Transgênicos (OGM) agrícola – o que sabemos e onde os cientistas discordam

Por David Zilberman, Tim G. Holanda, Itai Trilnick traduzido pelo Google.

Departamento de Economia Agrícola e de Recursos, Universidade da Califórnia, Berkeley, CA 94720, EUA

Departamento de Ciência, Política e Gestão Ambiental, Universidade da Califórnia, Berkeley, CA 94720, EUA

Autor a quem a correspondência deve ser endereçada.

Sustentabilidade 2018 , 10 (5), 1514; https://doi.org/10.3390/su10051514

Recebido: 7 de março de 2018/Revisado: 21 de abril de 2018/Aceito: 4 de maio de 2018/Publicado: 10 de maio de 2018

(Este artigo pertence à Edição Especial Agricultura Sustentável: O Estado dos Grandes Debates )

Resumo: 

O crescimento populacional, as alterações climáticas e o aumento do impacto humano nos sistemas terrestres e aquáticos representam desafios significativos às práticas agrícolas atuais. A engenharia genética é uma ferramenta para acelerar a criação de novas variedades, ou que pode ajudar os agricultores e os sistemas agrícolas a se adaptarem às rápidas mudanças nas condições físicas de crescimento, na tecnologia e nos mercados globais. Revisamos a literatura científica atual e apresentamos o potencial dos organismos geneticamente modificados (OGM) a partir das perspectivas de diversas partes interessadas. Os OGM aumentam os rendimentos, reduzem os custos e reduzem a pegada terrestre e ambiental da agricultura.Os benefícios desta tecnologia são compartilhados entre agricultores inovadores e consumidores. Os países em desenvolvimento e os agricultores pobres ganham com os OGM. A biotecnologia agrícola é diversa, com muitas aplicações tendo diferentes impactos potenciais. A sua regulamentação precisa equilibrar benefícios e riscos para cada aplicação. Uma precaução excessiva impede benefícios significativos. Aumentar o acesso à tecnologia e evitar regulamentações excessivas, permitindo-lhe atingir o seu potencial.

Palavras-chave: 

engenharia genética ; biotecnologia ; propriedade intelectual ; sustentabilidade ; das Alterações Climáticas

1. Introdução

A engenharia genética (EG) tem potencial para enfrentar alguns dos principais desafios do nosso tempo, incluindo a segurança alimentar, a adaptação às mudanças climáticas e a sustentabilidade ambiental. Fornecer novas ferramentas e capacidades para aumentar a produtividade agrícola, reduzir a sua pegada ambiental, rural crescente nos países em desenvolvimento e capacitar grupos desfavorecidos. Ao mesmo tempo, a engenharia genética na agricultura encontrou uma resistência por parte de grupos ideológicos e de corporações e governos poderosos: a Comissão Europeia instituiu um rótulo obrigatório de OGM em vários produtos alimentares; muitos dos seus membros, incluindo a França e a Alemanha, proibiram totalmente o cultivo de OGM;A Índia, embora permita o cultivo de algodão geneticamente modificado, decidiu-se autorizar variedades de arroz geneticamente modificadas [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ]. Isto levou a um sistema regulamentar que restringe a introdução de novas variedades baseadas em tecnologias transgénicas, especialmente nos países em desenvolvimento que mais as beneficiam.

Este artigo tem como objetivo revisar o conhecimento atual sobre GE na agricultura e suas implicações potenciais para o desenvolvimento sustentável, definido como “desenvolvimento que atende às necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras de atender às suas próprias necessidades” [6 ] .A literatura sobre a economia do desenvolvimento sustentável sugere que os produtos geneticamente modificados podem desempenhar um papel importante nas estratégias que visam este objetivo na agricultura, principalmente aumentando o rendimento por unidade de produção, reduzindo a utilização de pesticidas e outros produtos químicos, utilizando a terra de forma mais eficiente e eficiente como emissões de gases com efeito de estufa. emissões de gases no processo de cultivo de alimentos. As tecnologias geneticamente modificadas que são modificadas para enzimas melhoradas e uma fermentação mais eficiente são contribuições importantes para a bioeconomia e a reciclagem de resíduos agrícolas [7 ]. Argumentaremos que muitas das críticas à engenharia genética são infundadas, tanto nos aspectos das ciências naturais como nas ciências sociais. Com uma regulamentação sólida, podemos superar a maioria das preocupações relativas à engenharia genética na agricultura, a fim de permitir a utilização sustentável e equitativa da biotecnologia.

Apresentamos as evidências atuais sobre o impacto da engenharia genética para a sustentabilidade na estrutura a seguir. Após uma breve visão geral das tecnologias e suas capacidades, investigamos a dimensão dos efeitos potenciais dos OGM na saúde dos seres humanos, o que parece motivar grande parte do debate sobre o tema. Em suma, o consenso científico é que o seu consumo é pelo menos tão seguro quanto o consumo de culturas de forma ocasional, e até aos dados não foram encontradas evidências de que a biotecnologia agrícola represente riscos únicos ou novos. Na verdade, existem evidências de aumento da segurança alimentar em alguns casos. Após uma discussão sobre saúde, abordamos a dimensão dos riscos e oportunidades ambientais colocadas pela OGM.Passamos então a explorar as evidências existentes de que a biotecnologia pode realmente aumentar a produtividade e melhorar o bem-estar dos pobres, reduzindo ao mesmo tempo a pegada ambiental da agricultura. Analisamos os resultados sobre o impacto da biotecnologia agrícola, tanto no nível agrícola como agregado, mostrando que isso pode aumentar a biodiversidade das culturas, reduzir as emissões de gases com efeito de estufa proveniente da agricultura e reduzir outros efeitos secundários ambientais das práticas atuais. Segue-se uma discussão sobre os efeitos distributivos e a economia política da OGM, mostrando que os ganhos da biotecnologia agrícola são partilhados entre agricultores, consumidores e empresas.O acesso aos benefícios de uma tecnologia GE pode ser restrito por considerações de propriedade intelectual, e descobrimos que o acesso às tecnologias pode ser melhorado. Contudo, na maioria das situações,

A principal restrição à utilização da biotecnologia tem sido regulamentada. As regulamentações rigorosas da biotecnologia agrícola foram inicialmente justificadas pelos elevados níveis de incerteza em torno das novas tecnologias. No entanto, mostraremos que esta abordagem preventiva tem um preço e que uma abordagem regulamentar mais adequada, dada a experiência atual com estas tecnologias, deverá equilibrar melhor os benefícios, custos e riscos. Como último ponto, discutimos o tema da rotulagem do OGM e as suas implicações para as taxas de adoção da biotecnologia e, por extensão, para o potencial da biotecnologia para melhorar a sustentabilidade da agricultura.

2. O que é biotecnologia agrícola?

Quase todas as culturas alimentares que os humanos consomem atualmente são diferentes do seu ancestral natural mais antigo. Eles foram manipulados e modificados por milênios. Recolhendo e replantando sementes, os agricultores selecionaram as plantas mais resistentes às secas e às práticas, e as que produziram mais do que outras. A descoberta das regras de herança por Mendel inaugurou uma era de seleção genética sistemática. À medida que as capacidades científicas melhoravam, os cientistas procuravam expandir artificialmente a variação genética através de métodos como a mutagénese (uso de radiação para produzir novos mutantes) e programas de melhoramento mais precisos.No entanto, a transmissão de características hereditárias ainda estava confinada dentro da espécie, geralmente dentro de variedades próximas, uma vez que utilizava os próprios mecanismos reprodutivos das plantas. O escopo da criação tradicional era, portanto, limitado. A descoberta do DNA na década de 1950 abriu novos caminhos para os biólogos. Forneceu a compreensão dos mecanismos por trás das mudanças nas propriedades de várias espécies e trouxe novas ferramentas para o melhoramento genético. Os cientistas foram desafiados a mapear seus genomas e vincular o desempenho e as propriedades dos organismos à sua composição genética [3 ].

Os cientistas agrícolas desenvolveram múltiplas abordagens para tirar partido dos novos conhecimentos científicos. Eles desenvolveram o uso de marcadores moleculares para identificar propriedades de materiais genéticos de diferentes organismos. Eles desenvolveram tecnologias geneticamente modificadas, em determinados métodos transgênicos (usando agrobactérias ou outros métodos) para transferir genes que transmitem certas características entre espécies. Mais recentemente, foram desenvolvidas tecnologias para editar genes, o que significa inserir ou eliminar genes, bem como transformar genes. O conjunto de potenciais novas características, tradicionalmente limitada pela reprodução das plantas, é agora muito mais vasto.

Acreditamos que as tecnologias geneticamente modificadas são um passo essencial na evolução das culturas. Num mundo com uma população em rápido crescimento alimentar, enfrenta desafios crescentes apresentados pelas alterações climáticas e com o desejo de reduzir a pegada da agricultura, já que variedades de culturas precisam de mudar constantemente para enfrentar novas realidades e restrições. As tecnologias genéticas modificadas são uma forma de conseguir isso, expandindo as capacidades da agricultura e, ao mesmo tempo, reduzindo significativamente os seus custos e ambientais. Uma grande vantagem da GE é que ela reduz o tempo necessário para desenvolver uma característica ou variedade desejada.Isto é especialmente importante no contexto das alterações climáticas, onde a velocidade do melhoramento das plantas pode reduzir os custos de adaptação.

