y producción bruta.
– Además los bosques contribuyen al disfrute recreativo de su entorno. Es
ésta una necesidad creciente provocada por el aumento del nivel de vida de
los habitantes del país, y debida fundamentalmente a la falta de espacios
verdes en las ciudades y al aumento del tiempo de ocio. También contribuyen
a la educación ambiental, la cual persigue la adquisición de un código de
comportamiento colectivo de respeto hacia los restantes seres vivos y hacia los
ecosistemas en los que se desarrollan.
– La presencia del bosque necesita del mantenimiento de una infraestructura que
satisfaga las necesidades de los visitantes. Esto conlleva un enriquecimiento
de las poblaciones rurales. Actualmente se está favoreciendo el asentamiento y la persistencia de este tipo de núcleos rurales, mediante planes especiales desarrollados en el marco de la Comunidad Europea.
– En algunas zonas (como Andalucía y Extremadura) existe un manejo del
bosque mediterráneo modificado que da lugar a las dehesas, que en su
forma de explotación tradicional, se constituyen en un sistema integrado de
aprovechamiento agrícola, ganadero y forestal. Estas zonas se han considerado con una importancia crucial para el mantenimiento de la ganadería y de la biodiversidad de las zonas donde se encuentran instauradas.
– Los bosques también se aprovechan cinegéticamente. En algunos casos éste
es el aprovechamiento principal de un monte. España, por sus excepcionales
condiciones bioecológicas, puede considerarse un paraíso para la caza. Ello
supone una importante fuente de ingresos para los propietarios de montes y para la administración, tanto por el valor de cada pieza, como por la expedición de licencias y permisos para cazar y pescar.
– Por último tenemos las denominadas plantas de importancia industrial (aunque
no todas se considerarían dentro de los bosques). Destacan las plantas que se
utilizan para la obtención de fibras vegetales empleadas en la industria textil y
manufacturera, como el lino, algodón, esparto y cáñamo, entre otras.
Como resumen podemos destacar que, junto a la capacidad de proporcionar madera y otros productos, los árboles contribuyen a la conservación de los ecosistemas, a purificar el agua y a prevenir o mitigar inundaciones, avalanchas, erosión y sequía.
Agotamiento de Bosques y recursos vegetales
A nivel mundial, se ha producido una disminución de la superficie forestal global y se ha producido un aumento de la superficie forestal afectada por insectos, enfermedades y otros factores. Como dato positivo, se ha incrementado la superficie forestal dedicada a la conservación de la biodiversidad y a funciones sociales, de forma general.
En conjunto, en África se ha avanzado poco en la gestión forestal sostenible y la pérdida de superficie forestal continúa a un ritmo rápido. En Asia, los avances son desiguales. Los esfuerzos de repoblación forestal a gran escala se produjeron especialmente en China. En Europa, el estado de los bosques se ha mantenido por lo general estable. Se han producido avances en la gestión forestal de América Central y del Norte en conjunto, aunque existen grandes diferencias entre regiones. En Sudamérica, los avances han sido también desiguales: el rápido ritmo de pérdida de superficie forestal neta es motivo de preocupación; sin embargo, ha aumentado la superficie forestal dedicada a la conservación de la biodiversidad y a funciones sociales.
Las causas de esta destrucción son la tala excesiva en relación con la obtención de nuevos espacios para las actividades agrícolas, ganaderas o de otros tipos, el aprovechamiento poco adecuado y los incendios forestales.
La eliminación de la vegetación puede provocar la erosión del suelo, la desaparición del humus y contribuir de esta manera al proceso de desertización. La roturación inadecuada de praderas o su mal aprovechamiento, puede conducir al empobrecimiento de los nutrientes naturales del suelo y disminuir la productividad, dejando el suelo infértil para cualquier uso.
3. APROVECHAMIENTO MEDICINAL
Durante una gran parte de la historia, la botánica y la medicina han estado íntimamente unidas. La botánica moderna surgió en Europa con la aparición de los herbarios en el siglo XVI, lo que dio lugar a la edición de muchos libros con informaciones de todo tipo sobre las propiedades curativas de las plantas.
Muchos productos, obtenidos por el hombre, de los organismos tienen propiedades curativas. Particularmente intensa ha sido la búsqueda de estas medicinas en las plantas. Sólo del bosque húmedo tropical han sido examinados en busca de estos productos más de 250.000 plantas. Como dato, mencionar que 120 productos químicos utilizados en medicina proceden de 90 especies de plantas superiores. Algunos de los principales principios activos de medicamentos extraídos de las plantas se han empleado a lo largo de la historia de la botánica y su aplicación médica:
– Morfina extraída de las flores de adormidera para aliviar el dolor.
– Aspirina extraída de la corteza de sauce para tratar las inflamaciones.
– Digitalina extraída de la digital para regular el ritmo cardíaco.
– Quinina obtenida de cortezas de quina y la artemisina extraída de la Artemisia
anniia para combatir el paludismo.
– Ciclosporina resultante de un hongo noruego para evitar el rechazo de los
injertos.
– Derivados de vimblastina y vincristina, obtenidos de la vincapervinca
de Madagascar y el Taxol obtenido del tejo del Pacífico usados en las
quimioterapias en la lucha contra el cáncer.
El valor medicinal de una planta curativa se debe a la presencia en sus tejidos de una sustancia química, o principio activo, que produce un determinado efecto fisiológico. Las plantas medicinales pueden actuar dentro de una gran variedad de formas. Muchas, como las cannativas, ejercen una acción sedante, un gran número actúan sobre el sistema nervioso, por ejemplo la belladona. Otras ejercen una actividad neuromuscular y cardiotónica. Éste es el caso de la digital, de la que se extrae la digitalina.
Muchos de los principios activos son sumamente complejos y en muchos casos han sido aislados, purificados, sintetizados o imitados de otros, sin embargo, aún se desconoce su naturaleza química. Estos principios activos suelen pertenecer a una de estas seis grandes categorías:
– Alcaloides
Forman un grupo diverso de compuestos alcalinos con marcada actividad fisiológica, su estructura en anillo suele ser compleja y siempre contienen nitrógeno. Entre este grupo de alcaloides se incluyen la morfina, la cocaína, la nicotina y la quinina, y otras 5500 más que se conocen en la actualidad. Las familias de plantas más ricas en alcaloides son las asclepiadáceas, que contienen el 18% por ciento de todos los alcaloides conocidos, pero también hay que citar a las solanáceas, papilionáceas, etc. Las especies más conocidas son la adormidera (Papaver somniferum) de la que se extrae el opio y otros 25 alcaloides más.
– Glucósidos
Son compuestos que por hidrólisis producen dos componentes: uno es un mono o polisacárico, el otro es aglucón. Existen descritos once tipos distintos de glucósidos clasificados según su aglucón. Entre los más importantes para la medicina están los glucósidos cardiotónicos. La Digitalis purpúrea es la fuente de muchos de los glucósidos más utilizados (digitosina, digosina, digitalina, etc.).
