Biotecnologia e Meio AmbienteEditor: Aluzio Borm Livro: Brochura, ilustrado, 342 p. Lanamento: Agosto/2004 Editora UFV: 31 3899-2220

Biotecnologia e Meio Ambiente aborda as mais importantes aplicaes da biotecnologia na agricultura e sua interao com o meio ambiente, assumindo, por parte do leitor, conhecimento apenas bsico de gentica. A importncia na conservao da biodiversidade e seus benefcios para a humanidade so apresentados nesta obra. Este livro tambm discorre sobre a anlise de risco, segurana ambiental, princpio da precauo e outros temas de relevncia atual para a conservao do meio ambiente, na era da biotecnologia. Captulos:

Histrico da Biotecnologia O Meio Ambiente Biotecnologia e Biodiversidade Bioprospeco de Servios e Funes da Biodiversidade Biorremediao Anlise de Risco Segurana Ambiental O Princpio da Precauo

Agrossistemas transgnicos Resistncia de Insetos a Plantas GM Bt: formulaes e plantas GM Fluxo Gnico Agressividade de Plantas Daninhas e Transgenese Segurana Ambiental de Variedades GM ComerciaisGlossrio

BIOTECNOLOGIA E MEIO AMBIENTE

ALUZIO BORMEngenheiro Agrnomo, M.S., Ph.D. Editor

BIOTECNOLOGIA E MEIO AMBIENTE

Viosa, MG 2004 2004 by Aluzio Borm Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicao pode ser reproduzida sem a autorizao escrita e prvia dos detentores do copyright.

Segurana ambientalImpresso no Brasil em papel reciclado Editora Folha de Viosa

Ficha catalogrfica preparada pela Seo de Catalogao e Classificao da Biblioteca Central da Universidade Federal de Viosa

B616 2004

Biotecnologia e meio ambiente /editado [por] Aluzio Borm. Viosa, 2004. 428p. : il. Inclui bibliografia. 1. Biotecnologia Aspectos ambientais. 2. Diversidade biolgica. 3. Meio ambiente. 4. Organismos transgnicos. 5. Ecologia. I. Borm, Aluzio. CDD. 20. ed. 660.6

Endereo do Editor Prof. Aluzio Borm Departamento de Fitotecnia Universidade Federal de Viosa 36570-000 Viosa, MG Tels. (31) 3899-1163/3899-2613 Fax (31) 3899-2614/3899-2642 E-mail: borem@ufv.br

SUMRIOPgina Prefcio ................................................................................. 7 Apresentao ........................................................................ 9 1 Histrico da biotecnologia Aluzio Borm ......................................................................... 11 2 Meio ambiente Galdino Andrade, Marco Antonio Nogueira e Ulisses B. Albino ................. 23 3 Biodiversidade e biotecnologia Aluzio Borm ......................................................................... 53 4 Bioprospeco Maurcio Antnio Lopes, Luciano L. Nass e Itamar S. de Melo .................. 72 5 Biorremediao Christine C. Gaylarde, Maria de Lourdes Bellinas e Gilson Paulo Manfio ...... 97 6 Fundamentos da anlise de risco Luiz Roberto G. Guilherme .......................................................... 121 7 Segurana ambiental Vagner Augusto Benedito e Antonio V. de Oliveira Figueira .................... 149 8 O Princpio da precauo Reginaldo Lopes Minar .............................................................. 177 9 Agrossistemas transgnicos Jos Oswaldo Siqueira e Isabel Cristina B. Trannin .............................. 199 10 Resistncia de insetos a plantas GM Celso Omoto e Samuel Martinelli ................................................... 273 11 Bt: formulaes e plantas transgnicas Deise Maria F. Capalbo, Gislayne T. Vilas-Bas e Olvia M. N. Arantes ........ 311 12 Fluxo gnico Aluzio Borm ......................................................................... 353 13 Feralidade e transgenese Robinson A. Pitelli e Maria do Carmo M. D. Pavani ............................... 365 14 Segurana ambiental de variedades GM comerciais Aluzio Borm ......................................................................... 388 Glossrio ............................................................................... 415

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Prefcio

A ansiedade e o receio da populao brasileira em relao aos produtos da biotecnologia so decorrentes da falta de conhecimento sobre o assunto. Somente a oferta de informaes qualificadas em linguagem simples e direta abordando os diferentes aspectos do tema podero mudar esse contexto. Este livro tem como objetivo contribuir no preenchimento dessa lacuna. Nele o leitor ter oportunidade de conhecer as aplicaes da biotecnologia na agricultura e os estudos a ela relacionados para assegurar a preservao do meio ambiente. Saber tambm como os produtos desenvolvidos pela biotecnologia so testados para se avaliar a sua segurana ambiental e para a sade humana antes de serem liberados no meio ambiente. Em seus captulos iniciais os autores abordam aspectos fundamentais da biotecnologia e suas relaes com a qualidade do meio ambiente. O meio ambiente descrito em termos de solo, gua e terra, como seus componentes biticos e abiticos integrados na sua estrutura e no funcionamento. A importncia, fragilidade e riqueza do meio ambiente e, em especial, as suas vulnerabilidades no que se refere s intervenes antrpicas so apresentados e analisados. No captulo sobre a bioprospeco dos recursos genticos, os autores descrevem o potencial do meio ambiente como fonte de matria-prima, de genes para uso agropecurio e industrial e tambm como provedora de servios e informaes estratgicas para uso sustentvel pela sociedade. Alm disso, os procedimentos para a anlise de risco e segurana ambiental dos produtos da biotecnologia so abordados em diferentes captulos por especialistas de renome internacional, trazendo o que h de mais contemporneo no tema. O leitor poder entender, por exemplo, o que o princpio da precauo e o seu papel na anlise ambiental, as principais questes presentes nas discusses da segurana ambiental e da segurana sade humana relacionadas ao uso de produtos da biotecnologia na agropecuria.