Grande parte da preocupação social relativa às tecnologias geneticamente modificadas diz respeito à segurança dos procedimentos transgênicos e aos seus efeitos secundários inesperados. Os desenvolvimentos científicos e o processo regulatório visam minimizar, ou mesmo eliminar, estes efeitos secundários. Não conseguimos encontrar evidências de acidentes com variedades transgênicas que causem danos ambientais ou à saúde evidentes. No entanto, nada é infalível e um regime regulamentar racional e robusto terá sempre um papel na avaliação de novas biotecnologias à medida que surgem.

Embora a preocupação com a segurança dos métodos transgênicos seja lógica, é importante comparar os métodos de engenharia genética com as suas alternativas. As tecnologias geneticamente modificadas são muito mais precisas do que o melhoramento ou mutagênese tradicional [ 8 , 9 , 10]. No melhoramento tradicional, novas variedades são distribuídas através de fenótipos observados (expressões de características genéticas). As alterações genéticas e as suas expressões fenotípicas são obtidas através do melhoramento planejado, mas o genótipo (a composição genética real) das novas variedades não é controlado. Com a GE, pequenas modificações são feitas internamente para controlar um aspecto específico do desempenho da planta. Um fenótipo desejado é especificado e direcionado, e uma mudança genética precisa é feita especificamente para alcançá-lo, enquanto o resto do genótipo permanece inalterado.Isto significa que as probabilidades de expressões genéticas não intencionais em OGM são menores do que nas variedades criadas através de técnicas de melhoramento tradicionais.

As aplicações da GE são geralmente divididas em três “gerações”. As características de primeira geração são utilizadas principalmente para controle de pragas, seja por meio de resistência a pragas (artrópodes ou fungos) ou tolerância a herbicidas. A segunda geração inclui características que melhoram as propriedades das culturas (por exemplo, vida útil mais longa, valor nutricional melhorado) ou melhoram a sua capacidade de resistir a resistência abiótica (por exemplo, tolerância à seca ou às inundações). As características de terceira geração codificam a biossíntese de produtos químicos úteis para as plantas. Dois subgrupos desses produtos são produtos farmacêuticos vegetais (PMPs), como proteínas, reagentes e anticorpos;e produtos industriais feitos de plantas (PMIPs), como proteína da seda, elastina e colágeno, precursores de plástico biodegradáveis​​e alternativas de combustíveis fósseis [ 11 , 12, 13 ]. Uma proporção muito pequena de características comprovadas em laboratório está atualmente em uso comercial. Enquanto Bennett et al. [ 13 ] identificarem mais de cem características, pois dispêndios regulamentações da biotecnologia agrícola impedem os cientistas de investir em testes de campo de muitas variedades com características desejáveis.

A edição de genes, ou edição de genoma, é uma forma relativamente nova de GE que depende de nucleases específicas de espécies (SSNs) para inserir, excluir ou modificar genes específicos. Ele se baseia em um conjunto de ferramentas que inclui nucleases de dedo de zinco (ZFNs), nucleases efetoras semelhantes a ativadores de transcrição (TALENs) e sistemas associados a repetições palindrômicas pequenas agrupadas regularmente interespaçadas (CRISPR) [9 ] . Destes, o CRISPR-Cas9 é o desenvolvimento mais recente e demonstrado ser versátil, bem como mais simples e menos dispendioso de implementação do que seus antecessores [ 14]. Ao contrário dos ZFNs e TALENs, o CRISPR declarado é eficiente na modificação de múltiplos genes em uma única planta; isso aumenta muito o potencial da tecnologia para desenvolver características vantajosas, como resistência a pragmáticas [ 9 ].

A edição genética já foi demonstrada nas principais culturas, incluindo – a partir de 2015 – cevada, milho, arroz, soja, laranja doce, tomate e trigo [15 ] . As características atualmente sob investigação incluem, entre outras, resistência a herbicidas, tolerância à seca, melhor conteúdo nutricional, resistência ao sal e resistência ao estresse biótico [ 16 ]. Por serem mais precisos e previsíveis do que as tecnologias anteriores que dependem da introdução de transgenes, as culturas geneticamente editadas podem revelar-se mais aceitáveis ​​para o público do que os OGM anteriores [10 ] .No entanto, permanecem questões importantes relativamente aos quadros comerciais e à liberdade pública.

3. Saúde Humana

Começamos a revisão dos impactos da GE na sustentabilidade com a dimensão da saúde humana. Embora as discussões sobre o desenvolvimento sustentável normalmente não enfatizem as preocupações com a saúde, elas são um componente crítico de qualquer debate sobre as características de uma tecnologia relacionada com a alimentação. Os oponentes da engenharia genética têm frequentemente levantado preocupações sobre os impactos da OGM na saúde humana [ 17 ]. Estas preocupações enquadram-se, em geral, em duas categorias: preocupações sobre o consumo de OGM e preocupações sobre o cultivo de OGM. Ambas as preocupações parecem infundadas na literatura científica.

Apesar das características relatadas em contrário por parte de grupos de defesa dos OGM, após décadas de produção, não há evidências claras de danos à saúde dos consumidores que tenham resultado no consumo de produtos OGM. Numa revisão de 1.783 estudos sobre a segurança de culturas geneticamente modificadas publicadas durante um período de 10 anos, Nicolia et al. [ 18 ] não encontrei relatos de perigos significativos diretamente ligados às culturas geneticamente modificadas. Conclusões semelhantes são consistentemente tiradas por outras revisões [ 17 , 19 ].Do pequeno número de estudos que pretendiam mostrar riscos para a saúde humana, todos foram retratados ou revelados sobre falhas metodológicas ou outras [ 20]. Para colocar os supostos riscos para a saúde dos OGM numa perspectiva mais ampla, em 2012, as doenças de origem alimentar nos EUA causaram 128.000 hospitalizações e 3.000 mortes; em contraste, até o momento não houve nenhum relato relacionado ao consumo de OGM [ 19 ].

Um bom exemplo do potencial benefício para a saúde das culturas geneticamente modificadas é o milho Bt. As culturas Bt são projetadas para incluir um gene que codifica a produção de toxinas Bt, inseticidas de baixa toxicidade produzidos naturalmente pela bactéria Bacillus thuringiensis, que vive no solo, e usados ​​por produtores convencionais e orgânicos por meio de distribuição. São letais para larvas de especificações específicas e apenas por ingestão. Assim, as culturas Bt têm como alvo as respostas que as atacam, resultando numa menor necessidade de utilização de inseticidas mais tóxicos que poderiam permanecer nos alimentos.Os consumidores beneficiam ainda mais: o aumento dos atributos de protecção contra a directiva serve para reduzir os níveis de micotoxinas, subprodutos metabólicos de alguns fungos que atacam as plantas através das feridas infligidas pelas indirectas [ 21 ] . Um tipo de micotoxina, a aflatoxina, é um agente cancerígeno que tem sido particularmente associado ao câncer de fígado. Um estudo na China de produtos vendidos nos mercados locais encontrou níveis médios de aflatoxina em várias culturas que eram superiores aos que eram aceitos pelo FDA nos EUA, e níveis máximos que eram mais de cinquenta vezes superiores ao limite do FDA [ 21 , 22 ] .As reduções nos níveis de micotoxinas provavelmente serão particularmente importantes para as pessoas nos países em desenvolvimento, que são mais propensas a comprar alimentos em mercados locais pouco regulamentados, como os treinados na China [22 ] . Numa metanálise recente, abrangendo 21 anos de pesquisa, Pellegrino et al. [ 23] concluem que o milho Bt é mais saudável do que suas variedades não geneticamente modificadas, uma vez que não foram documentados efeitos negativos e os níveis de aflatoxina em produtos são mais baixos.

Existem alguns casos em que as culturas OGM podem trazer opções para os consumidores que são realmente mais saudáveis ​​do que as variedades tradicionais. Como mencionado anteriormente, estes são OGM de “segunda geração”. Um exemplo é uma variedade de soja que foi projetada para ter níveis mais baixos de gorduras trans [ 24 ]. Os cientistas também desenvolveram milho com 169 vezes mais beta-caroteno, seis vezes mais vitamina C e duas vezes mais folato; e mandioca com 30 vezes mais beta-caroteno e quatro vezes mais ferro [ 25]. Talvez o exemplo mais famoso de engenharia genética para melhorar o conteúdo nutricional seja o Golden Rice, uma variedade de arroz que foi desenvolvida para produzir beta-caroteno. Sendo o arroz o principal alimento básico em muitos países pobres, este tipo de arroz poderia reduzir significativamente a incidência de doenças relacionadas à deficiência de vitamina A, como cegueira e mortalidade infantil [4 ] . O potencial do Arroz Dourado e o processo regulatório que atrasou a sua utilização serão discutidos mais abaixo na seção sobre regulamentação.

Campanhas de defesa anti-OGM, direcionadas a empresas e linhas de produtos, muitas vezes fazem com que elas evitem ingredientes [ 26 ]. Isto pode aumentar os custos para os consumidores e, em alguns casos, levar a um produto menos saudável. Por exemplo, nos casos em que os produtos são enriquecidos com vitaminas ou minerais, onde alternativas certificadas não OGM são caras ou não estão disponíveis [ 26 ]. A evitação de ingredientes também pode ser o resultado de verificação complexa e ambiente regulatório que envolve os OGM no mercado [ 17 ].