– Aceites esenciales
Por lo general tienen varios componentes químicos. Muchas veces son derivados del terpeno, otras son compuestos aromáticos. Raramente consisten en un sólo componente, ya que a menudo contienen alcoholes, acetonas, aldehidos, fenoles, éteres, esteres, etc. Muchos son altamente germicidas. Esta propiedad se debe a su alta volatilidad y capacidad para penetrar en el protoplasma, pero generalmente son bastante insolubles en agua como para ser utilizados en medicina como antisépticos. Son valiosos como carminativos, antitusígenos, antisépticos bucales, etc.
– Gomas y resinas
Las gomas son polímeros de varios azúcares poco frecuentes y las resinas son productos de la oxidación de los aceites esenciales. Ambos se utilizan como purgantes y ungüentos.
– Aceites grasos
Son esteres de ácidos grasos. Se emplean en emulsiones y como purgantes.
– Sustancias antibióticas
Son compuestos orgánicos complejos, productos por lo general de hongos actinomicetos y bacterias, capaces en pequeñas cantidades de inhibir el desarrollo de ciertos microorganismos.
4. APROVECHAMIENTO ORNAMENTAL
Muchas son las plantas cultivadas que se utilizan con fines ornamentales. Se suelen cultivar enjardines, invernaderos o interiores con fines puramente estéticos, o para la creación de ambientes vegetales artificiales. Una planta ornamental es aquélla que se cultiva y se comercializa con la finalidad principal de mostrar su belleza. Hay numerosas plantas que tienen un doble uso, alimentario y ornamental, corno el olivo o el naranjo. En agricultura las plantas ornamentales normalmente se cultivan al aire libre en viveros o con una protección ligera bajo plásticos o en un invernadero con calefacción o temperatura controlada.
Las plantas ornamentales vivas son aquéllas que se venden con o sin maceta, pero que están preparadas para ser trasplantadas o simplemente transportadas al lugar de destino.
La importancia de las plantas ornamentales se ha incrementado con el desarrollo económico de la sociedad y el incremento de las áreas ajardinadas en las ciudades, y con el uso de plantas de exterior e interior por los particulares. Actualmente hay más de 3.000 plantas que se consideran de uso ornamental.
La selección y cultivo apropiado permite la obtención de muy distintas variedades en las que prima especialmente una determinada característica. Generalmente estas características hacen referencia a la forma, tamaño o color de las hojas y flores. Gran parte de los grupos botánicos existentes en la naturaleza tienen representantes cultivados como plantas ornamentales. Las características botánicas que deben presentar las plantas ornamentales son:
– Flores vistosas, como en el caso de las Orquídeas.
– Porte llamativo, como en el caso del ciprés.
– Facilidad para hacer setos, como el boj.
– Hojas o brácteas llamativas, como la Bougainvilla glabra.
– Aceites volátiles de aroma agradable, como el romero, o el jazmín o el cactus.
En general, suelen carecer de espinas u otras estructuras punzantes o urticantes, salvo excepciones, como la rosa. Se da una tendencia a emplear flores de gran tamaño, como es el caso del Hibiscus rosa-sinensis, y generalmente se potencia el empleo de especies exóticas: por ejemplo, en España es típico el empleo de Araucaria.
Las plantas utilizadas para uso ornamental proceden de variedades silvestres, muchas veces de países lejanos, que se han aclimatado bien a nuestras condiciones climáticas, y han sido seleccionadas y mejoradas para este uso.
Últimamente se está buscando mejorar y utilizar algunas especies autóctonas perfectamente adaptadas a nuestras condiciones climáticas y que requieren menos cuidados como son las jaras, los cítisos, Ononis, Lathyrus, etc.
Como problema fundamental derivado del uso de plantas ornamentales sería la “domesticación” de plantas en gran escala, que es un factor histórico de degradación de la biodiversidad, generando una selección artificial de especies, en donde algunos seres vivos son seleccionados y protegidos por el hombre, obviando a otros.
5. APROVECHAMIENTO AGROPECUARIO
Como definición de agropecuario podemos indicar que son aquellos aprovechamientos que tienen relación con la agricultura y la ganadería y su comercio. En el principio de las sociedades humanas, la actividad exploratoria del hombre le hizo buscar diferentes fuentes de alimentación, empleando como alimento varios miles de especies vegetales y varios centenares de especies animales. De entre todas ellas, solamente un pequeño número han llegado a ser domesticadas.
En los comienzos del aprovechamiento agropecuario los esfuerzos se concentraron en aquellas especies que resultaban más productivas en términos de rendimiento y trabajo.
La peculiar evolución humana es, sobre todo, cultural y social, mientras que la evolución de plantas y animales para el consumo ha exigido notables cambios genéticos y la aparición de rasgos morfológicos nuevos. Aunque el hombre debe cuidar de sus especies, su subsistencia depende del rendimiento de esas especies. La mayoría de alimentos de origen animal se obtienen del ganado vacuno y del ganado ovino, y en menor medida del ganado porcino. La ganadería española ha sufrido un fuerte proceso de transformación. La importancia económica de unas especies sobre otras ha variado de forma drástica. También las razas explotadas en la actualidad han hecho cambiar los criterios de manejo del ganado. Así, hasta hace unas décadas, el ganado vacuno podía ser utilizado para tres tipos de producción bien diferenciadas: carne, leche y trabajo, sucediendo que en ninguna de ellas daba resultados económicamente satisfactorios. Sin embargo, en la actualidad cada raza se dedica a un solo tipo de producción, obteniéndose cantidades significativamente más altas. Por ello España ha tenido que recurrir a la importación de ejemplares de razas extranjeras ya seleccionadas en los países de origen. Esto trae consigo la dependencia de nuestro país de aquellos países seleccionadores, en cuanto a alimentación ganadera se refiere, ya que esas razas sólo darán buenos índices productivos con la alimentación base a partir de la que se ha ido seleccionando. Otro aprovechamiento de los recursos agropecuarios es la caza, aunque sometida a estrictas regulaciones.
5.1. Recursos agrícolas
En la actualidad, la mayor parte de la población mundial depende en su alimentación de unas pocas especies. Así, entre las treinta plantas de cultivo más importantes, siete de ellas (trigo, arroz, maíz, patata, cebada, boniato y mandioca) suman más del doble, en términos de producción, que el conjunto de las restantes. Entre las principales plantas de cultivo actuales, algunas tuvieron una importancia secundaria como alimentos, hasta hace relativamente poco, como es el caso de la patata, conocida sólo en los altiplanos andinos hasta que en el siglo XVI los españoles la trajeron a Europa. Tras un largo período de adaptación, La generalización de su cultivo permitió incluso un notable aumento demográfico. Consideradas a escaía mundial, los cultivos de caña de azúcar, remolacha, cítricos, tomate, cacahuete, girasol, batata y soja, contribuyen de forma destacada a la alimentación humana desde hace poco.