Assim, este livro, escrito numa linguagem franca e de fcil compreenso, traz informaes cientficas sobre a biotecnologia na agropecuria, apresentando o seu estado da arte, o que certamente permitir ao leitor formar uma opinio segura sobre o tema baseada no que h de mais atual e confivel no Brasil e no Mundo.

A est o livro Biotecnologia e Meio Ambiente, desfrute-o! Dr. Paulo Choji Kitamura Chefe Geral da Embrapa Meio Ambiente

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APRESENTAOBiotecnologia e meio ambiente aparentemente so incompatveis. Entretanto, como ficar evidente ao longo deste livro que estas duas cincias esto diretamente ligadas e so complementares. impossvel o estudo, a preservao e a explorao do meio ambiente de forma auto-sustentvel sem o uso das tcnicas da biotecnologia. Por outro lado, impossvel pensar na biotecnologia dissociada da biodiversidade, fonte de matria-prima para uso racional na biotecnologia. Muitos acreditam que os alimentos que hoje utilizamos foram encontrados na natureza pelo homem da forma que hoje os conhecemos. O feijo que consumimos, o milho que utilizamos na alimentao humana e animal so completamente diferentes daqueles que nossos antepassados utilizavam. Os feijes silvestres domesticados pelo homem nos ltimos 12.000 anos, e que hoje ainda existem no Mxico e em alguns paises andinos, diferente dos feijes carioca e preto hoje disponveis. Com sementes menores que as sementes de mamo, de difcil coco, baixa digestibilidade e com sabor adstringente, o feijo silvestre foi geneticamente modificado pelos agricultores primitivos, ao longo de sua domesticao, de forma que atualmente dispomos de variedades com gros grandes, de fcil coco e com boa digestibilidade. O ancestral do milho, o teosinto, foi tambm geneticamente modificado pelo homem ao longo dos milnios, dando origem ao milho moderno hoje utilizado. Foi a engenhosidade humana trabalhando os princpios da gentica, de forma inconsciente, que resultou nas espcies agronmicas que o homem hoje utiliza.A primeira grande descoberta que influenciou a maneira de se modificar as plantas em beneficio da sociedade aconteceu em 1865 feita por Mendel, considerado o pai da Gentica. Mendel foi ignorado pelos seus contemporneos e seus trabalhos permaneceram no ostracismo

por 35 anos, at que em 1900 as Leis da Gentica foram redescobertas e a modificao gentica das plantas pode ser realizada de forma cientfica. Nascia ento o melhoramento gentico das plantas, como cincia, mostrando que Mendel estava certo! O conhecimento cientfico continuou evoluindo e a gentica inicial de Mendel passou a contar com recursos ainda mais modernos, a exemplo da gentica molecular, nova cincia dentro da biotecnologia. O domnio destas modernas ferramentas biotecnolgicas permitiu, a partir de 1970, um novo salto no desenvolvimento de variedades. O domnio da biotecnologia tem levado algumas pessoas a pensar que os cientistas esto "brincando de ser Deus" ao desenvolverem novas variedades. A modificao gentica das espcies tornando-as mais teis ao homem no uma prtica dos tempos modernos. A inteligncia humana vem sendo utilizada para modificar geneticamente as espcies desde a mais remota antiguidade. quela poca, o homem utilizava os conhecimentos pr-mendelianos. Hoje, utilizamos todo o conhecimento gerado ao longo da histria. Esta a tendncia natural da evoluo do conhecimento cientfico. Dessa forma, quando nos propusemos a publicar Biotecnologia & Meio Ambiente, nosso objetivo foi desmistificar o tabu de que biotecnologia e meio ambiente no so compatveis. Desafiamos voc leitor a conhecer mais de perto como biotecnologia e meio ambiente no s so compatveis, mas mutuamente essenciais para o benefcio do homem e para a preservao do Planeta Terra!

Borm

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Vagner Augusto Benedito1 Antonio Vargas de Oliveira Figueira2

A falta de conhecimento pelos consumidores das prticas agrcolas correntes tende a enfatizar suas preocupaes sobre o impacto ambiental do cultivo de plantas geneticamente modificadas. Um aspecto importante quando se avalia o impacto das plantas transgnicas a definio de uma base comparativa, uma vez que todos os tipos de agricultura, incluindo-se o cultivo orgnico, causam grandes impactos ao meio ambiente. A origem do desequilbrio ambiental causado pela agricultura reside na necessidade primordial de fornecer alimentos e matriaprima para a manuteno e o desenvolvimento das1Eng.

Agrnomo, M.S., Ph.D. e Ps-doutorando do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA), Universidade de So Paulo (USP). E-mail: benedito@cena.usp.br 2Eng. Agrnomo, Ph.D., Livre Docente e Professor Associado do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA), Universidade de So Paulo (USP). E-mail: figueira@cena.usp.br

sociedades humanas, certamente muito mais numerosas do que num equilbrio pr-civilizao. O impacto dos transgnicos sobre o ambiente tem sido um assunto muito discutido no Brasil e no mundo, chegando a envolver seriamente as esferas cientficas, polticas e da sociedade leiga em geral. A possibilidade de transformao de plantas e a tecnologia transgnica tm grande potencial de revolucionar a agricultura, prometendo desde maiores produtividades (pela introduo de resistncia a estresses biticos e abiticos ou melhor eficincia fotossinttica) at aplicao de menos pesticidas e fertilizantes, alm de possibilitar a produo de frmacos e alimentos com melhores propriedades nutricionais. Contudo, os transgnicos tm sido alvo de discusso em muitos aspectos, incluindo os possveis riscos de desequilbrio do ecossistema oriundos da introduo de variedades transgnicas no campo. A natureza dos riscos inerentes a esta tecnologia depende das caractersticas particulares da cultura transgnica (biologia da espcie e propriedades do produto codificado pelo transgene), do ecossistema no qual a lavoura ser implantada, alm do manejo do sistema de produo e da regulao governamental e sua aplicao. Entretanto, no se deve perder a perspectiva do impacto ambiental causado pela prpria agricultura convencional. Para a maioria dos riscos ambientais potencialmente oferecidos pelas plantas transgnicas, estratgias tm sido desenvolvidas e adotadas para minimiz-los. Assim, a adoo de cultivares transgnicos no Brasil precisa ser considerada caso a caso e os dados experimentais acerca de seu impacto no ambiente, validados em condies tropicais e subtropicais, quando necessrio. Neste captulo, a anlise do debate sobre os transgnicos e de seus potenciais riscos ambientais inicia-se luz do