Não que diz respeito aos argumentos do lado da produção, as culturas OGM geralmente registram uma diminuição nas aplicações totais de pesticidas, conforme medido pelo quociente de impacto ambiental, ou EIQ [ 27 ] . O EIQ é uma medida comumente usada que compara pesticidas em vários atributos, a fim de gerar um valor único para refletir a toxicidade geral [ 28 , 29]. Os pesticidas variam muito na sua toxicidade e os impactos na saúde são muito melhor compreendidos através de medidas de toxicidade agregadas que refletem essas diferenças, em vez de simplesmente medir os volumes de pesticidas aplicados. Os OGM de primeira geração também serviram para mudar os tipos de pesticidas utilizados, sendo uma grande mudança o aumento da parcela relativa da área cultivada com glifosato. As evidências sugerem que a mudança de outros herbicidas para o glifosato traz benefícios para a saúde dos produtores, mesmo independentemente de qualquer redução geral nas quantidades totais utilizadas [ 28 ].

Existem diferentes maneiras de avaliar a toxicidade dos pesticidas. Uma distinção é entre toxicidade aguda – representando os danos resultantes de uma dose única elevada – e toxicidade crónica, representando os danos resultantes da exposição a longo prazo a pequenas doses repetidas. Do ponto de vista dos aplicadores de pesticidas, os indivíduos mais diretamente afetados por estes compostos, a toxicidade crônica é provavelmente a mais importante dessas duas medidas. A julgar pela sua toxicidade crônica para mamíferos, o glifosato é um composto relativamente seguro, com níveis mais baixos de toxicidade crônica do que 90% dos herbicidas comumente usados ​​nos EUA [ 28 ] .A mesma análise concluiu que uma redução no uso de glifosato ou a sua descontinuação (como foi recentemente proposta na Europa) resultaria numa toxicidade global mais elevada porque seria provavelmente substituída por herbicidas com maior toxicidade.

Pesquisas na China mostraram que os agricultores que adotaram o algodão Bt reduziram sua exposição a pesticidas perigosos [ 30 , 31 ]. Este benefício provavelmente afetou milhões de produtores individuais. Na África do Sul, a adoção do algodão Bt levou a taxas mais baixas de envenenamento acidental por pesticidas, em grande parte como resultado da redução dos requisitos para aplicações de pesticidas [ 32 ] . Por razões semelhantes de requisitos reduzidos para aplicação de pesticidas, foi projetado que a adoção do arroz Bt na China poderia ter efeitos positivos significativos na saúde dos agricultores [ 33 ].

4. Impactos ao nível da exploração agrícola

Ao nível das explorações agrícolas, as culturas OGM têm o potencial de melhorar a sustentabilidade da agricultura, reduzindo a utilização de herbicidas, pesticidas e fertilizantes, reduzindo as emissões de gases com efeito de estufa, permitindo práticas sustentáveis, como sistemas de produção de sementeira direta , e aumentando os rendimentos, permitindo assim levar a menos necessidade de conversão de ecossistemas naturais em terras agrícolas.

Qaim e Zilberman [ 34 ] sugerem que os OGM de geração reduzem primeiro os danos causados ​​pelas condições ideais. Espera-se que os ganhos de rendimento dos OGM de primeira geração sejam influenciados em áreas com elevada suscetibilidade a plausível. Além disso, a redução dos danos causados ​​​​pelas indiretamente pode constituir um incentivo ao incentivo adicional a outros fatores de investimento, tais como fertilizantes, conduzindo a maiores ganhos de rendimento. Isto significa que mais alimentos podem ser cultivados com os recursos terrestres existentes. Klümper e Qaim [ 35] concluíram uma meta-análise de 147 estudos sobre uso de pesticidas, rendimento e lucros dos agricultores. Eles descobriram que, em média, as culturas geneticamente modificadas aumentaram o rendimento em 21,6%, reduziram a quantidade de pesticidas em 36,9%, reduziram o custo dos pesticidas em 39,2% e aumentaram os lucros dos agricultores em 68, 2%. Há heterogeneidade nos resultados, pois aparentemente algumas das primeiras variedades OGM tiveram características introduzidas em variedades menos afetadas para o local onde foram plantadas. No entanto, os efeitos em geral são impressionantes.A evidência empírica confirma que os agricultores que mais beneficiaram do OGM foram, na verdade, os agricultores mais pobres dos países em desenvolvimento, que tinham menos opções para a gestão de pragas e que eram mais vulneráveis ​​aos surtos.

Além dos aumentos de rendimento, que ajudam a apoiar o trânsito crescente nos países em desenvolvimento, o principal efeito benéfico do OGM em termos de sustentabilidade é provavelmente o declínio na utilização de pesticidas. Consideramos os benefícios para a saúde pessoal da redução do uso de pesticidas para consumidores e trabalhadores agrícolas na seção de saúde acima. No entanto, os pesticidas também têm sido uma grande preocupação ambiental. “Primavera Silenciosa” de Rachel Carson [ 36], pedra angular do movimento ambientalista americano, tratou principalmente dos pesticidas altamente tóxicos usados ​​na década de 1950. As tecnologias geneticamente modificadas permitem reduções significativas no uso de pesticidas e herbicidas, em comparação com as culturas tradicionais, e derivadas do impacto ambiental da agricultura. Duas características principais da “primeira geração” podem ser discutidas neste contexto: resistência a insetos (RI) resultante da característica Bt acima mencionada, e tolerância a herbicidas (HT) em relação ao herbicida glifosato.

Uma pesquisa sistemática sobre o uso de pesticidas nas três principais culturas OGM nos EUA – soja HT, milho HT e milho IR – descobriu que, em relação aos agricultores que plantam variedades efetivamente, os agricultores que adotaram OGM reduziram as quantidades totais de pesticidas aplicados nos casos de Milho HT e Milho IR, mas aumentados quanto mínimos totais no caso da soja HT [ 27 ]. Olhando para o EIQ, o efeito global dos OGM nas aplicações de pesticidas torna-se inequivocamente positivo para as três principais culturas cultivadas nos EUA.Os agricultores que consumiram soja e milho HT obtiveram herbicidas representando um EIQ total mais baixo do que aqueles que plantaram variedades convencionais, enquanto aqueles que consumiram o milho IR obtiveram inseticidas em um nível que também representou um EIQ mais baixo do que os níveis usados em variedades aleatórias [ 27 , 37 ].

Duas questões em relação ao TH e IR são o aumento da resistência ao glifosato e os potenciais efeitos negativos das toxinas Bt em espécies não-pragas. Este último efeito parece ser mínimo, uma vez que as opiniões são deliberadas pela ingestão de partes de plantas e são bastante específicas para famílias de políticas. As abelhas não são afetadas por isso [ 38 ]. Quanto ao primeiro, a resistência aos pesticidas não é exclusiva dos OGM e existem centenas de exemplos não-OGM de resistência aos herbicidas que se desenvolvem em ervas orgânicas [ 39 .No caso do glifosato, apesar de ter sido utilizado pela primeira vez no mercado dos EUA em 1974 e de ter seu uso se generalizado após a introdução das primeiras culturas tolerantes ao glifosato em 1996, o glifosato mantém sua eficácia contra a maioria das ervas originais, e 90% dos produtores de algodão, milho e soja nos EUA optam por continuar a plantar uma cultura tolerante ao glifosato e a usar o glifosato [ 40 ]. No entanto, como a resistência das ervas significativamente aumenta significativamente, existem estratégias que podem ser utilizadas para manter a eficácia das variedades HT, mesmo na presença de resistência. Os refúgios podem ser direcionados com uma compreensão da dinâmica populacional, de modo a melhorar o equilíbrio entre o aumento da resistência e os rendimentos [ 41]. O manejo de ervas orgânicas e herbicidas seletivos também pode fazer parte de uma estratégia para manter a eficácia do HT [ 42 , 43 ]. Mesmo que a resistência conduza à redução gradual de alguns dos benefícios ambientais das culturas OGM de primeira geração, essas culturas apresentam, ainda assim, benefícios ambientais durante um período de tempo significativo. A melhor oportunidade para ampliar esses benefícios reside na continuação da pesquisa de novas características [ 44 ].A edição genética utilizando CRISPR, devido à sua especificidade e relativa acessibilidade, fornece um caminho particularmente promissor para aumentar e ampliar os benefícios que o OGM de geração primeiramente descoberto na redução da utilização de pesticidas.