Realizando una consideración general, la agricultura es la base alimentaria de la mayoría de la población mundial y en los países más pobres representa casi la mitad del presupuesto familiar, ocupando hasta el 80% de la fuerza laboral. Se puede considerar que los agricultores deberán intensificar unas prácticas que están causando ya graves daños al entorno. Los recursos agrícolas están exhaustos y acabarán derrumbándose por el crecimiento de la población. El problema de la escasez de los recursos agrícolas ante la presión demográfica es mucho más grave si se tiene en cuenta que estamos a punto de quedarnos sin suelo cultivable.
La evolución de la agricultura se basó en sustituir la mano de obra por las primeras máquinas que fueron trilladoras, y aparecen en Gran Bretaña hacia 1830. Siguieron las segadoras, cosechadoras y sembradoras de tracción animal, para aparecer el tractor ya en el siglo XX. Estas máquinas fueron imponiendo un modelo de explotación de grandes superficies monocultivo donde era factible su utilización abaratando los costes y compitiendo en los mercados con mayor eficacia. Los fertilizantes químicos también facilitaron el monocultivo al eliminar la necesidad de cultivos rotatorios. La situación hoy ha cambiado en muchas zonas del planeta y por tanto en estas zonas los recursos agrícolas deben orientarse a sistemas de policultivo en pequeñas explotaciones agrarias que aprovechan mejor la tierra, ofrecen una base para la diversificación económica, requieren más mano de obra, sobrante de las zonas industriales urbanas, y evitan los problemas que se han expuesto del monocultivo. En nuestra región del mediterráneo muchos agricultores siembran entre los olivos otros productos como trigo, cebada e incluso hortalizas.
Para soportar una población mundial de 10.000 millones de habitantes previstos para el 2.050, con una ingesta calórica similar a la del primer mundo actual unas 3.000 calorías por persona, la producción agrícola habría de elevarse un 430%, o sea que cada hectárea cultivable actual de los países subdesarrollados deberían sextuplicar su rendimiento. Esto es algo totalmente imposible a menos que la biotecnología diera un paso de gigante en la producción de alimentos, puesto que tampoco se ven nuevos tipos de plantas alimenticias mucho más productivas que las actuales.
5.2. Recursos ganaderos
Ganado porcino
Este tipo de ganado tiene una gran importancia dentro del contexto mundial y nacional por ser el que soporta los mayores índices de demanda. Esta ganadería tiene como objetivo fundamental la producción de alimento, pues el cerdo crece y madura con rapidez, y se puede utilizar casi en su totalidad. En España se pueden diferenciar tres tipos de manejo de este ganado: intensivo, extensivo y semiintensivo.
– Intensivo: el manejo intensivo tiene como objetivo conseguir la máxima
cantidad de Kg de carne, para lo que se requiere una alta tecnología y
especialización.
– Extensivo: el manejo extensivo tiene como objetivo la obtención de carne de excelente calidad.
– Semiintensivo: es una mezcla de los dos anteriores, sin demasiada
justificación en la actualidad.
El cerdo se cría prácticamente en todas las zonas del mundo como fuente de alimento, existiendo más de 90 razas y 200 variedades. Su domesticación se inició en China, y no fue hasta el siglo XVIII cuando se cruzan las razas europeas con las chinas para dar lugar a las formas actuales. Las razas españolas tienen unos índices reproductivos muy bajos en relación con las razas europeas, pero la calidad de su carne es excelente, motivo por el cual se continúan explotando. En España existen varias razas entre las que destacan: negra lampiña, negra entrepelada, campiñesa colorada extremeña y manchada de Jabugo.
Rumiantes
Los rumiantes se diferencian del resto de los animales domésticos por tener el estómago dividido en cuatro compartimentos, lo que les permite degradar y asimilar la celulosa a través de la flora intestinal, así como asimilar nitrógeno inorgánico mediante la activa participación en el proceso digestivo de la flora microbiana situada en la panza. Por estas razones son los animales más indicados para el aprovechamiento de praderas y pastos, mientras los monogástricos (cerdo, conejo,…) tienen un aprovechamiento del alimento concentrado.
La explotación de rumiantes se centra principalmente en leche y carne, aunque no es lo único que el hombre puede obtener de ellos. Los principales ganados de rumiantes se exponen a continuación.
– Ganado bovino o vacuno
Las razas del ganado vacuno son fundamentalmente de tipo lechero o cárnico. además de las fiestas taurinas y como animales de tiro. Las de tipo lechero españolas más importantes son: rubia gallega, asturiana (de los valles y de la montaña, a su vez), tudanca y mantequera leonesa. Las razas de vacuno de carne españolas más importantes son retinta o del Guadalquivir, avileña y blanca cacereña.
Gran parte de las razas europeas domesticadas pertenecen a la especie Bos taurus, proveniente del uro (Bos primigenius) que sobrevivió hasta el siglo XII.
– Ganado ovino
Esta ganadería ha sufrido un fuerte descenso en las últimas décadas. Estos animales nos proporcionan carne, leche, queso y lana, aunque esto último ha perdido gran parte de su valor. Las razas de ovino lechero españolas más importantes son manchega, churra y lacha. Las razas de ovino cárnico españolas más importantes son merina, aragonesa y castellana.
Las diferentes razas de la oveja europea (Ovis aries) provienen del muflón europeo (Ovis musimon] y de muflones asiáticos (Ovis orientalis y Ovis vigney}.
– Ganado caprino
Proporciona leche, queso y carne. El antecesor de la cabra doméstica actual (Capra hircus) es el beozar (Capra aegagrus o Capra hircus aegagrus), que aún vive en las montañas del suroeste de Asia.
– Ganado equino
Dentro de esta ganadería se pueden englobar al caballo (Equus caballus), al asno (Equus asinus) y al híbrido entre yegua y burro, el ganado mular. Tras un proceso de selección, dentro de esta ganadería nos podemos encontrar razas especializadas en el tiro, la monta, carreras, carne, entre otras funciones.
El caballo doméstico deriva de los caballos salvajes euroasiáticos tarpán y el caballo de Przewalski. La raza árabe fue introducida en España en el siglo VIH y, tras los cruces con otras razas europeas, los caballos españoles adquirieron enorme fama por su rapidez y resistencia. El asno o burro se encuentra tanto en estado salvaje como doméstico y su número no supera los 3.000 ejemplares. El asno ha sido utilizado como animal de carga y para obtener muías, las cuales eran muy valoradas como animales de carga también.
La explotación de los rumiantes se realiza, al igual que en el ganado porcino, por tres sistemas: intensivo, extensivo y mixto.
En el manejo intensivo el ganado queda recluido en naves, pudiendo manejarse mediante estabulación permanente o libre. En la estabulación permanente los animales permanecen en un cubículo durante todo el ciclo productivo para el engorde, generalmente. En la estabulación libre tienen posibilidad de moverse en un patio al aire libre.