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legado de Carson, do princpio da precauo e da revoluo verde, alm de introduzir para o pblico leigo alguns conceitos bsicos e metodologias sobre a produo de plantas transgnicas, culminando nos problemas ambientais referentes a essas plantas e na perspectiva de super-los. O legado de Carson Aps a Segunda Guerra, observou-se um desenvolvimento tecnolgico nunca antes presenciado pela humanidade, e a maioria das pessoas acreditava que a cincia levava criao de coisas essencialmente boas. Essa era a viso da sociedade acerca de todo o progresso tecnolgico ps-guerra, incluindo o que passou a se chamar de revoluo verde, um pacote de novas tecnologias de produo agrcola que inclua a utilizao de tratores, de espcies melhoradas (como o milho hbrido e o trigo-ano), o uso massivo de fertilizantes e outros agroqumicos (incluindo-se o inseticida DDT, diclorofeniltricloroeatano, usado contra o mosquito vetor da malria e na produo agrcola). Rachel Carson (1907-1964) observou e relatou em seu livro Primavera Silenciosa (Silent Spring), publicado em 1962, o impacto imprevisto na natureza e na sociedade humana causado pelo uso desenfreado do DDT, como o desequilbrio em insetos-no-alvo, o acmulo do inseticida nas cadeias trficas e no homem e os seus efeitos carcinognicos nas futuras geraes. O livro causou grande impacto, levando proibio do uso do DDT em diversos pases a partir da dcada de 1970. Entretanto, esse livro foi mais longe, ajudando a firmar a conscincia de uma relao entre as atividades humanas e o equilbrio da natureza, alm de deixar a sociedade alerta quanto aos riscos das novas tecnologias e conquistas cientficas. Rachel Carson lembrada por ter alertado a humanidade sobre a

necessidade de o progresso cientfico estar sempre aliado conservao ambiental. nesse contexto que se faz presente um grande debate em todo o mundo acerca da segurana e dos riscos potenciais envolvidos na produo das plantas transgnicas. Risco e segurana ambiental e o mtodo cientfico Pelo dicionrio Aurlio da Lngua Portuguesa (Ferreira, 2001), risco pode ser definido como probabilidade de perigo, enquanto segurana a condio daquilo em que se pode confiar. O risco ambiental de uma tecnologia envolve, assim, a probabilidade inerente dessa tecnologia de causar dano ao ambiente. J a segurana ambiental a certeza de essa tecnologia ser inofensiva ao bioma. Infelizmente, dada complexidade envolvida nas relaes ecolgicas naturais, muito difcil de serem estabelecidos com preciso todos os riscos potenciais ou de se determinar um ndice absoluto de segurana ambiental para uma tecnologia ainda a ser implementada. Da mesma forma, o rigor cientfico tambm no permite oferecer concluses absolutas fora do mbito da experimentao e anlise, ou seja, no possvel concluir a segurana ambiental de uma tecnologia sem antes test-la nas mesmas condies de sua utilizao, nem de certific-la por um tempo maior do que aquele avaliado experimentalmente. Entretanto, h avaliaes cientficas que podero oferecer nveis de segurana ambiental, embora perguntas sobre uma nova tecnologia possam ficar sem resposta at que uma experimentao metodologicamente adequada seja concluda. Os riscos ambientais causados pela inovao biotecnolgica so, basicamente: o desequilbrio dos ecossistemas biolgicos pela introduo de novos agentes catalisadores

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de mudanas nas relaes ecolgicas; a perda da biodiversidade natural de um ecossistema pelos danos causados pelo potencial de seleo de uma ou mais espcies (adaptabilidade); e o fluxo gnico entre espcies relacionadas ou no (transferncia gnica vertical ou horizontal). importante ressaltar que riscos ambientais semelhantes derivam da atividade agrcola tradicional. Com relao aos riscos inerentes biotecnologia, incluindo a transgenia e a transformao de plantas, em diversos documentos oficiais de governos e organizaes que trabalham com o ambiente e o impacto causado pelo homem, estabeleceu-se o princpio da precauo. Princpio da precauo a formulao em redao jurdica do ditado popular antes prevenir do que remediar e descreve a procura pela imposio de medidas preventivas antecipadas para preveno daqueles riscos para os quais se tem pouco ou nenhum conhecimento no qual se possa predizer a probabilidade de dano futuro (Conko, 2003). a aplicao da mxima latina in dubio, pro reo, que neste caso se tornaria in dubio, pro natura. Tendo surgido na dcada de 1980, este princpio foi reformulado tantas vezes em documentos oficiais, que Sandin (1999) encontrou 19 formulaes diferentes. Assim, pode-se dizer hoje que existem vrios princpios da precauo, seguindo duas correntes, uma delas mais branda e outra mais rigorosa (Morris, 2000). A segunda dita que a incerteza sobre a exposio ou magnitude de um risco justifica necessariamente uma resposta regulatria para prevenir ou minimizar o risco. Essa acepo do princpio da precauo exige, muitas vezes, uma garantia de segurana absoluta, que impossvel de ser oferecida