Outra preocupação, tanto no nível agrícola como agregado, é sobre a potencial perda de diversidade de culturas com OGM. A redução do âmbito da variedade, que poderia levar à monocultura, é perigosa para qualquer cultura. Se todas as variedades disponíveis forem semelhantes, poderão ser mais suscetíveis a uma nova praga. Além disso, uma escolha limitada de variedades pode diminuir a eficiência média da cultura. Para avaliar essa preocupação, Krishna et al. [ 45 ] realizaram pesquisas repetidas com 341 agricultores usando um painel de quatro visitas.As suas explicações demonstraram que, apesar de um declínio inicial na diversidade varietal após a introdução de variedades transgénicas, no final do período de estudo (em 2008), com 90% de adopção de variedades transgénicas, o nível de diversidade varietal tinha regressado ao nível que tinha. houve antes da adoção. Neste caso, constatou-se que o principal fator limitante da diversidade era simplesmente o número de variedades transgênicas disponíveis. Na medida em que as tecnologias de edição genética permitem a criação mais barata e fácil de novas variedades, o impacto provável das culturas geneticamente modificadas na biodiversidade agrícola provavelmente diminuirá.Vale a pena mencionar que questões semelhantes foram levantadas com variedades cultivadas tradicionais, inicialmente lançadas durante a “revolução verde” na década de 1970. No entanto, 17 ].

Shiva [ 46 ] sugere que um dos perigos da engenharia genética na agricultura é que a dependência excessiva de soluções genéticas pode excluir outras soluções para pragas e outros desafios na agricultura. Uma diversidade de abordagens à sustentabilidade agrícola terá quase certamente mais sucesso do que a dependência de qualquer tecnologia. No entanto, este argumento é mais uma razão para argumentar que a engenharia genética não deve ser restrita ao ponto de ser impedida de dar o máximo contributo possível para a sustentabilidade agrícola.

5. Efeitos agregados

Uma vasta literatura, revista acima, confirma os efeitos positivos da introdução de variedades OGM na produtividade e no rendimento dos agricultores. Este aumento nos rendimentos agrega-se a uma maior oferta, o que significa que a mesma quantidade de alimentos e fibras pode ser cultivada utilizando menos recursos como terra, água e produtos químicos. Contudo, uma maior oferta também pode reduzir os preços globais dos alimentos, aumentando a procura e, em certa medida, atenuando ou mesmo revertendo estes efeitos. Para estes estudos de efeitos agregados, os estudos de rendimento individuais precisam de ser incorporados num quadro mais amplo que integre as forças da oferta e da procura.

Para realizar esta análise, é necessário primeiro estimar os impactos do OGM na oferta agregada. Isto pode ser feito simplesmente agregando benefícios estimados numa abordagem de meta-análise ou através de estimativa estatística de uma mudança na oferta devido à OGM. Depois de estimar o efeito da oferta, a análise precisa de integrar a oferta e procurar avaliar os impactos nos preços e no bem estar. Esta segunda fase pode ser feita quer através de uma análise parcial que considera apenas o impacto nos mercados de cereais, quer através de uma análise de equilíbrio geral que avalia o impacto em toda a economia.

Brooks e Barfoot [ 47 ] utilizam múltiplas estimativas dos impactos do OGM no rendimento e nos custos crescentes em diferentes locais, agregam-nas e avaliam o impacto do OGM no setor agrícola através de análises parciais. Eles estimam que o efeito da tecnologia geneticamente modificada na renda agrícola global seja de US$ 18,8 bilhões no ano de 2012 e de US$ 116,6 bilhões entre 1996 e 2012. Isso representa um aumento de 6% no valor da produção global de milho, canola, soja e algodão.

É importante distinguir entre o impacto do OGM na margem intensiva e extensiva. O efeito de margem intensiva ocorre quando os agricultores mudam de variedades convencionais para variedades OGM, aumentando assim os rendimentos e a produção devido às características modificadas. O efeito de margem extensiva ocorre quando as variedades OGM permitem a expansão da área efectiva de produção, quer pelas próprias características genéticas (por exemplo, tolerância à seca) quer pelos ganhos económicos que trazem, superando obstáculos dispendiosos que antes impediam a expansão das terras agrícolas . Existe uma preocupação de que as culturas geneticamente modificadas contribuam para a desflorestação.O aumento da área cultivada com soja é responsabilizado pelo desmatamento na Argentina e no Brasil [ 48 , 49 ]. Contudo, é difícil dizer qual a parcela de responsabilidade da tecnologia GE neste processo, que é impulsionada principalmente pela crescente procura mundial. Em vez disso, o efeito da produção geneticamente modificada provavelmente atenuará o desmatamento causado pelo aumento da demanda. As evidências sugerem que alguns dos efeitos que as culturas OGM têm na margem extensiva são, na verdade, o resultado do cultivo duplo em parcelas de terra que já foram cultivadas, em vez de trazer novas terras para cultivo [50 , 51 ] .As culturas OGM projetadas com resistência a herbicidas permitem o plantio mais precoce na estação de crescimento, diminuindo a necessidade de controle de ervas pré-emergência; isso, por sua vez, proporciona o tempo adicional necessário para plantar uma segunda safra na mesma estação [ 52 ]. Na medida em que este é o caso, a introdução de culturas OGM poderia ter um benefício significativo para a pegada de terra agrícola, aumentando grandemente a produtividade anual sem expandir a área de terra cultivada [53 ] .

Barrows et al. [ 51] estimar estatisticamente o impacto do OGM nos rendimentos e, em seguida, derivar os impactos na oferta agregada, tendo em conta o extenso efeito de margem. Integramos o efeito da oferta com as estimativas de procura e obtivemos efeitos de equilíbrio parcial sobre a produção e os preços. Eles estimam que o efeito médio sobre os preços da soja, do algodão e do milho seja 33%, 18% e 13% inferior ao que mantiveram os seus respectivos preços sem as tecnologias geneticamente modificadas. Muitos desses ganhos devem ter extensos efeitos de margem, que se aplicam principalmente a terras já utilizadas para a agricultura.Ao mesmo tempo, traduzem as poupanças de terras resultantes das taxas actuais de cobertura de OGM em poupanças de emissões de GEE, concluindo que os OGM são responsáveis ​​por uma eliminação nas emissões a um oitavo de todas as emissões dos veículos nos EUA.

Mahaffey et al. [ 5 ] usam uma abordagem de equilíbrio geral computável (CGE). Nesta abordagem, diferentes parâmetros de mercado são usados ​​como dados para um modelo informatizado de mercados e comércios agrícolas globais, e um equilíbrio é calculado numericamente. Comparando cenários de proibição global da OGM e de aumento da proibição da OGM, calcula-se a perda de bem-estar (lucros mais benefícios para o consumidor) de uma proibição global da OGM. A perda total de bem-estar resultante da proibição global da OGM é estimada por Mahaffey et al. ser US$ 9,8 bilhões anuais.Observamos que, embora se preveja que a proibição aumente os preços dos alimentos em todo o mundo, os aumentos seriam mais acentuados nos países mais pobres, onde a despesa média com alimentos já é mais elevada. A Índia, por exemplo, veria um aumento nos preços dos alimentos de 2,2%. Outra descoberta interessante deste estudo diz respeito aos potenciais efeitos ambientais de uma designação global de OGM. O principal efeito ambiental, impulsionado pelos rendimentos mais baixos das culturas convencionais, é a expansão da área cultivada em detrimento das florestas. Isto por si só resulta num aumento de 13,8% nas emissões de GEE provenientes da agricultura.

As potenciais economias no uso da terra, conforme enfatizado por Mahaffey et al. [ 5 ], é uma das contribuições significativas da OGM em termos de sustentabilidade. Como as culturas geneticamente modificadas são mais produtivas, poderiam, em teoria, constituir um incentivo para transformar mais áreas naturais em campos cultivados. No entanto, Mahaffey et al. [ 5 Os resultados preveem uma menor utilização total da terra com OGM, provavelmente porque o aumento dos rendimentos deprime os preços o suficiente para impedir a expansão das terras cultivadas. No entanto, a tecnologia GM permite um efeito de margem extensa sem expandir a área total cultivada, através de culturas duplas.As características de tolerância a herbicidas permitem tratar as culturas com herbicida para evitar o crescimento de ervas indesejadas com a cultura. Isto significa que algumas práticas demoradas (e emissoras de carbono), como o cultivo, podem ser ignoradas. O resultado é um período de tempo mais longo em que os campos ficam disponíveis para uso produtivo, permitindo o cultivo duplo: cultivar duas culturas no mesmo terreno no mesmo ano. Esta prática, que na verdade duplica a área de cultivo e permite o cultivo de mais alimentos num determinado ano, é agora comum entre os produtores de soja na Argentina e no Brasil. Na verdade, 53 ].Uma pesquisa mostrou que o cultivo duplo tem o potencial não apenas de aumentar a produtividade, mas também de reduzir a variabilidade da produtividade nas áreas do Pampa do Norte, onde essa prática ocorre [54 ] .

6. Efeitos Distributivos e Fatores de Economia Política

Tal como acontece com muitas tecnologias que aumentam a produtividade, a tecnologia GE tem o potencial de gerar ganhos positivos em conjunto. Contudo, qualquer nova tecnologia pode criar vencedores e perdedores, ao mesmo tempo que aumenta o excedente total. Observamos os efeitos distributivos nos níveis micro e macro. Consideramos esta análise importante em termos de sustentabilidade, embora apenas abordemos marginalmente questões ambientais clássicas. As práticas agrícolas sustentáveis ​​devem beneficiar todas as partes envolvidas para a sua continuidade.

A nível micro, muitos críticos das tecnologias geneticamente modificadas afirmam que estas trazem poucos ou marginais (se é que são de todos positivos) benefícios para os agricultores, e que a maior parte dos ganhos é mantida nas mãos de algumas empresas sediadas em países desenvolvidos. O principal “culpado”, segundo alguns ativistas, é a empresa de capital aberto Monsanto, que fez grandes investimentos em biotecnologia agrícola a partir de 1996 [ 3 ].