En el manejo extensivo, los animales son explotados al aire libre. En este manejo los pastos se pueden utilizar:
– De forma libre: el ganado cuenta con una superficie de terreno a la cual tiene
acceso libre.
– De forma rotacional: como una explotación semiintensiva del campo ya que se
parcela el terreno y los animales van rotando por ellas, haciendo el pastoreo
racionado o en bandadas (el cual consiste en desplazar a los animales por
distintos lugares cada día para reducir al mínimo las pérdidas de forraje).
El pastoreo libre tiene las ventajas de poca inversión tanto en mano de obra como en instalaciones, aunque posee los inconvenientes de despilfarro de la producción primaveral, aumento de aquellas especies menos apetecibles al ganado que irán prosperando cada año, degradación del terreno por el pisoteo continuo y falta de fertilización. Todo esto puede conllevar a la muerte temprana del terreno.
En el pastoreo rotacional las parcelas deben tener gran aporte de nitrógeno para mejorar su vida productiva.
En cuanto al manejo mixto se realiza por una mezcla de los dos anteriores, haciéndose extensivo en los meses donde la temperatura lo permite, y estabulando en los invernales.
El método de manejo de la pradera para el caso de estabulación permanente se denomina zero-grazing. Este consiste en la siega de la parcela a ritmo de pastoreo, suministrando a los animales estabulados la hierba en verde. Esto tiene como ventajas que las pérdidas de forraje no se producen, aunque posee los inconvenientes de la inversión en establos, maquinaria y mano de obra.
6. APROVECHAMIENTO AVÍCOLA
El interés del hombre por las aves es muy antiguo, ya que constituyen una fuente de nutrición esencial. Otros productos obtenidos de las aves con fines económicos son el abono (guano), el marfil y las plumas. El guano se puede obtener en avicultura. Las plumas son utilizadas como fertilizantes, como elemento secundario en avicultura y como elemento ornamental. De la base de los picos del género Rhinoplax se obtiene una sustancia dura, de consistencia similar al marfil.
Las aves fueron objeto de captura en todos los tiempos, y no sólo con fines alimenticios, sino también como entretenimiento y deporte. La pajarería, cetrería y caza, sobre todo esta última, están en la actualidad muy difundidas. La caza se realiza fundamentalmente con armas de fuego, con o sin auxilio de perros, y en todos los países se encuentra regulada por leyes especiales.
Las aves de corral son un recurso alimenticio muy extendido en todo el planeta: por su tamaño pueden ubicarse en pequeños corrales cerca o incluso dentro de las viviendas. Sus necesidades alimenticias pueden ser suministradas a bajo costo (grano o residuos alimenticios humanos) y producen no sólo carne sino también huevos. Con las técnicas y razas actuales, una gallina ponedora produce unos 300 huevos al año frente a los 80 de hace medio siglo.
La avicultura existe principalmente en cuanto a cría de gallináceas y anseriformes. De todos ellos, sin duda alguna son las gallinas las que proporcionan la mayor parte de la producción cárnica procedente de aves y también de huevos. En las gallinas se pueden distinguir tres tipos de estirpes utilizadas para dos funciones bien diferenciadas:
– Gallinas del tipo pesadas: son aquéllas que se utilizan para producir los huevos
de los que nacerán los pollos de cebo, cuya finalidad es la producción de carne.
– Gallinas del tipo semipesadas y ligeras: son utilizadas para la producción de
huevos para el consumo.
– Las semipesadas tienen un doble valor cárnico y de puesta, mientras que las
ligeras son preferentemente utilizadas para la puesta. Así, las semipesadas ponen
un número inferior de huevos, aunque tienen más peso, mientras que las ligeras
ponen un número superior de huevos de peso inferior.
Otras producciones avícolas dignas de mencionar son las de patos, ánsares y avestruz. Aunque la producción de patos no ha alcanzado el grado de intensidad de la de pollos y pavos, existe un gran mercado para los patos como carne o para fabricar paté. Para este mismo fin también se sacrifican los ánsares. Estos animales se suele forzar su alimentación en las últimas semanas para lograr la inñamación del hígado para los patés. Esta práctica resulta bastante polémica y por ello ha sido prohibida en algunos países de Europa occidental.
En los últimos años, la cría del avestruz se ha extendido por Europa por su gran productividad en carne y huevos.
7. APROVECHAMIENTO PESQUERO
La pesca es el arte de capturar peces y otras especies acuáticas para el consumo humano. Originariamente era el sustento de algunas poblaciones costeras o isleñas. Actualmente se han industrializado los sistemas de pesca, aunque en algunos países se sigue usando artes de pesca tradicionales o artesanales, para la obtención de recursos hidrobiológicos. También se ha derivado esta actividad al ocio, como ocurre con otras actividades como la caza deportiva., pasando a considerarse un deporte.
Principalmente habría que dividir esta actividad en dos grandes grupos: uno sería el que se practica en aguas continentales (ríos, lagos, etc.) y otra en la que la actividad se desarrolla en la masa de agua oceánica.
La pesca es, sin lugar a dudas, una de las primeras actividades efectuadas por el hombre para satisfacer sus necesidades alimenticias. Posiblemente al principio la pesca simplemente se limitaba a una mera recolección de los animales encontrados en la bajamar, ayudado por la construcción de obstáculos, como pequeños diques, cercados o barreras, destinados a retener los peces que traían las mareas. También se emplearon útiles propios de la caza para capturar los animales marinos o de los ríos.
Una vez que la construcción naval progresó, ya fue posible adentrarse en el mar para pescar. Una vez capturados, los peces eran consumidos en las costas o conservados para distribuirlos en zonas más lejanas. Actualmente se realiza una explotación pesquera a escala industrial como fuente de alimentación rica en proteínas y baja en grasas saturadas. Se estima que las pesquerías constituyen el 16% del consumo mundial de proteínas siendo esta proporción considerablemente más elevada en algunas naciones en desarrollo y en regiones muy dependientes de los recursos marinos. Las pesquerías representan una gran parte del comercio global y es la forma de sustento de millones de personas y siguen revistiendo importancia cultural para muchas comunidades.
Las artes de pesca no han variado en esencia desde la Edad Media, de tal forma que todas las modalidades actuales ya se practicaban en dicha época. Con el tiempo han mejorado las artes y la avidez exploradora, lo que ha ocasionado auténticos desastres en la fauna marina. Al igual que sucedió con la industria, la intervención de la máquina de vapor revolucionó la pesca, apareciendo los arrastreros a vapor, que obtenían enormes cantidades de pescado. En la actualidad existen buques-factoría, que se hacen cargo inmediatamente de las capturas para su procesado. Están equipados con una alta tecnología frigorífica, y son incluso capaces de fabricar directamente harina de pescado.
Los aumentos en las capturas han hecho necesarias grandes instalaciones portuarias, así como gigantescos almacenes de descarga, fábricas de procesado, etc. En definitiva, el hombre ha empleado la tecnología más novedosa para extraer del mar la mayor cantidad posible de animales para su alimentación.