pelo rigor do mtodo cientfico. J a verso mais branda, mais amplamente adotada, pondera que a incerteza no deve ser usada como uma desculpa para a inao governamental nem como justificativa para prevenir uma resposta regulatria. O exemplo clssico dessa definio dado pela Declarao Ministerial da II Conferncia das Naes Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, ocorrida no Rio de Janeiro, em 1992 (ECO-92). O documento, conhecido como Declarao do Rio, afirma, no Princpio 15 da chamada Carta da Terra, que onde existam ameaas de riscos srios ou irreversveis, no ser utilizada a falta de certeza cientfica total como razo para o adiamento de medidas eficazes em termos de custos para evitar a degradao ambiental (Organizao das Naes Unidas, 1992). Mais recentemente, a Conveno sobre Diversidade Biolgica, em 2000, levou formulao do Protocolo de Biossegurana de Cartagena, que busca a proteo da biodiversidade ecolgica dos riscos potenciais impostos por organismos transgnicos, referindo-se ao princpio da precauo e reafirmando o Princpio 15 da Declarao do Rio. O protocolo tambm estabelece medidas de compensao para a biossegurana (Biosafety ClearingHouse), no intuito de facilitar o intercmbio de informaes cientficas, tcnicas, ambientais e legais, bem como as experincias com os organismos geneticamente modificados. O Brasil ratificou o protocolo em novembro de 2003, o qual entrou em vigor em fevereiro de 2004. Inerente precauo que o princpio postula, h dialeticamente o risco de paralisao (Sustein, 2002), uma vez que novas tecnologias, pela prpria definio de inovao, trazem incertezas e riscos. No se podendo calcular riscos imprevisveis, o que deve ser analisado na deciso sobre uma dada tecnologia ou produto so os parmetros que levem a julgar sobre os possveis custos

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ambientais em relao aos provveis benefcios sociais trazidos por sua implementao ou seu banimento. Revoluo verde e biotecnologia A revoluo verde, trazendo novas perspectivas de produo e produtividade agrcola, foi um elemento-chave na conquista da segurana alimentar que se tem hoje. A fome no mundo j no se deve mais falta de alimento, mas m distribuio de riquezas entre pases e entre as classes sociais de um pas (FAO, 2001). Essa revoluo na produo agrcola ocorrera no perodo ps-guerra (dcada de 1950), mas toda a tecnologia produtiva estava limitada ao potencial gentico-produtivo inerente s espcies agrcolas. Atualmente, com o advento da biotecnologia, fala-se numa possvel segunda revoluo verde, que no mais est limitada ao potencial gentico natural das espcies, mas que permite o intercmbio ou fluxo gnico controlado de uma espcie para outra no necessariamente relacionada, superando at mesmo barreiras entre os domnios da vida, como a introduo de genes de uma bactria ou animal em uma planta ou vice-versa. A biotecnologia, assim, tem a potencialidade de aumentar enormemente a produtividade agrcola, bem como de gerar produtos at ento inexistentes e facilitar a obteno ou melhorar a qualidade intrnseca dos produtos primrios. A aceitabilidade dos produtos transgnicos no foi, entretanto, imediata, tendo-se criado um intenso debate acerca de seus potenciais riscos ao ambiente e ao homem. Esse debate hoje muito intenso, devido, especialmente, ao potencial que tem a biotecnologia sobre o processo produtivo no campo, ao criar um novo paradigma produtivo (nos nveis ecolgico, econmico, poltico e social); s

hipteses levantadas por cientistas e ecologistas quanto segurana dos cultivos transgnicos com relao ao ambiente e dos alimentos transgnicos com relao ao organismo humano; e aos temores da sociedade leiga, por no compreender o mtodo cientfico e o processo da produo de alimentos ou por conhecerem e serem contrrios aos paradigmas a serem instalados com o cultivo dos transgnicos. certo que o sistema produtivo proveniente da revoluo verde trouxera consigo um imenso impacto ambiental, no uso em grande escala de mquinas e agroqumicos, alterando as relaes ecolgicas naturais de forma mais drstica do que at ento. Entretanto, a agricultura essencialmente impactante ao ambiente, at mesmo a agricultura ecolgica, ao estabelecer novas relaes trficas e introduzir novas espcies no ecossistema ou modificar as propores das espcies nativas. O que se busca atualmente uma agricultura que apresente o menor impacto ambiental possvel, que necessite de menor consumo energtico (input) no sistema produtivo e com a maior produtividade possvel, para minimizar a expanso das terras agrcolas e atender ao aumento da demanda populacional. Embora o problema nos dias atuais no seja o volume da produo agrcola, mas sua distribuio inadequada, a populao mundial vem crescendo em ndices elevados e a cincia no pode deixar para pensar a questo alimentcia quando o fato j estiver instalado. Ao contrrio, um dever dos cientistas buscar respostas antecipadamente instalao dos problemas e, assim, garantir o curso da humanidade. Potencialidades das plantas transgnicas

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A possibilidade da insero de genes de interesse produtivo ou qualitativo que antes no estavam disponveis em determinada espcie aumentou enormemente as perspectivas do melhoramento gentico. Hoje, existem diversos genes, procedentes em geral de bactrias e plantas, que tm grande potencial para o aumento produtivo dos cultivos agrcolas ou a melhoria da qualidade dos produtos primrios. Um dos genes mais comentados nos meios de comunicao o de conferncia de resistncia ao glifosato, um herbicida no-seletivo. A introduo desse gene em culturas como a soja facilita a tarefa de controlar as plantas daninhas no campo, ao tornar possvel conter o crescimento do mato utilizando-se apenas um herbicida. O uso de plantas transgnicas resistentes a herbicidas de amplo espectro pode at mesmo diminuir o consumo de agroqumicos no ciclo da cultura. Tambm se fala muito na mdia sobre o gene Bt, que confere resistncia a insetos mastigadores (fitfagos) em culturas como milho, algodo, batata, tabaco e tomate. Esse gene codifica para produo de endotoxinas Cry (cristal) originrias do Bacillus thuringiensis, uma bactria grampositiva encontrada no solo. O cultivo de plantas transgnicas Bt torna menor o custo de produo, ao diminuir a pulverizao com inseticidas contra os insetos mastigadores. No caso do algodo, cujo cultivo tem sido muito limitado no Brasil por causa da praga do bicudo, o uso de cultivares Bt poderia proporcionar grandes ganhos produtivos e a reduo no consumo de inseticidas. Alternativamente ao gene bacteriano Bt, j existem genes derivados do reino vegetal para a conferncia de resistncia a insetos, como o gene OC1 (orizacistatina1), derivado do arroz.