A maioria dos economistas que lidam com a tecnologia GE vê o assunto de forma diferente. Os estudos do NRC [ 38 ] mostram que os ganhos econômicos da OGM são distribuídos entre agricultores, consumidores e empresas de sementes. As taxas de utilização de culturas geneticamente modificadas – nos EUA e em praticamente qualquer outro país onde sejam permitidas – são vistas pelos economistas como prova dos seus benefícios económicos evidentes para os agricultores. Conforme a seção sobre impacto no nível da fazenda, Klümper e Qaim [ 34 ] constatam um aumento médio de 68% nos lucros dos agricultores como resultado da adoção de culturas geneticamente modificadas, enquanto os custos totais de produção aumentam apenas 3%.Este resultado é o efeito complexo do aumento do rendimento e da redução de outros custos, especialmente os custos dos pesticidas. Os agricultores que utilizam culturas geneticamente modificadas desfrutam de outros benefícios, que são mais difíceis de estimar com valores em dólares. Por exemplo, a redução da instabilidade do rendimento e a redução dos efeitos adversos à saúde causados ​​por pesticidas contratados foram observadas na China e na África do Sul [ 32 ].

Uma alegação comum dos opositores aos OGM é que os ganhos dos agricultores são corroídos porque estão contratualmente proibidos de semear as sementes das plantas que cultivam. Isto nem sempre é verdade, uma vez que as leis nacionais de patentes geralmente não se aplicam no exterior e o nível de aplicação local varia. Por exemplo, a Monsanto processou um agricultor canadiano que cultivava as suas sementes de canola patenteadas sem as comprar. A empresa ganhou o caso, mas não recebeu nenhuma compensação [ 3 ]. Na Índia, observa-se alguma “pirataria”, onde variedades GM foram hibridizadas com variedades locais [ 17]. No entanto, para adquirir sementes geneticamente modificadas certificadas, normalmente é necessário comprá-las a um revendedor legítimo. Mais uma vez, o fato de alguns agricultores optarem por comprar sementes geneticamente modificadas ano após ano sugere que, mesmo quando o custo da compra anual de sementes é considerado, os agricultores ainda se compartilham na melhor situação com as culturas geneticamente modificadas. Dedo et al. [ 55 ] constatamos que, embora os custos das sementes nas culturas geneticamente modificadas sejam mais elevados do que nas convencionais, a rentabilidade total das culturas geneticamente modificadas ainda é maioritariamente mais elevada.

A alegação de “sementes obrigatórios para compra” também não regulamenta que muitas variedades comerciais não geneticamente modificadas são híbridos de primeira geração, para os quais as sementes também devem ser compradas aos vendedores. Além disso, semear sementes autocultivadas não é uma alternativa gratuita à compra de sementes. Quando as sementes próprias são os produtos comercializados, por exemplo nos cereais, semear sementes cultivadas pelos próprios significa implicitamente comprá-las ao preço de mercado. Para as variedades geneticamente modificadas, um preço de mercado teórico (na ausência de uma empresa que exerce algum grau de poder de mercado) seria o preço a jusante das próprias sementes (por exemplo, grãos de milho).Mesmo quando o produto final não é a semente em si, como acontece com o algodão, usar sementes autocultivadas significa assumir os custos e riscos extras envolvidos no autoarmazenamento (preparação de para armazenamento, perda potencial devido a pragas, danos causados ​​pela água , roubo, etc.).

Um claro perdedor das tecnologias geneticamente modificadas são algumas empresas químicas sediadas em países desenvolvidos. Graff e Zilberman [ 2 ] argumentam que as proibições europeias da maioria das culturas geneticamente modificadas não podem ser fornecidas pelas preferências dos consumidores. Afirmo que a Europa parece mais tolerante com técnicas de investigação como a clonagem e a investigação com células estaminais, que são controversas nos EUA. Portanto, é pouco provável que o “medo da ciência” seja uma razão para esta política. Eles afirmam que outros fatores políticos podem estar em jogo.Principalmente, sugerem que, enfrentando o clamor público sobre os riscos dos pesticidas na década de 1970, as empresas europeias investiram fortemente no desenvolvimento de soluções químicas mais seguras para o controle de políticas e outros fatores de produção agrícola, enquanto as empresas norte-americanas investiram em tecnologias de ciências biológicas que levaram à maioria das variedades geneticamente modificadas. A adoção de culturas geneticamente modificadas reduz a cota de mercado das empresas europeias nos mercados de proteção de culturas, que caiu de 55% em 1991 para 47% dez anos mais tarde. Um sinal de mudança da realidade é que a Bayer, uma grande empresa química europeia, está em processo de aquisição da Monsanto.A Comissão Europeia anunciou recentemente a aprovação condicional desta fusão [56 ].

Uma transição para um sistema agrícola com economias de escala mais fortes poderia levar muitos agricultores à falência, especialmente nos países desenvolvidos. Este processo tem estado em vigor mesmo com uma autorização efectiva da OGM: o tamanho médio das explorações agrícolas em França e na Alemanha aumentou 31% e 32%, respectivamente, durante a primeira década do século XXI (dados dos censos agrícolas do Eurostat [ 57 , 58 ] ), embora o tamanho médio da fazenda nos EUA ainda seja três vezes maior [ 59 ].Foi sugerido que as culturas geneticamente modificadas são vistas como um substituto para esta transição ou como fatores que a acelerariam, aumentando a oposição dos pequenos agricultores com o grande poder político [ 2 ] .

A nível macro, parece que os ganhos potenciais das tecnologias geneticamente modificadas são muito maiores nos países em desenvolvimento do que no mundo desenvolvido. Os efeitos do rendimento parecem muito maiores nos países em desenvolvimento [ 34 , 52 ], enquanto os preços mais baixos dos alimentos beneficiam os pobres, para quem os custos dos alimentos específicos são uma parcela relativamente maior do orçamento diário [ 60 ]. Mahaffey et al. [ 5 ], estimando o custo de uma concessão global dos OGM, descobrem surpreendentemente que os maiores vencedores dessa concessão acabaram por ser dois grandes produtores de OGM: os EUA e o Brasil.Outras regiões exportadoras de OGM, como o Canadá e a América do Sul, também obtiveram ganhos positivos com a concessão da OGM. Os autores explicaram este resultado observando que os grandes produtores de OGM também são grandes exportadores. Com a classificação da OGM, os preços mundiais aumentam. Como é provável que os países exportadores obtenham a maior parte dos seus ganhos com a produção, o aumento do preço no consumidor atenua apenas os ganhos ao aumento dos lucros, devido à medida que os preços de exportação aumentam. Por outro lado, os principais importadores, como a China, o Médio Oriente e o Norte de África, a Índia e a Europa, vêem ganhos negativos com a exclusão dos OGM: não são grandes exportadores de alimentos,portanto, o aumento dos preços de exportação é irrelevante para os seus lucros; no entanto, são importadores de alimentos, afetados pelo aumento dos preços dos alimentos, da alimentação animal e das fibras.

7. Efeito Ambiental, Biodiversidade e Desenvolvimento Sustentável

Dada a procura relativamente inelástica de alimentos, o efeito positivo de que as tecnologias geneticamente modificadas têm sobre o rendimento está associada a uma pegada agrícola reduzida em termos de utilização de terra, energia, água e fatores de produção química. Tendo discutido anteriormente o efeito da OGM na redução do uso de pesticidas, concentramo-nos aqui nos efeitos sobre o uso da terra e nas emissões de carbono. Barrows et al. [ 51 ] estima-se para o ano de 2010 que a manutenção de uma produção semelhante de milho, soja e algodão sem culturas geneticamente modificadas teria exigido pelo menos 13 milhões de hectares adicionais de terras agrícolas.Outra pesquisa sugere que uma classificação global de OGM aumentaria o total de terras agrícolas em 3,1 milhões de hectares, com 0,6 milhões provenientes do desmatamento [ 5 ]. Isso pode ser comparado a um cenário oposto, em que a adoção de OGM em todo o mundo é levada a um nível equivalente ao nível dos EUA: nesse cenário, a área global de terras agrícolas diminuiu, na verdade, 0,8 milhões de hectares [5 ] .

A redução da pegada terrestre da agricultura – especialmente a parte da pegada que ocorre à custa das florestas tropicais – tem um grande impacto nas emissões de gases com efeito de estufa. Tomando as três estimativas acima – variando de 3,1 milhões a 20 milhões de hectares de terras agrícolas adicionais que resultariam da eliminação das culturas geneticamente modificadas – e combinando-as com uma estimativa comum de emissões de gases de efeito estufa decorrentes da mudança na cobertura da terra de 351 toneladas análises por hectare de terra convertida [ 61 ] — podemos concluir que os OGM evitaram emissões equivalentes a entre 1,1 Gt e 7,0 Gt de dióxido de carbono.Essas estimativas são equivalentes a 19-135% das emissões anuais dos EUA – que foram de 5,17 Gt em 2016 [ 62 ] — embora esta seja uma estimativa de uma conversão única em vez de um valor anual.