Acuicultura
La acuicultura consiste en el cultivo de peces marinos y de agua dulce, para aumentar la producción. Se trata de algo antiguo; los romanos conducían peces jóvenes del mar a sitios especiales donde los engordaban. Los chinos y los japoneses han destacado durante siglos en el desarrollo de técnicas de acuicultura.
En el futuro, la acuicultura se presenta como la mejor alternativa para aumentar los recursos pesqueros sin extinguir las especies. Este sistema produce cada año unos 14 millones de Tm de peces, crustáceos y moluscos. Se espera que los cultivos marinos vayan compensando la caída en las capturas pesqueras y por otro lado, las técnicas de cultivos marinos podrán abastecer alrededor del 40% de la demanda de pescado.
Actualmente, el sector es aún incipiente. En España han sido autorizadas cerca de 5.000 instalaciones que ocupan más de 21.000 Ha.
Las técnicas de acuicultura se basan en el empleo de dos tipos de sistemas:
– Sistemas abiertos: donde el flujo de agua es continuo.
– Sistemas cerrados: donde existe un circuito de recirculación del agua.
En ambos sistemas se deben emplear aportes de alimentos y de oxígeno.
La acuicultura de agua dulce está ampliamente distribuida en todo el mundo, sobre todo desde que en 1970 Israel consiguió vencer los dos problemas más graves, que son el aporte de oxígeno y el alimento barato. Un sistema artificial de aireación, consistente en rociar agua sobre la superficie del estanque, da tal cantidad de oxígeno que se pueden aumentar seis veces la producción de peces. Para alimentar a los peces se utiliza una máquina que desprende pequeñas bolas de proteínas de alta calidad cada vez que un pez empuja una barra subacuática. Controles electrónicos evitan que los peces se sobrealimenten.
En cuanto a la acuicultura marina, los logros son menores y su implantación está todavía en fase de experimentación. Por ejemplo, se reproducen en pequeña escaía corrientes ascendentes, que permiten alimentar a las anchoas en el Perú. En la zona del Caribe se ha creado una corriente artificial bombeando agua rica en nutrientes a través de tubos de polietileno: el agua va a parar a estanques artificiales situados en tierra, donde viven y se reproducen cinco especies de fitoplancton, que luego son utilizados como alimento de las anchoas.
Las especies con mayor implantación en las zonas de acuicultura marina son: róbalo, lisa, dorada, lenguado , langostino, pejerrey y camarón. En antiguas zonas salineras como las de Andalucía y Levante se realizan cultivos marinos en esteros, donde las mareas aportan algunos nutrientes y oxígeno suficiente para la cría de especies, como las doradas, lisas y las lubinas.
En el cultivo de peces el conocimiento de la reproducción de las especies cultivadas se hace imprescindible, tanto más si la meta final es obtener un producto suficiente en cantidad, calidad y rentabilidad. El investigador debería proporcionar al acuicultor la tecnología necesaria para obtener crías a partir de los ejemplares obtenidos en sus propias instalaciones, como ocurre en el caso de los ganaderos.
El ciclo vital de un pez comprende: inducción a la madurez, inducción a la ovulación y puesta, crías de larvas, crecimiento y engorde juveniles, y patología y mejora genética. En la actualidad todas estas fases se realizan en las piscifactorías de agua dulce. En las piscifactorías marinas la fase de la reproducción se suele realizar en lugares diferentes a donde se realizan las demás, aunque en los últimos años se ha avanzado enormemente en la obtención de mejores sistemas con piscinas seriadas para los distintos tamaños. Esto, unido al estudio de los ciclos vitales, ha permitido iniciar la cría de peces marinos a gran escala (doradas, lubinas, etc.). España es el país donde más se investiga en la actualidad, estando en desarrollo nuevas producciones como la del pulpo.
De todos modos el desarrollo de la acuicultura plantea algunos problemas como son:
– La alteración de los ecosistemas litorales por la instalación de las piscifactorías.
– La creciente captura de pesca de biomasa para alimento en las granjas marinas.
que muchas veces está constituida por juveniles de especies valiosas.
– La captura de alevines de especies valiosas como meros o anguilas para criarlos,
pues no pueden reproducirse en cautividad.
– Fuertes inversiones iniciales (se necesitan unos 20 años de investigación y
desarrollo para poder cultivar una especie salvaje) difíciles de costear por los
países del Tercer Mundo, y gran cantidad de agua limpia que escasea en las
superpobladas costas de estos países.
– La contaminación orgánica que pueden llegar a producir las heces de los peces y
su alimento.
– El trasiego de enfermedades que se producen por contagio debido a la
aglomeración de individuos.
– La posible eliminación de especies autóctonas por los ejemplares seleccionados
cuidadosamente que eventualmente puedan escaparse de las granjas marinas.
Agotamiento pesquero
La pesca es la actividad humana que más gravemente amenaza la función de los ecosistemas marinos.
En la actualidad, el hombre captura anualmente más de 80 millones de toneladas de pescado. Estudios minuciosos indican que si se sobrepasan los 100 millones de toneladas, se puede producir un importante impacto ecológico en los sistemas acuáticos. Este peligro está, sobre todo, en la alteración de las cadenas tróficas. La esquilmación abusiva genera un desequilibrio, con proliferación de determinadas algas, lo que produce la eutrofización de las aguas. La sobreexplotación conduce a la desaparición de especies. El abuso de determinados métodos de pesca estropean los fondos marinos, las comunidades bentónicas sufren daños. Pueden ser graves los que las anclas y los buzos causan a los arrecifes, pueden atrapar y matar los peces, innecesariamente. Está casi umversalmente prohibido emplear explosivos y venenos, pero algunos pescadores todavía los utilizan. No sólo se desperdician los peces que se matan, indistintamente, sino que estas prácticas pueden destruir los habitat (por ejemplo los arrecifes de coral), y no diferencian entre tamaños o especies a capturar, provocando una degradación intensa del medio marino. Este hecho se agrava notablemente al coincidir las áreas de pesca con los mejores criaderos. Hasta hace sólo un par de décadas se tenían a los recursos pesqueros como inagotables. Esto distaba mucho de la realidad. Una especie tras otra ha entrado en crisis por su sobreexplotación.
Actualmente la tasa de pesca va por delante de la capacidad reproductiva de las especies y muchos animales marinos forman poblaciones que sólo pueden ser preservadas mediante acuerdos internacionales.
En la actualidad se firman decenas de acuerdos para hacer de la pesca un recurso renovable, pero generalmente son incumplidas. No sólo se incumplen los cupos de capturas, o el tamaño de éstas, sino también prohibiciones sobre las artes de pesca como la establecida por la ONU sobre las redes de deriva de más de 2,5 Km. de longitud, que además exterminan decenas de millones de animales (se calcula que uno de cada cuatro animales que se extraen del mar no es deseado). Sólo en los últimos años con la experiencia económica catastrófica de algunos países que sobreexplotaron estos recursos, y con la creciente toma de conciencia de los gobiernos del valor económico de los recursos naturales se han puesto las bases para un efectivo control en las pesquerías.