Alm das pragas, doenas causadas por infeces virais dificultam ou inviabilizam muitas culturas. No Brasil, citam-se como exemplos o mosaico-dourado do feijoeiro, a mancha-anelar do mamoeiro e o mosaico e o enrolamento da batateira. A expresso de fragmentos do gene da capa protica do vrus no genoma de uma planta pode conferirlhe resistncia ao ataque desse vrus, possibilitando o plantio ou o aumento da produo em reas com a doena. No Brasil, especialmente por meio da Embrapa, j foram produzidas variedades de feijoeiro, mamoeiro e batateira resistentes aos principais vrus dessas culturas e aguardase a regulamentao governamental para prosseguir com estudos de campo. Tambm se explora o potencial dos transgenes na conferncia de resistncia a estresses abiticos, como seca, salinidade e temperaturas extremas. Apesar de muito se falar no ganho produtivo conferido pelos transgnicos, h vrios estudos que objetivam o aumento da qualidade dos produtos agrcolas, como maior vida-de-prateleira dos produtos hortcolas e ornamentais e melhor qualidade nutricional de alimentos, como o milho, a soja e o arroz. No caso desses produtos, ao invs de se terem em vista a facilitao do processo da produo agrcola, busca-se o aumento da qualidade ou a incluso de novas caractersticas de interesse direto para o consumidor. Um exemplo clssico de alimento transgnico funcional o arroz dourado (Golden Rice); por meio da introduo de dois genes que codificam enzimas importantes na rota metablica do -caroteno (um gene derivado de bactria e outro da planta ornamental narciso), aumenta-se enormemente a quantidade de vitamina A no gro, o qual tem potencial para ajudar a suprir a deficincia dessa vitamina em crianas de regies pobres do globo. Na mesma linha, tm-se conduzido pesquisas para aumentar as quantidades de ferro e outros micronutrientes e vitaminas em variedades das principais culturas alimentares (Potrykus, 2001; Welch e Graham, 2004).

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Tambm, algumas plantas transgnicas tm sido criadas com o objetivo nico de beneficiar o ambiente. A fitorremediao por meio de plantas transgnicas visa a descontaminao de guas e solos poludos mediante alteraes metablicas nas plantas que lhes permitem absorver substncias poluentes em um nvel no alcanado por plantas no-transgnicas. Um dos exemplos mais citados a absoro de metais pesados (como arsnio, cdmio, chumbo, cobalto, cobre, cromo, mercrio, nquel, ltio, selnio, zinco). As plantas transgnicas so programadas para absorver alguns metais pesados com alta eficincia, limpando o solo desses poluentes. As plantas podem, ento, ser removidas do lugar para possibilitar um trabalho de purificao e reutilizao do metal pesado absorvido.

Transgnicos de primeira, segunda e terceira geraes Existem trs geraes de plantas transgnicas, tecnologicamente distintas, cujos objetivos so diferentes e os respectivos produtos devem ser considerados separadamente. A primeira engloba os transgnicos ligados a maior facilidade de manejo da cultura ou menor custo de produo, cujos benefcios no atingem o consumidor diretamente. So, por exemplo, as plantas resistentes a herbicidas ou pragas. A segunda gerao apresenta caractersticas de mais fcil aceitao pela sociedade ao tambm oferecer produtos com caractersticas incrementadas referentes s qualidades nutritivas ou conservao dos produtos e, ainda, ao apresentar menor potencial de impacto no meio ambiente, por modificar menos intensamente o paradigma produtivo.

J a terceira gerao objetiva a utilizao dos sistemas biolgicos vegetais como biorreatores para a produo de frmacos e vacinas em larga escala e a menores custos. Essa a gerao de maior potencial de aceitao pelo consumidor final, uma vez que frmacos produzidos por meio de biotecnologia j so uma realidade no mercado haja vista a produo de insulina humana por bactrias e trata-se de sade humana e escala produtiva menor, controlada, dentro de casas de vegetao. Daqui j se depreende que os transgnicos no podem ser tratados uniformemente, uma vez que seus potenciais de benefcio e de impacto ambiental podem variar caso a caso. Mtodos de transformao de plantas Antes de se iniciar a discusso sobre os riscos potenciais oferecidos pelo plantio de transgnicos, faz-se necessria uma explicao sobre os mtodos de transformao de plantas e os elementos genticos inseridos no genoma do organismo para a gerao de plantas transgnicas, pois muitas das crticas em relao aos seus riscos potenciais partem das caractersticas metodolgicas prprias do processo de produo. Um gene uma seqncia de DNA que codifica para a produo de uma protena num organismo. A expresso de qualquer gene regulada por uma seqncia de DNA adjacente chamada de promotor. A clonagem gentica feita por meio da insero do gene num plasmdio (DNA acessrio ao cromossomo) de uma bactria (geralmente em Escherichia coli, uma espcie residente nos intestinos humanos). No processo de clonagem, o promotor, o gene e uma seqncia terminadora so anexados (e conjuntamente denominados cassete) e levados para um vetor de transformao, geralmente um plasmdio binrio (quando a