Além de reduzir as emissões decorrentes da alteração da cobertura do solo, a tecnologia geneticamente pode afetar positivamente outros componentes das emissões agrícolas, particularmente ao reduzir a utilização de energia e de combustíveis fósseis e ao permitir práticas agrícolas reduzidas de trabalho e de trabalho direto. Tradicionalmente, a lavoura e os herbicidas são usados ​​para prevenir o crescimento de ervas indesejadas no campo. Os herbicidas são tóxicos para a maioria das plantas e devem ser aplicados na ausência de cultura. As culturas resistentes a herbicidas permitem a aplicação de herbicidas na presença da cultura. O herbicida elimina as ervas orgânicas e a cultura geneticamente modificada permanece ilesa.Antes da introdução de variedades de canola resistentes a herbicidas, os herbicidas primários usados ​​para a cultura foram preparados do solo para sua eficácia [ 43 ]. Após a introdução de variedades de canola resistentes a herbicidas, de 1995 a 2006, as taxas de aplicação de herbicidas em canola no oeste do Canadá diminuíram 53%, enquanto a porcentagem de agricultores que usam plantio direto ou plantio direto aumentou para 64% [43 ] . Padrões semelhantes foram divulgados nos EUA, onde entre 1995 e 2009, a área de soja sob manejo de plantio direto aumentou 65%, com a maioria dos produtores afirmando em uma pesquisa que a soja tolerante a herbicidas foi uma razão mais importante para sua mudança para o plantio direto. práticas [ 13 ,37 ]. Como resultado da mudança para práticas de planejamento direto na produção de soja nos EUA, o consumo de combustível por acre diminuiu 11,8% e as emissões totais de gases de efeito estufa diminuíram 4,8 Mt. tolerantes a herbicidas tenham levado ao sequestro de carbono do solo equivalente a 17,6 Mt de dióxido de carbono.

Na seção sobre o impacto agrícola, discutimos o problema potencial da monocultura. Em termos de biodiversidade agrícola em geral, a engenharia genética oferece, de facto, caminhos para a preservação de variedades antigas que de outra forma poderiam ser perdidas e para a manutenção da biodiversidade das culturas de forma mais ampla [52 ] . A diminuição dos custos de inserção de uma característica numa variedade de culturas – uma tendência acelerada pela introdução de tecnologias como a CRISPR-GE – não reduzirá necessariamente a diversidade nas variedades de culturas. A experiência com a soja mostrou, de fato, que grande parte da diversidade varietal foi mantida [ 63 ].Em alguns casos, a engenharia genética pode ser capaz de conservar a diversidade agrícola que de outra forma seria perdida, por exemplo, fornece resistência a indiretamente a variedades que de outra forma foram abandonadas devido aos níveis de danos causados ​​​​por indiretamente [52 ] .

Um dos exemplos mais avançados e promissores do uso da engenharia genética para auxiliar na reabilitação de espécies é o da castanha americana. Após a introdução do fungo Cryphonectria parasitica em 1876, as castanhas americanas foram dizimadas em sua área de vida, com a perda de cerca de três bilhões de árvores [ 64]. Até à data, a presença contínua do fungo na paisagem impediu que as castanhas americanas recolonizassem a sua área de vida no leste da América do Norte – uma área onde já foram talvez as espécies de árvores mais dominantes e ecologicamente importantes. Nos últimos anos, uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma variedade transgênica da castanha americana com um gene de trigo introduzido que permite à árvore produzir uma enzima que decompõe o ácido nocivo oxálico produzido pelo fungo C. parasitica [64]. Os ensaios de campo sugerem que esta árvore pode resistir ao fungo de forma tão eficaz quanto as espécies de castanheiros asiáticos que evoluíram juntamente com o fungo. Mais pesquisas são possíveis e os obstáculos regulatórios permanecem, mas este trabalho levanta a possibilidade de a castanha americana eventualmente ser restabelecida em sua área de vida. O trabalho no olmo americano – igualmente eliminado de sua área de distribuição no leste da América do Norte por um patógeno fúngico lançado – fornece outro exemplo do papel potencial da pesquisa genética nos esforços de recuperação de espécies [65 ] .

A GE poderia ser uma ferramenta poderosa para a conservação da biodiversidade de forma mais ampla. Foram feitas projeções de que, até 2050, 15–40% das espécies vivas poderão estar comprometidas com a extinção, principalmente como resultado da perda de habitat e da mudança de condições sob as mudanças climáticas [66 ] . A mudança no clima prevista para 2100 exigiria taxas de adaptação de espécies 10.000 vezes maiores do que as taxas de adaptação normalmente observadas na natureza quando se observa que as espécies se adaptam a novas condições [67 ] . A adaptação assistida pode ser uma das opções mais viáveis ​​que restam para permitir a sobrevivência de certas espécies sob um clima em mudança [ 68 ].Os cientistas poderão ser capazes de introduzir naturalmente genes em ambientes selvagens que ajudarão as espécies na sua adaptação às mudanças nas condições. É claro que estes tipos de disciplinas deliberadas não devem ser encarados levianamente. Seria necessária investigação e orientações específicas para tais disciplinas. No entanto, em alguns casos, como numa pequena população ameaçada e susceptível a um novo agente patogénico, as tecnologias genéticas poderiam, em teoria, salvar espécies da extinção.

Uma preocupação ambiental adicional em relação ao OGM é uma possível derivação de características introduzidas para ambientes selvagens. Isto poderia acontecer através da polinização cruzada de culturas geneticamente modificadas com parentes silvestres, ou por mecanismos de transferência horizontal de genes (HGT). O primeiro caso é bastante improvável na maioria dos casos, uma vez que as culturas cultivadas comercialmente são geralmente geneticamente distantes de seus vizinhos selvagens, mas foi demonstrado que isso acontece. Algumas regulamentações e práticas atuais visam reduzir a taxa de incidência desses eventos [ 38 ]. Este último parece ser muito raro entre os eucariontes, e Keese [ 69] descreve o HGT como apresentando “riscos insignificantes para a saúde humana ou para o ambiente”. Na verdade, o aspecto revolucionário da engenharia genética consiste em superar a extrema dificuldade da HGT em aumentar o conjunto potencial de recursos disponíveis nas culturas. A questão principal é: quais são as ameaças potenciais de tal cenário? As práticas de desenvolvimento anti-resistência podem resolver vários problemas de derivação que podem surgir das práticas agrícolas. Quando se trata de impactos na vida selvagem, foi demonstrado que há uma característica real de resistência aos insetos, que codifica as toxinas Bt, prejudicando apenas famílias específicas de proteção.As áreas onde as culturas Bt são cultivadas não apresentam um aumento no número de insetos e artrópodes em geral, apesar da presença significativa de plantas Bt [ 38 ]. As características futuras da engenharia genética precisam ser avaliadas para tais resultados potenciais, mas a experiência atual não mostra danos ecológicos causados ​​​​pelos OGM.

8. Propriedade Intelectual

As empresas privadas têm direitos de propriedade sobre algumas inovações biológicas, incluindo variedades e características de culturas que são oferecidas aos agricultores. Embora existam grandes empresas de sementes, que vendem sementes híbridas únicas, desde a década de 1930, os direitos de propriedade intelectual sobre inovações biológicas só foram reconhecidos nos EUA em 1980 e depois passaram a se espalhar globalmente através de acordos comerciais internacionais [70 ] . Esta prática moderna de inovação agrícola é sustentável?

As variedades geneticamente modificadas disponíveis são o produto de um longo processo de investigação e inovação. A inovação envolve a criação de conhecimentos básicos sobre genética e as tecnologias de manipulação genética, continuando com a descoberta de vários genes e suas expressões fenotípicas, integrando a compreensão agronômica dos desafios que as plantas enfrentam no campo e mecanismos potenciais para lidar com eles, aplicação bem sucedido de um ou vários genes para lidar com este desafio, testes de campo, conformidade com regulamentos de segurança e adoção pelos agricultores [ 71]. Os custos deste processo são partilhados entre os governos e o setor privado, onde os governos financiam principalmente a investigação básica e as empresas do setor privado lidam com a aplicação e negociações. Isso às vezes é chamado de “complexo educacional-industrial” [ 72 ].

A necessidade de valer estes direitos de propriedade advém do elevado investimento necessário para criar novas variedades. A inovação não é a semente em si, mas uma nova característica ou características genéticas que acrescentam valor ao agricultor. Ao contrário das sementes híbridas, que se plantas tornam úteis, mas têm descendentes menos eficientes, as características geneticamente modificadas são em grande parte hereditárias. Assim, as inovações geneticamente modificadas podem ser essencialmente copiadas gratuitamente através do plantio das sementes produzidas. Os direitos de propriedade são, portanto, essenciais para a recuperação dos custos do processo de inovação, bem como lucros lucrativos para motivar novas inovações [ 52].

O investimento do setor privado em I&D agrícola tem aumentado mais rapidamente do que o investimento público nas últimas três décadas e tornou-se maioritário nos países da OCDE no ano 2000. Ao mesmo tempo, os investimentos em I&D em sementes e biotecnologia ultrapassaram os investimentos tradicionais em I&D em máquinas e produtos químicos. produtos [ 70 ]. Este aumento dos investimentos levou a uma maior variedade de culturas geneticamente modificadas disponíveis atualmente, e provavelmente não teria acontecido sem a afirmação dos direitos de propriedade sobre as características geneticamente modificadas.Ao mesmo tempo, as sementes geneticamente modificadas custam mais do que as eficientes, aumentando as despesas dos agricultores, mas também aumentando a rentabilidade em geral [ 34 ].