8. BIOTECNOLOGÍA
La biotecnología designa, en un sentido amplio, la utilización de las propiedades de los seres vivos para fines prácticos e industriales. Este concepto ha sufrido muchos cambios desde que fue acuñado en 1919 por el ingeniero húngaro Karl Ereky. Engloba conocimientos de microbiología, bioquímica, genética molecular, ingeniería industrial, inmunología, farmacología, ciencias medioambientales e informática.
Desde la antigüedad, el hombre ha utilizado los recursos naturales para conseguir alimento y sanar sus dolencias. Se tienen evidencias que desde el año 8000 a.C se recolectaban las mejores semillas y se utilizaba crianza selectiva de ganadería en Mesopotamia. Con ayuda de una industria muy rudimentaria se elegían los mejores ingredientes para elaborar alimentos, como pan, queso, vino o cerveza. A lo largo de los siglos las técnicas de búsqueda y selección se han basado en cruzar las distintas variedades de las especies seleccionadas. Estos métodos han generado resultados, unas veces buenos y otras veces desastrosos.
En la actualidad la técnica de selección ha cambiado de forma radical. Ahora se puede manipular la información genética para conseguir el beneficio esperado. No sólo se ha buscado mejorar los alimentos, también se ha indagado para encontrar los mejores remedios para dolencias y enfermedades. Por ejemplo, la dedalera (Digitalis purpurea) contiene altas cantidades de digitalina, sustancia que modifica el ritmo cardíaco.
La diferencia entre las nuevas Biotecnologías y las tradicionales estriba en el empleo de la denominada Ingeniería Genética que, al menos en teoría, puede permitir “fabricar” a voluntad organismos adecuados a las necesidades humanas. Esto fue posible con el desarrollo de una tecnología de recombinación del ADN, desarrollada por Hamilton Smith y Daniel Nathans en 1970.
8.1. Organismos genéticamente modificados (OGM)
Se define a los organismos modificados genéticamente como “los organismos cuyo ADN ha sido modificado de forma no natural (ni por reproducción, ni por mutación), mediante técnicas de ingeniería genética”.
Los organismos genéticamente modificados se crean introduciendo uno o más genes, pertenecientes a otros seres, o quitando uno o más genes, pertenecientes al organismo. Estos organismos son conocidos vulgarmente con el sobrenombre de transgénicos. Sin embargo, organismo transgénico es una clase específica de organismo genéticamente modificado.
Los organismos transgénicos están genéticamente modificados, pero con genes pertenecientes a otros organismos muy distintos a ellos (distinta especie). Por ejemplo, un organismo transgénico sería una merluza modificada con genes de un salmón o una oveja con genes de un ser humano.
Los organismos genéticamente modificados han sido desarrollados para facilitar la mejora animal y vegetal, ya que acortan los tiempos de espera en la depuración de la especie por selección de individuos. También, se ha investigado en su desarrollo con otro fin distinto, el de crear organismos que, de otro modo no se formarían, como por ejemplo permitir la incorporación de ADN de otra especie.
Las aplicaciones de los organismos genéticamente modificados son muy variadas. Se pueden destacar las siguientes:
– En investigación: para el estudio de la expresión de genes y la creación de genotecas.
– En medicina: para la obtención de fármacos o proteínas cuya síntesis es difícil
conseguir “in vitro”. También, para la obtención de tejidos u órganos, o la
reparación de anomalías genéticas en humanos.
– En agricultura y ganadería: para la mejora (no de forma tradicional) de plantas y
animales.
– En la industria alimentaria: para la mejora de procesos biotecnológicos de
elaboración de alimentos (pan, vino, cerveza, yogur, etc.) y para la creación de
alimentos nuevos.
La creación y utilización de organismos genéticamente modificados tiene muchas trabas legales, debido al rechazo social existente desde que se crearon los primeros alimentos transgénicos en 1983 producidos por Calgene en EEUU. Los alimentos manufacturados a partir de este tipo de organismos sólo se acepta para el consumo humano si no queda proteína o ADN del organismo genéticamente modificado. Si esto no se cumple, debe ponerlo en la etiqueta. Por ejemplo, en la fabricación del pan utilizamos levadura. Cuando el pan se cuece, la levadura queda destruía. Esa levadura destruida puede ser natural o genéticamente modificada, pero nunca lo sabremos.
8.2. Aplicaciones de la Biotecnología
La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales, como la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades. La agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos, como por ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles., así como el cuidado medioambiental a través de la biorremediación, el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y se suelen clasificar como:
Biotecnología roja
Se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos son el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades.
Biotecnología blanca
También conocida corno biotecnología industrial. Un ejemplo de ello es el diseño de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para generar productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos .También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plásticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables, que consuman menos energía y generen menos deshechos durante su producción.
Biotecnología verde
Es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa de los mismos. Si los productos de la biotecnología verde como éste son más respetuosos con el medio ambiente o no, es un tema de debate.
Biotecnología azul
También llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios
Biotecnología en mejora animal y vegetal
Uno de los campos más activos de la biotecnología es la mejora de especies animales y vegetales de interés en la alimentación humana. Una de las soluciones al problema de la falta de alimentos en una creciente población humana es la biotecnología.
En esta línea se están creando animales transgénicos capaces de ofrecer más alimento al hombre. Así por ejemplo, en Japón se obtuvieron vacas que producen leche más rica en proteínas, o en Canadá, salmones que crecen y engordan de II a 37 veces más rápido que uno normal.
También se está intentando crear insectos transgénicos que expresen feromonas inadecuadas o a destiempo para entorpecer el ciclo reproductor de la plaga, con el fin de acabar con el efecto dañino de los insecticidas químicos actuales. Sin embargo el máximo empeño de mejora se encuentra concentrado en las plantas. Se han obtenido mediante el vector genético de Agrobacterium tumefaciens, algunas plantas transgénicas que pueden hacerse resistentes a enfermedades. Un ejemplo contra los virus está en las plantas de tabaco y tomate, que expresan la proteína de la cubierta del virus del mosaico del tabaco. Se comprobó que se han hecho muy resistentes a la infección por este virus. Se ha conseguido ya con estos métodos una razonable tolerancia a más de una docena de virus, vegetales diferentes, en un amplio rango de especies cultivables.
Otras plantas transgénicas son resistentes a la depredación por insectos aplicando el insecticida natural producido por genes de Bacülus thuringiensis, este insecticida es muy eficaz contra orugas de lepidópteros. Incluso manipulando genes de este tipo, se han conseguido plantas de patatas resistentes al escarabajo de la patata. Las plantas así obtenidas podrían reducir el uso de insecticidas hasta en un 40 o 60%. Además la especificidad de insecticidas y su localización en los tejidos de la planta aseguran que la proteína ataque sólo a los insectos. A diferencia de otros insecticidas químicos, el agua no puede lavarlos, y es digerible como otras proteínas o degradable en el suelo.