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transformao feita por Agrobacterium, uma bactria presente nos solos e que, no estado selvagem, provoca a formao de galhas nos rgos das plantas). Uma opo transformao por Agrobacterium a utilizao de mtodos de biobalstica (bombardeamento), em que o cassete inserido nas clulas vegetais pela introduo mecnica, por meio da acelerao de microprojteis de ouro ou tungstnio cobertos por DNA com o cassete clonado. A taxa de transformao pela biobalstica , via de regra, muito mais baixa, mas h espcies que no apresentam bons ndices de transformao com a utilizao de Agrobacterium, sendo o bombardeamento uma alternativa adequada. Numa construo gnica, porm, no basta apenas o cassete promotor-gene-terminador da caracterstica de interesse. Necessita-se tambm de cassetes auxiliares para a triagem dos organismos transformados. Deve-se citar primeiramente a presena de um cassete que confere resistncia a um antibitico bactria transformada, para selecionar somente a bactria que carrega, juntamente com esse cassete, o cassete de interesse. Tambm preciso introduzir um gene marcador com um promotor que comande a expresso na planta, geralmente um cassete que contm um gene de resistncia a antibitico ou herbicida, e que permitir selecionar a planta transformada. Aquelas que no conseguirem se desenvolver no ambiente seletivo (com o respectivo antibitico ou herbicida) morrero, enquanto as que conseguirem resistir seleo sero transgnicas. Ademais, no caso da transformao via Agrobacterium, todos os cassetes a serem introduzidos na planta so flanqueados por pequenas seqncias de DNA chamadas de seqncias de transferncia, que coordenam na bactria a regio do plasmdio a ser transferida para o genoma da planta. Fica de fora, ento, o cassete de resistncia a antibitico para seleo bacteriana, mas adentram no

genoma vegetal os cassetes com o gene de interesse e com o gene marcador de resistncia seleo da planta. Algumas crticas aos produtos transgnicos so: os genes marcadores de resistncia a antibiticos em plantas poderiam ser transferidos horizontalmente por recombinao com microrganismos da natureza (como os presentes no solo ou os da flora intestinal humana, conferindo-lhes resistncia indesejvel aos respectivos antibiticos); e muitas plantas transgnicas usam como promotor a seqncia 35S do vrus do mosaico da couve-flor (CaMV35S) a seqncia viral vista por alguns como perigosa ao genoma dos organismos daqueles que consomem as plantas transgnicas. importante notar, entretanto, que os temores sobre a transferncia horizontal entre microrganismos distintos, especialmente de que os promotores virais sejam horizontalmente transferidos para clulas animais e sejam ativos nesses tipos celulares, tm sido at hoje hipteses de trabalho ou mera especulao, apesar das muitas tentativas cientficas para se provar o contrrio. Riscos potenciais inerentes aos cultivos transgnicos Os riscos ambientais incluem: o fluxo gnico para espcies selvagens, que, dependendo da vantagem seletiva oferecida pelo transgene, poderia levar ao surgimento de populao de plantas daninhas; os efeitos colaterais indesejveis em organismos-no-alvo, sejam os microrganismos ou os insetos inimigos naturais presentes nas culturas, afetando a biodiversidade de um ecossistema; ou mesmo o aumento das chances de extino de populaes de espcies vegetais selvagens causada pela depresso gentica, devido introduo de novos genes no ecossistema. Todos esses riscos no so exclusivos das culturas transgnicas, sendo tambm inerentes aos sistemas convencionais de

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agricultura, seja pelo emprego de novas culturas ou cultivares geneticamente melhorados, seja pelo controle agroqumico de pragas, doenas e plantas daninhas. Entretanto, o que se conjectura mais fortemente em relao aos transgnicos a utilizao de genes oriundos de outros domnios da vida, especialmente os genes bacterianos e virais. Com esses genes, plantas transgnicas poderiam servir de ponte genmica para o surgimento de variedades ou cepas incontrolveis pelo homem. Cada um dos pontos levantados sobre os riscos ambientais dos transgnicos examinado a seguir. Fluxo gnico no-intencional Entende-se por fluxo gnico no-intencional, ou escape gnico, a capacidade de um gene ser inserido em populaes nas quais no exista at ento. Em relao aos transgnicos, temem-se trs tipos de fluxo gnico nointencional, em ordem crescente da probabilidade: de uma planta transgnica para organismos no relacionados, como microrganismos ou plantas de outras famlias botnicas; de uma planta transgnica para outra espcie vegetal relacionada, i.e., de uma mesma famlia; e de uma planta transgnica para uma da mesma espcie no-transgnica. Em relao s possibilidades do fluxo gnico dos transgnicos para outros organismos, a transferncia natural de um transgene para organismos no relacionados no foi relatada na literatura cientfica at o momento, podendo ser considerada, portando, de baixo risco ambiental. Do mesmo modo, a transferncia gnica entre espcies vegetais no relacionadas impossibilitada por barreiras biolgicas naturais, incluindo incompatibilidades de polinizao e fecundao, dadas as diferenas bioqumicas entre plen e estigma floral e nmeros de cromossomos nos gametas.