Questões relativas aos direitos de propriedade intelectual e à OGM podem ser abordadas através de uma regulamentação adequada. Principalmente, a preocupação é que os direitos de propriedade limitam o alcance potencial e a implementação do desenvolvimento de novas variedades geneticamente modificadas. A introdução de uma nova variedade geneticamente modificada pode exigir o licenciamento de até 40 patentes e licenças, tornando o processo muito caro e burocraticamente difícil para empresas menores [ 52]. Um problema relacionado à correção da natureza do próprio direito de propriedade. Alguns direitos incluem termos de não exclusão, o que significa que qualquer pessoa pode usar a tecnologia e ao mesmo tempo garantir o pagamento de royalties de produtos comercializados com ela. Outras, como a tecnologia essencial de utilização de agrobactérias para transferência de genes para plantas, são detidas exclusivamente por empresas como a Monsanto. Isto limita a disponibilidade de inovações potenciais, resultando em culturas “órfãs” que recebem menos investimento, uma condição que pode ser especificamente útil para os países em desenvolvimento [ 70 , 73 ].Assim, estabelecer mecanismos adequados de direitos de propriedade para o desenvolvimento de tecnologias, equilibrando o incentivo das empresas para criar essas inovações e garantindo ao mesmo tempo a ampla utilização para a investigação, é importante para aumentar a difusão das culturas geneticamente modificadas: em particular, um mecanismo como uma câmara de compensação que permite o acesso gratuito e de baixo custo à propriedade intelectual para o desenvolvimento de variedades que atendem às culturas pobres ou órfãs [ 2 ] . Na verdade, algumas instituições, como o Recursos Públicos de Propriedade Intelectual para a Agricultura (PIPRA) ou a Fundação Africana de Tecnologia (ATF), pretendem servir este propósito.No entanto, as principais restrições à introdução da biotecnologia são as regulamentações.

9. Rotulagem e escolha do consumidor

A discussão sobre rotulagem é essencial para o debate sobre sustentabilidade, pois a rotulagem e a escolha do consumidor acabam determinando a expansão de um produto no mercado. Assim, as políticas de rotulagem podem promover – ou prejudicar – os ganhos dos produtos geneticamente modificados em termos de sustentabilidade. O consenso científico é que os alimentos constituídos parcial ou totalmente por culturas geneticamente modificadas são pelo menos tão seguros quanto os alimentos constituídos por culturas convencionais [ 17]. No entanto, parece haver um desejo significativo do consumidor em saber se os produtos contêm componentes geneticamente modificados. Isso levou a que vários produtos alimentares fossem rotulados como “livres de OGM”, e o rótulo “orgânico USDA” comumente usado e regulamentado também garante a falta de componentes geneticamente modificados num produto. Algumas pessoas decidem estes rótulos voluntários insuficientes e desabilitam a rotulagem obrigatória de produtos alimentares que contenham OGM. No entanto, os economistas estão preocupados com os rótulos que exploram equívocos e lacunas de informação entre os consumidores, pois podem distorcer as escolhas de compra de produtos que são melhores para o bem-estar geral e para o ambiente.Uma porcentagem de práticas agrícolas mais sustentáveis, utilizando culturas geneticamente modificadas, poderia ser maior se não fossem essas distorções. A questão dos rótulos dos OGM é calorosamente debatida e existem diferentes abordagens regulatórias para o assunto.

Na UE, a rotulagem de produtos que contenham acima de uma quantidade minúscula de “vestígios” de OGM está sujeita a rotulagem especial [ 74 ]. Este tipo de regulamentação muitas vezes gera absurdos. Por exemplo, produtos orgânicos como o açúcar não contêm vestígios de proteínas geneticamente modificadas ou de ADN. Assim, o açúcar orgânico convencional e o açúcar orgânico da bebida geneticamente modificada são quimicamente idênticos [ 75 ]. Os produtos de açúcar derivados da cana-de-açúcar geneticamente modificados foram autorizados para venda na UE com base num painel de avaliação de risco [ 76]. No entanto, excluir um rótulo geneticamente modificado obrigatório, embora não represente riscos adicionais para o açúcar normal. Um consumidor mais preocupado com os potenciais efeitos negativos para a saúde decorrentes do consumo de OGM poderá ainda assim evitar o produto, renunciando aos benefícios económicos e ambientais. Por outro lado, o milho geneticamente modificado “cru” (incluindo proteínas geneticamente modificadas e ADN) é de fato utilizado para alimentação animal na UE, mas a carne e os produtos lácteos provenientes de animais alimentados com organismos geneticamente modificados não modificados de rotulagem, uma vez que a carne e os produtos lácteos não contenham “vestígios” de OGM, certamente não acima do nível limite obrigatório [ 77 ].

Nos EUA, a rotulagem voluntária é a norma. Na Califórnia, o principal estado dos EUA na produção orgânica, viu nos últimos anos duas iniciativas legislativas para a rotulagem obrigatória de OGM, ambas rejeitadas por uma margem estreita. A Proposição 37, uma medida eleitoral estadual (referendo) que propõe tal rotulagem em produtos alimentícios vendidos na Califórnia, foi rejeitada por uma maioria de 51,4% dos candidatos em 2012. Zilberman et al. [ 78] afirma que, uma vez que o discurso começou a incluir a opção pela rotulagem voluntária, e uma vez publicou os custos estimados da rotulagem para o consumidor, o apoio à proposta de encolher cerca de 60% para a minoria que tinha nas urnas. Os produtores biológicos foram os principais apoiantes financeiros da campanha de rotulagem obrigatória, que também contou com mais voluntários. As empresas de biotecnologia, bem como as cadeias de varejo, foram contra. Dois anos depois, uma medida parlamentar semelhante (Projeto de Lei 1381 do Senado) foi rejeitada por uma pequena maioria no Senado da Califórnia.

Os defensores destas iniciativas alegaram que os consumidores têm o direito de conhecer os ingredientes dos alimentos adquiridos. Alguns economistas, embora apoiem esta afirmação, consideram que os rótulos voluntários são suficientes para permitir uma escolha informada do consumidor e que a rotulagem obrigatória seria ineficiente e injusta. A questão principal é que as percepções erradas dos alimentos geneticamente modificados tornam a rotulagem enganosa e que os rótulos obrigatórios agravam este fenômeno. Os rótulos obrigatórios perpetuam-se desmascarados em relação à OGM e limitam os seus potenciais benefícios tanto no bem-estar humano como nos benefícios ambientais.

As evidências científicas parecem sugerir que as pessoas têm percepções errôneas negativas sobre os OGM e que essas percepções errôneas influenciam um papel em suas escolhas alimentares [ 79 ]. A rotulagem obrigatória leva, assim, os consumidores a fazerem escolhas menos do que ideais. Além disso, os “avisos” sobre OGM exigidos pelo governo, sem uma informação adequada e objetiva do público sobre os benefícios potenciais do OGM, perpetuam estes conceitos errados e podem, na verdade, ser enganosos.

Zilberman [ 80 ] argumenta que a rotulagem obrigatória é uma política específica quando um ingrediente alimentar pode ser prejudicial à saúde ou perigoso em grandes detalhes, como o álcool. Como as evidências apontam que as culturas geneticamente modificadas são pelo menos tão saudáveis ​​​​como as convenientes, ele argumenta que as preferências alimentares não-OGM são equivalentes a outras preferências não relacionadas com a saúde, tais como comer apenas alimentos kosher ou halal, comprar produtos de “comércio justo”, etc. Nestes casos, a maioria das pessoas parece concordar que a rotulagem obrigatória não deveria ser a norma.Além disso, ele argumenta que muitas pessoas estão mal informadas sobre a segurança dos alimentos geneticamente modificados e seus potenciais benefícios sociais e ambientais, fazendo com que o estilo de advertência da rotulagem dos alimentos geneticamente modificados seja ainda mais ineficiente, ao reduzir a porcentagem de alimentos geneticamente modificados. que foram comprados com informações completas.

A desinformação do consumidor é levada a sério em países como a Bélgica e a Suécia, onde os regulamentos não permitem “rótulos negativos” (como “livre de X”), exceto para potenciais alergénios, como nozes ou glúten. Este regulamento, tendo em conta que os rótulos negativos são frequentemente irrelevantes e enganosos para o consumidor médio, também proíbe rótulos “livres de OGM” nestes países [ 77 ].