La biotecnología ofrece una alternativa parcial al control de las malas hierbas: crear plantas capacitadas para tolerar la exposición a un único herbicida de amplio espectro e inocuo desde el punto de vista ambiental. La selección cuidadosa de estos herbicidas y la creación de este tipo de plantas debe llevar a una disminución global del uso de los compuestos químicos utilizados para el control de las malas hierbas, y a su compatibilidad con la ecología.
También se han conseguido plantas transgénicas cuyos frutos no se deterioran con tanta facilidad, al bloquear los genes que modifican el etileno, que es la señal molecular que pone en marcha la maduración de los frutos; o al introducir genes que producen una enzima que degrada al compuesto precursor del etileno.
Otras plantas de cereales transgénicas son más nutritivas y económicas. Actualmente se estudia la inserción de genes que doten a las plantas de resistencia a distintas condiciones ambientales extremas, como el estrés producido por suelos muy ácidos, por la sequía o por elementos tóxicos. Esta estrategia, además de incrementar el rendimiento de las cosechas habituales, podrá también aumentar la producción de tierras marginales en países en desarrollo.
Biotecnología en Farmacología y Medicina
– Farmacología
Muchos compuestos químicos pueden ser producidos en grandes cantidades por microorganismos como las bacterias, insertándoles los genes que codifican dichas sustancias. Uno de los ejemplos más típicos es la producción industrial de insulina humana por E.coli transgénica. Antes, la insulina se obtenía de animales, pero la mayoría de los diabéticos sufrían reacciones alérgicas, al ser esta insulina ligeramente diferente a la humana. Similares resultados se obtenían por ejemplo con la hormona del crecimiento extraída de cadáveres. En este caso las cantidades disponibles eran pequeñas y además algunos preparados podían estar contaminados con virus.
Hay varios obstáculos en producción bacteriana de productos génicos de organismos superiores. Uno de ellos radica en el hecho de que el gen debe asociarse correctamente a las secuencias reguladoras para que se pueda expresar con eficacia, y estas regiones son diferentes en procariotas y eucariotas. Este obstáculo se salva asociando las regiones reguladoras del procariota con los genes estructurales eucariotas que queremos expresar. Otro problema se puede originar debido a las diferencias en el tratamiento que hay en ambos tipos de células sobre el ARNm primario producido. En los eucariotas hay maduración de este ARNm, en los procariotas no la hay, y por tanto no se eliminan los intrones del gen, que se traducen. Como consecuencia la proteína puede no alcanzar la estructura terciaria deseada y no ser funcional. Por esta causa se intentan obtener mejores resultados, introduciendo genes humanos en oíros tipos celulares eucarióticos, como en levaduras o en células de mamífero cultivadas o en otros mamíferos vivos.
Cada vez aparecen más fármacos producidos por biotecnología, el 76% de los cuales tienen patentes estadounidenses y el 15% europeas.
– Medicina
Muchas son las enfermedades que esperan su curación mediante la manipulación genética de las células humanas. Particularmente se investiga en enfermedades hereditarias causadas por un gen defectuoso claramente caracterizado y que son más de 4.000.
La terapia génica surge sobre 1985 y sufre un fuerte desarrollo hacia 1990 cuando el 14 de septiembre de ese año da comienzo en los EE.UU el primer ensayo clínico autorizado de terapia genética para una enfermedad hereditaria, concretamente para la inmunodeficiencia combinada grave dependiente de la adenosina deaminasa. Fue realizado en una niña de 4 años con un éxito total. El mejor vector de inserción de genes actual en la terapia génica son los virus modificados, y se está avanzando bastante en las técnicas empleadas para encauzar estos vectores hacia tipos celulares específicos. La terapia génica puede aplicarse de dos maneras:
– Insertando una copia sana del gen defectuoso que causa la enfermedad.
– Insertando un nuevo gen especialmente diseñado que proporcione a las células
nuevas propiedades.
Por otro lado se puede aplicar a células germinales o somáticas. En estas últimas la técnica más empleada es ex vivo, extrayendo las células con genes defectuosos a las que se le introducen las copias sanas para luego regresarlas al organismo. La otra técnica o in situ, en que los genes sanos se introducen directamente en las células defectuosas del paciente sin ser previamente extraídas, se emplea cuando el defecto es localizado y no afecta a todo el cuerpo (fibrosis quística).
La terapia génica no es, por supuesto, la panacea de la medicina. Muchas enfermedades no se pueden tratar por esta terapia pues son ambientales, causadas por infecciones microbianas, que se propagan debido a deficientes condiciones sanitarias, contaminación, malnutrición y otros factores que escapan a la ingeniería genética, o que se producen por la disfunción de muchos genes.
Para aplicar la terapia génica con éxito hay que considerar que la mayoría de las estirpes celulares humanas son difíciles de aislar y manipular. Las células deben ser lo suficientemente fuertes como para ser extraídas y manipuladas, y retornar al cuerpo con razonable facilidad. Además, deben tener una vida larga, para que ejerzan su efecto o que se puedan dividir, si no, los tratamientos deben repetirse con demasiada frecuencia. Las células de la médula ósea formadoras de las células sanguíneas, las de la piel y las del hígado son las que mejor cumplen estos criterios, y por tanto, las enfermedades que puedan derivar de sus disfuncioncs, son las mejores candidatas a su tratamiento por biotecnología.
Especial relevancia tienen los intentos de terapia génica del cáncer y del sida.
Bioinformática
La bioinformática es la aplicación de los ordenadores y los métodos informáticos en el análisis de datos experimentales y simulación de los sistemas biológicos. La bioinformática es un campo interdisciplinario que se ocupa de los problemas biológicos usando técnicas computacionales y hace que sea posible la rápida organización y análisis de los datos biológicos. La bioinformática desempeña un papel clave en diversas áreas, tales corno la genómica funcional, la genómica estructural (Proyecto Genoma Humano) y la proteómica, y forma un componente clave en el sector de la biotecnología y la farmacéutica.
Existen bases de datos primarias, que contienen información directa de la secuencia, estructura o patrón de expresión de ADN o proteínas y secundarias, que contienen datos e hipótesis derivados del análisis de las bases de datos primarias, como mutaciones, relaciones evolutivas, agrupación por familias o funciones, implicación en enfermedades, etc. Un ejemplo es la base de datos donde podemos encontrar todo el Genoma Humano. En esta base de datos se pueden conocer las secuencias de ADN de los genes conocidos en humanos, su estructura , los dominios tridimensionales, la secuencia y estructura de las proteínas que codifican, etc.