A transferncia de genes de uma espcie transgnica a uma espcie botanicamente relacionada mais plausvel e deve ser analisada cautelosamente. Espcies ou famlias de culturas silvestres apresentam maior potencial de fluxo gnico por haver maior probabilidade de existirem outras espcies geneticamente compatveis por cruzamento, algumas podendo ser at mesmo invasoras de culturas, criando-se o risco de produzir superplantas daninhas, dependendo do transgene. No Brasil, muitas espcies cultivadas so nativas do Pas ou da Amrica do Sul e possuem espcies selvagens no Brasil, como a mandioca, o cacau, a batata, o amendoim, o tomate, o maracuj, a goiaba e o abacaxi. Em alguns casos, mesmo sendo as espcies cultivadas originrias de outros continentes, podem existir no pas espcies relacionadas selvagens com potencial de serem sexualmente compatveis. Como exemplo, h o caso do arroz, que originrio da sia, mas possui espcies daninhas de mesmo gnero no Brasil (como o arroz-vermelho). A capacidade de cruzamentos interespecficos deve ser investigada caso a caso, e nota-se falta de informao cientfica acerca das possibilidades dos cruzamentos existentes entre as espcies e as culturas brasileiras. J o caso mais plausvel de fluxo gnico a contaminao de uma lavoura no-transgnica pelo plen oriundo de culturas transgnicas da mesma espcie. Aqui importante lembrar a classificao das culturas vegetais de acordo com dois tipos de polinizao: as de fecundao cruzada, ou algamas (cuja biologia favorece a disperso do plen, no intuito de fecundar outras plantas, com uma taxa normalmente superior a 90% de fecundao cruzada), e as de autofecundao, ou autgamas (cuja biologia floral favorece a autopolinizao, com o mximo de 5% de fecundao cruzada). Quanto maiores a disperso do plen

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e a taxa de fecundao cruzada, maior a probabilidade de o fluxo gnico atingir locais mais distantes. Tambm se deve levar em conta os vetores da polinizao. Muitas espcies utilizam vetores abiticos para a disperso, especialmente o vento e a gua. Outras espcies utilizam vetores biolgicos, como insetos (ex. abelhas, mamangavas), pssaros (ex. beija-flores) e mamferos (ex. morcegos). Uma anlise do impacto ambiental do fluxo gnico deve levar em considerao a eficincia e o alcance da disperso do plen. O milho, espcie originria do Mxico, uma planta algama que usa especialmente o vento para a disperso de seu plen. Um trabalho conduzido por Eastham e Sweet (2002) indica que a distncia mxima alcanada pelo plen do milho Bt foi de 100 m, enquanto uma mdia de 98% do plen se restringiu aos primeiros 50 m da lavoura. Entretanto, deve-se informar que metodologicamente difcil estabelecer o limite mximo de alcance de um plen. vlido ressaltar que as distncias de alcance do plen podem variar de regio para regio, dependendo da variedade do milho, da fora do vento no local, do perodo de florescimento da cultura, da geografia do terreno, dos tratos culturais etc. A soja, por outro lado, uma espcie autgama originria do continente asitico. Estudos com variedades notransgnicas de soja, em que se analisou a polinizao natural em campo aberto no delta do Mississipi, mostraram taxas de polinizao cruzada de 0,41% a 0,9 m e de 0,03% a 5,4 m da fonte de plen (Ray et al., 2003). J um trabalho envolvendo disperso de plen transgnico do cultivar BR16 no cerrado brasileiro relata taxa de 0,45% de polinizao cruzada a 0,5 m, chegando a 0,14% a 1,0 m e atingindo, assintoticamente, a nulidade a 6,5 m da cultura transgnica (Abud et al., 2003).

Portanto, o alcance do plen das plantas transgnicas, a possibilidade de ocorrncia de fluxo gnico entre suas espcies relacionadas e o impacto que o transgene possa ter em espcies selvagens compatveis devem ser avaliados criteriosamente. Impacto das culturas transgnicas nas relaes trficas do ecossistema Outro ponto de debate sobre os transgnicos refere-se ao seu impacto no ecossistema quanto s mudanas das relaes alimentares entre os insetos, as plantas e outros organismos. O caso mais lembrado a morte das larvas de borboletas monarcas provocada pela alimentao com plen de milho Bt (Losey et al., 1999). Houve ampla discusso na comunidade cientfica e chegou-se concluso de que os ensaios conduzidos em laboratrio no refletiriam as reais condies que as larvas enfrentariam no campo (cuja dieta no seria exclusivamente de plen de milho e sem escolha, como feito no experimento), embora o trabalho tenha contribudo para levantar o debate sobre os possveis efeitos das plantas transgnicas sobre as relaes trficas do ecossistema. Numa lavoura, co-habitam pragas e inmeras espcies de insetos, incluindo espcies benficas que atuam como controladoras dos nveis das pragas, tambm conhecidas como inimigos naturais (espcies de parasitides e predadores de insetos, como vespas e joaninhas, respectivamente). As plantas transgnicas que possuem resistncia a insetos, como as culturas Bt, abaixam os nveis das pragas to drasticamente, que as relaes ecolgicas do sistema obviamente se modificam e podem tambm levar perda da fauna benfica da lavoura. intil, porm, qualquer discusso sobre o impacto das culturas transgnicas sobre as populaes de insetos

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(benficos ou pragas) sem relacion-lo com os impactos das culturas no-transgnicas e os tratos culturais tradicionais, como a pulverizao das culturas com inseticidas de amplo espectro, que tambm tero vrios nveis de impacto sobre a populao de insetos benficos. Assim, deve-se ter em mente que anlises ecolgicas preliminares conduzidas em laboratrio, na maioria das vezes, no refletem as verdadeiras condies encontradas no campo e que, dependendo da metodologia adotada, podem levar a, quando muito, indicaes das possibilidades a serem alcanadas no campo. Tambm se levanta a discusso sobre a presena constitutiva do inseticida nos tecidos das espcies transgnicas durante todo o ciclo das culturas, em comparao presena ocasional de inseticidas nos cultivos tradicionais, que so degradados aps um perodo de carncia que normalmente de alguns dias ou semanas. Head et al. (2001) estudaram a presena da protena Cry1Ab nos tecidos de pragas alimentadas com milho transgnico, para analisar o potencial de risco de exposio protena pelos inimigos naturais dessas pragas. O trabalho concluiu que os nveis da protena transgnica encontrados nos tecidos das pragas eram extremamente baixos para serem danosos ao metabolismo dos inimigos naturais. Dessa forma, pelo menos diretamente, a protena Cry1Ab parece segura ao nvel trfico superior ao das pragas das culturas. O impacto da canola transgnica com o gene da orizacistatina1 (OC1) sobre a populao de joaninhas (Harmonia axyridis), uma importante espcie predadora de pragas, foi avaliado por Ferry et al. (2003). Os autores concluram que o consumo de pragas que se alimentam de cultura transgnica no teve impacto significativo no desenvolvimento nem na sobrevivncia da espcie predadora de insetos. Essa concluso reforada pelos