As preocupações dos reguladores belgas e suecos são reforçadas por conclusões empíricas. A percepção e a informação parecem, de fato, desempenhar um papel importante na escolha do consumidor, e o enquadramento e a rotulagem dos alimentos são cruciais. A variedade de embalagens e comerciais de alimentos em constante evolução são evidências de que os produtores de alimentos estão cientes deste fato. Heiman e Zilberman [ 81 ] mostram como o enquadramento negativo cria uma resistência mais forte à biotecnologia. Huffman e McCluskey [ 82] pesquisam estudos que mostram que os clientes têm uma maior disposição para pagar por OGM de segunda geração, onde as características são projetadas para aumentar o valor nutricional dos alimentos, mas isso às vezes vem com algumas condições, como a característica adicional proveniente da mesma espécie . McFadden e Huffman [ 83 ] mostram que quando as pessoas estão totalmente informadas, estão de fato dispostas a pagar mais por produtos de batata rotulados como “biotecnológicos”, quando a composição química da batata foi concebida para ter taxas mais baixas de formação tóxica de acrilamida quando assada ou frita. No mundo real, porém, a informação completa não é a regra.As normas de rotulagem examinadas, portanto, de considerar este facto e as suas consequências para o ambiente.

10. Regulamento

A regulamentação da pesquisa e a implementação de variedades geneticamente modificadas são debatidas em todo o mundo. Algumas pessoas têm riscos não intencionais da OGM, enviados por políticas mais restritivas. DeFrancesco [ 19 ] coloca a questão “Quão seguros os alimentos transgênicos precisam ser?” em seu artigo de mesmo título. Nele, ela destaca a tensão entre a necessidade de regulamentações para reduzir o risco de danos e a preocupação de que regulamentações específicas e específicas impedem a sociedade de beneficiar de desenvolvimentos vantajosos na agricultura. Alcançar este equilíbrio entre risco e benefício é fundamentalmente uma decisão social e não científica.No entanto, reforçamos que a ciência disponível sugere que as decisões relativas à OGM até à data erraram demasiado no sentido de evitar riscos, especialmente tendo em conta a falta até à data – após mais de 20 anos de produção comercial – de danos concretos que sejam diretamente atribuíveis à OGM.

Os oponentes da OGM invocaram frequentemente o princípio da precaução (PP) para defender limitações ou proibições da OGM. O PP afirma que, quando uma nova tecnologia é considerada, o ônus deveria recair sobre os proponentes da tecnologia para provar a ausência de qualquer risco de dano da tecnologia, em vez de recair sobre os oponentes da tecnologia ou ônus de provar a presença de um risco de dano. No entanto, é impossível provar uma negativa – ou seja, provar conclusivamente a ausência absoluta de risco – o que significa que, na sua forma mais forte, o PP sufoca qualquer nova inovação [ 1 ] .

Estas questões da regulamentação da engenharia genética ganharam nova vida com a introdução de novas tecnologias de edição de genes, como o CRISPR e tecnologias relacionadas. Essas tecnologias possibilitam a edição de genomas vegetais com mais precisão do que antes. Em muitos casos, também são capazes de modificar genomas sem introduzir transgenes, resultando assim numa planta que não é distinguível de uma planta que foi desenvolvida utilizando técnicas de melhoramento convencionais. Isto confunde as fronteiras em torno do que é considerado uma OGM e levanta novas questões para os reguladores e para as acessibilidades públicas.À medida que essas fronteiras se tornam confusas, os limites para regulamentações podem ser potencialmente traçados em diferentes pontos ao longo de um espectro de técnicas [ 15]. Actualmente, este espectro de potenciais abordagens regulamentares pode ser visto nas diferenças entre os países que adoptaram uma abordagem de regulamentação baseada em processos que torna quaisquer produtos produzidos através de técnicas de edição genética potencialmente sujeitos a regulamentações. Essas jurisdições incluem a UE, a Austrália e a Nova Zelândia. Os regimes regulatórios mais permissivos são aqueles que adotam uma abordagem baseada no produto – esta é a abordagem adotada pela Argentina, Canadá e EUA. Usar uma abordagem baseada em produtos excludentes potencialmente muitos produtos editados geneticamente de serem sujeitos à regulamentação [ 15 , 84 ].

Uma estratégia razoável na regulamentação de novas tecnologias é começar de forma rigorosa e depois tornar-se mais permissiva conforme a experiência o permitir. Esta é a abordagem defendida por Araki e Ishii [ 15 ] em relação às tecnologias CRISPR emergentes. No entanto, existe o risco de os quadros regulamentares se tornarem ossificados num determinado nível de rigor. Este parece ter sido parcialmente o caso das variedades OGM mais tradicionais que, ao contrário do CRISPR, já estão na cadeia alimentar humana há mais de duas décadas. Qualquer quadro regulamentar deve equilibrar o risco de danos com os custos do atraso.Com uma tecnologia emergente em que os riscos são menos conhecidos, é razoável que a balança se incline para regulamentações mais rigorosas. Contudo, ao longo do tempo, o conhecimento dos riscos potenciais – ou a relativa falta deles – aumenta, ao mesmo tempo que aumenta o custo dos benefícios atrasados. À medida que estes processos ocorrem duplamente, o equilíbrio pode mudar de tal forma que um quadro regulamentar mais permissivo seja mais benéfico socialmente.

Um excelente exemplo de atraso regulamentar que impõe grandes custos que não podem ser justificados pela melhoria da segurança pública é o do Arroz Dourado. O Arroz Dourado é uma variedade de arroz que pode sintetizar beta-caroteno, proporcionando assim um caminho potencial para resolver a deficiência de vitamina A através de um alimento básico abundante. Apesar de estar disponível para comercialização desde 2002, o Arroz Dourado ainda não foi planejado para comercialização em nenhum país (embora as Filipinas em 2017 tenham iniciado o processo de aprovação). Um atraso de 10 anos na aprovação do Arroz Dourado pode ter resultado na perda de visão de milhões de pessoas como resultado da deficiência de vitamina A [ 85 ].Convertidos em termos financeiros, e considerados em conjunto com o milho, o arroz e o trigo geneticamente modificados, os benefícios potenciais perdidos por cada ano de atraso situam-se entre 27 e 82 mil milhões de dólares . Da mesma forma, Wesseler et al. [ 4 ] Compartilhar um subconjunto de benefícios perdidos devido a atrasos na aprovação de variedades geneticamente modificadas nos países africanos, incluindo benefícios econômicos regulares de uma produção mais eficiente, bem como o custo do atraso no crescimento devido à desnutrição. Os custos de 10 anos variam entre US$ 16,7 e US$479 milhões para diferentes culturas em diferentes países. Estes valores são baseados em qual o argumento da precaução deve ser calculado: dado que nunca teremos informações perfeitas, será que o valor da informação obtida durante esse ano de atraso vale uma coleta coletada?

11. Conclusões

A biotecnologia agrícola fornece um conjunto de ferramentas que aumentam a capacidade da agricultura de se adaptar às mudanças climáticas e de reduzir sua pegada ambiental. Não é uma solução mágica, mas sim parte de um portfólio de abordagens à sustentabilidade. A biotecnologia agrícola aumenta a precisão e a velocidade do melhoramento de plantas e pode expandir o material genético disponível aos agricultores. GE consiste em diversas ferramentas que podem resultar em muitas aplicações, e cada uma dessas aplicações precisa ser avaliada de forma independente. No entanto, as regulamentações devem ser eficientes e equilibrar benefícios e riscos.

Estamos nos previsões iniciais de aplicação de genes geneticamente modificados e as aplicações na agricultura têm sido fortemente regulamentadas. No entanto, já vimos que esta tecnologia aumenta os rendimentos, o bem-estar dos consumidores e o rendimento dos agricultores, e reduz as emissões e os custos ambientais da agricultura. Além disso, a engenharia genética tem o potencial de aumentar a biodiversidade das culturas e pode desempenhar um papel no regresso de variedades ou espécies adornadas ou quase extintas. Inerentemente, o conhecimento por trás da GE é um bem público. As regulamentações de propriedade intelectual podem servir para aumentar o investimento em tecnologia, mas ao mesmo tempo restringem o acesso às suas aplicações.Analisamos mecanismos para ampliar o acesso a essas biotecnologias, especialmente para o desenvolvimento de variedades que beneficiam os mais pobres.

As principais restrições à adoção da tecnologia GE são, na verdade, regulatórias. Descobrimos que as regulamentações existentes que proíbem basicamente o uso da tecnologia em certas culturas em diferentes partes do mundo prejudicam os pobres. Os regulamentos devem ser concebidos para equilibrar riscos e benefícios, uma vez que a precaução excessiva atrasa os benefícios significativos da tecnologia. Os consumidores e os agricultores devem ser mais informados sobre as propriedades e os méritos da tecnologia geneticamente modificada.

A GE está em sua infância. Aumentar a capacidade humana para lidar com os desafios apresentados pelas alterações climáticas, pela segurança alimentar e pela protecção ambiental. Será um grande erro abandonar as tecnologias geneticamente modificadas ou fortemente restritas ao seu progresso devido aos riscos percebidos. Em vez disso, a sociedade deveria nutrir estas tecnologias e avaliá-las cuidadosamente e utilizá-las em benefício da humanidade e do meio ambiente.

Contribuições do autor

DZ completou o enquadramento inicial deste artigo. Todos os autores estiveram envolvidos na revisão da literatura e todos compartilharam a publicação. Todos os autores leram e aprovaram o manuscrito final.

Agradecimentos

Reconhecemos com gratidão o apoio financeiro do Innovative Genomics Institute da Universidade da Califórnia, Berkeley, e da Universidade da Califórnia, São Francisco. Obrigado a Lucy Shim e Ben Gordon pela assistência editorial.

Conflitos de interesse

Os autores declaram não haver conflito de interesses.

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