Bioingeniería
La ingeniería biológica o bioingeniería es una rama de la ingeniería que se centra en la biotecnología y en las ciencias biológicas. Incluye diferentes disciplinas, como la ingeniería bioquímica, la ingeniería biomédica, la ingeniería de procesos biológicos, la ingeniería de biosistemas, etc. Se trata de un enfoque integrado de los fundamentos de las ciencias biológicas y los principios tradicionales de la ingeniería.
Los bioingenieros con frecuencia trabajan escalando procesos biológicos de laboratorio a escalas de producción industrial. Por otra parte, a menudo atienden problemas de gestión, económicos y jurídicos. Debido a que las patentes y los sistemas de regulación son cuestiones de vital importancia para las empresas de biotecnología, los bioingenieros a menudo deben tener los conocimientos relacionados con estos temas.
Existe un creciente número de empresas de biotecnología y muchas universidades de todo el mundo proporcionan programas en bioingeniería y biotecnología de forma independiente.
Biorremediatión y biodegradación
Uno de los grandes problemas de la sociedad desarrollada actual, es el tratamiento de los residuos que son de difícil degradación o son no biodegradables.
Estos residuos pueden tardar decenas de años en reciclarse, y por tanto se van acumulando sin saber qué hacer con ellos (por ejemplo, los envases de tetra bricks tardan 5 años, una estaca de madera pintada de 12 a 15 años, las bolsas de plástico no biodegradables de 12 a 20 años y las anillas de plástico de paquetes de latas de aluminio unos 450 años).
La biorremediación es el proceso por el cual son utilizados microorganismos para resolver problemas específicos medioambientales, como la contaminación. La biorremediación se puede emplear para atacar algunos contaminantes específicos, como los pesticidas clorados que son degradados por bacterias (Psendomona pulida modificada genéticamente), o bien, de forma más general como en el caso de los derrames de petróleo, que se tratan empleando varias técnicas. También se emplean cepas bacterianas que pueden degradar bolsas de plástico. Los procesos biológicos desempeñan un papel importante en la eliminación de contaminantes y la biotecnología aprovecha la versatilidad catabólica de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos. Los enfoques de genómica funcional y metagenómica aumentan la comprensión de las distintas vías de regulación y de las redes de flujo del carbono en ambientes no habituales y para compuestos particulares, que sin duda aceleraran el desarrollo de tecnologías de biorremediación y los procesos de biotransformación.
Los entornos marinos son especialmente vulnerables ya que los derrames de petróleo en regiones costeras y en mar abierto son difíciles de contener y sus daños difíciles de mitigar. Además de la contaminación a través de las actividades humanas, millones de toneladas de petróleo entran en el medio ambiente marino a través de filtraciones naturales. A pesar de su toxicidad, una considerable fracción del petróleo que entra en los sistemas marinos se elimina por la actividad de degradación de hidrocarburos llevada a cabo por comunidades microbianas, en particular por las llamadas bacterias hidrocarbonoclásticas (HCB). Además varios microorganismos como Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter y Azotobacter pueden ser utilizados para degradar petróleo. El derrame del barco petrolero Exxon Valdez en Alaska en 1989 fue el primer caso en el que se utilizó biorremediación a gran escala de manera exitosa, estimulando la población bacteriana suplementándole N y P que eran los limitantes del medio.
No es posible tratar todos los contaminantes mediante el uso de la biorremediación. Por ejemplo, los metales pesados como el Cd o el Pb no son absorbidos o captados fácilmente por los organismos. La introducción de metales como el Hg en la cadena alimentaria puede empeorar las cosas, pues los organismos bioacumulan estos metales.
La biodegradación se produce naturalmente, la biorremediación es un proceso iniciado por el hombre generalmente con el propósito de subsanar el medio ambiente.
8.3. Ventajas y Riesgos
Ventajas
Entre las principales ventajas de la biotecnología se tienen:
– Rendimiento superior: mediante los organismos genéticamente modificados, el rendimiento de los cultivos aumenta, dando más alimento por menos recursos, disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así como por factores ambientales.
– Reducción del uso de pesticidas: cada vez que un organismo es modificado para resistir una determinada plaga, se está contribuyendo a reducir el uso de los plaguicidas asociados a la misma que suelen ser causantes de grandes daños ambientales y a la salud.
– Mejora en la nutrición: se puede llegar a introducir vitaminas y proteínas adicionales en alimentos, así como reducir los alérgenos y toxinas naturales. También se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaría a los países que tienen menos disposición de alimentos.
– Mejora en el desarrollo de nuevos materiales.
Riesgos
– Para el medio Ambiente
Entre los riesgos para el medio ambiente, cabe señalar la posibilidad de polinización cruzada, por medio de la cual el polen de los cultivos genéticamente modificados se difunde a cultivos no genéticamente modificados en campos cercanos, por lo que pueden dispersarse ciertas características, como resistencia a los herbicidas. Esto podría dar lugar, por ejemplo, al desarrollo de maleza más agresiva o de parientes silvestres con mayor resistencia a las enfermedades o a los estreses abióticos, trastornando el equilibrio del ecosistema.
Otros riesgos ecológicos surgen del gran uso de cultivos modificados con genes que producen toxinas insecticidas, como el gen del Bacillus thuringiensis. Esto puede hacer que se desarrolle una resistencia al gen en poblaciones de insectos expuestas a estos cultivos. También puede haber riesgo para especies que no son el objetivo, como aves y mariposas, por plantas con genes insecticidas.
También se puede perder biodiversidad, por ejemplo, como consecuencia del desplazamiento de cultivos tradicionales por un pequeño número de cultivos modificados genéticamente.
– Para la salud
Existen riesgos de transferir toxinas de una forma de vida a otra, de crear nuevas toxinas o de transferir compuestos alergénicos de una especie a otra, lo que podría dar lugar a reacciones alérgicas imprevistas.
Problemas bioéticos
Los avances en genética y el desarrollo del Proyecto Genoma Humano, en conjunción con las tecnologías reproductivas, han suscitado preocupaciones de carácter ético sobre las cuales aún no hay consenso.
– Reproducción asistida del ser humano. Estatuto ético del embrión y del feto.
Derecho individual a procrear.
– Sondeos genéticos y sus posibles aplicaciones discriminatorias: derechos a la
intimidad genética y a no saber predisposiciones a enfermedades incurables.
– Modificación del genoma humano para “mejorar” la naturaleza humana (eugenesia).
– Clonación y el concepto de singularidad individual ante el derecho a no ser producto del diseño de otros.
– Cuestiones derivadas del mercantilismo de la vida (por ejemplo patentes biotecnológicas).
Los problemas éticos suscitados por los rápidos adelantos de la ciencia y de sus aplicaciones tecnológicas deben examinarse teniendo en cuenta no sólo el respeto debido a la dignidad humana, sino también la observancia de los derechos humanos, la Conferencia General de la UNESCO aprobó en octubre de 2005 la Declaración Universal sobre Bioética y Derechos Humanos, donde se contemplan estos aspectos.