estudos de Bouchard et al. (2003), que encontraram uma compensao digestiva no metabolismo dos predadores naturais de insetos que consumiam pragas da batata transgnica com a protena OC1. Schuler et al. (1999) confirmaram que a presena da toxina Bt em larvas da traa na cultura da canola no teve efeito significativo na populao de vespas parasitides, mas que os parasitides no emergiam das larvas de traas alimentadas por plantas transgnicas porque as traas morriam antes que as vespas pudessem se desenvolver ou emergir delas. Concluram, assim, que as plantas Bt podem at apresentar vantagens ecolgicas sobre a aplicao de inseticidas de amplo espectro. Tambm no se deve esquecer que os altos ndices de insetos-praga na lavoura j so um manifesto da modificao descontrolada do ecossistema introduzida pela agricultura convencional, ao utilizar inseticidas que no distinguem entre pragas e insetos benficos e, inerentemente ao sistema, ao introduzir novas espcies ou aumentar seu nmero no ecossistema. Os cientistas tambm consideram grande o potencial de os insetos desenvolverem resistncia protena Bt no mdio e longo prazo (Rahman et al., 2004; Tabashnik et al., 2003). Liu et al. (1999), em estudos em laboratrio, desenvolveram modelos matemticos para a seleo em favor da resistncia protena Bt pela traa do algodoeiro (Pectinophora gossypiella), concluindo que a possvel seleo natural de indivduos resistentes toxina Bt poderia levar formao de toda uma populao de pragas resistentes. O trabalho publicado por Zhao et al. (2000) tambm relata a rpida adaptao de traas protena Cry1C em culturas de brcolis transgnico.

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Toxicidade das protenas transgnicas aos seres vivos no solo O solo um ambiente complexo composto por elementos minerais (areia, argila e silte), materiais orgnicos em decomposio e uma comunidade biolgica que envolve microrganismos, razes e animais inferiores, incluindo muitos exemplos de relaes simbiticas. Teme-se que culturas transgnicas introduzidas no ambiente lancem no solo, atravs dos exsudatos de suas razes, compostos nocivos aos microrganismos e que modifiquem as relaes ecolgicas a existentes. Esse assunto particularmente preocupante com relao aos genes que codificam protenas txicas, como os genes de induo de resistncia a insetos. Mendensohn et al. (2003) estudaram a bioatividade das protenas transgnicas no solo e nos tecidos das plantas para protenas Bt e concluiu que a protena Cry1Ab tinha uma meia-vida (DT50) de 1,6 dia em mdia quando o tecido vegetal foi colocado no solo; de 25,6 dias quando o tecido vegetal no foi exposto ao solo; e de 8,3 dias quando a protena purificada foi colocada diretamente no solo. Uma degradao de 90% (DT90) foi atingida, respectivamente, com 15; 40,7; e 32,5 dias. Note-se, porm, que as concluses desse estudo esto contidas nas condies edafoclimticas utilizadas no experimento e no podem ser extrapoladas para condies tropicais e subtropicais sem uma experimentao in loco. Nesse mesmo trabalho, Mendensohn e seus colegas tambm analisaram em organismos-no-alvo a toxicidade das protenas cry derivadas de plen, farinha de milho ou protena purificada e adicionada ao solo. No foram verificados efeitos adversos nos organismos estudados nas dosagens utilizadas nas anlises.

Transgnicos e plantas daninhas A utilizao de plantas transgnicas com genes que conferem resistncia a herbicidas de amplo espectro tende a facilitar os tratos culturais e a manter a cultura no limpo. Entretanto, alm do perigo do fluxo gnico, pode, no longo prazo, ocorrer seleo natural de plantas resistentes a esses herbicidas e, assim, a invaso de plantas daninhas cultura cuja pulverizao com o herbicida seja incua tanto cultura transgnica quanto planta daninha, criando-se uma superplanta daninha. O caso mais conhecido de cultura resistente a um herbicida o da soja resistente ao glifosato (Roundup, Monsanto), um herbicida de amplo espectro, para o qual poucas espcies vegetais tm um mecanismo de resistncia ou tolerncia. Um gene de resistncia de herbicida alternativo derivado de plantas o ahas, de Arabidopsis thaliana (e atual modelo biolgico em estudos genmicos). O ahas codifica a enzima cido acetohidroxi sintase, que confere resistncia ao herbicida de amplo espectro imazapyr (Arsenal, BASF), de longo efeito residual (seis meses a dois anos no solo), mas com pouco efeito na microbiota do solo e baixa toxicidade nos organismos animais (classificao toxicolgica IV, ou seja, um produto que normalmente no oferece perigo). O Brasil, por meio da Embrapa, gerou uma variedade de soja transgnica com o gene ahas, chamada de BR-16. Tambm as sementes de culturas resistentes a herbicidas que ficam no solo aps a colheita so causa de preocupao, caso a prxima cultura a ser instalada utilize o mesmo herbicida para o controle das plantas daninhas. As plantas emergentes das sementes da cultura passada atuaro como plantas daninhas e podero causar menor produtividade da nova cultura, em razo da competio instalada entre as duas espcies na lavoura.

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Surgimento de novas cepas de vrus Os vrus esto praticamente em qualquer parte onde haja organismos vivos. Constitudos basicamente de uma capa protica e RNA (ou DNA, em alguns casos), so parasitas obrigatrios que necessitam usar a maquinaria metablica de clulas hospedeiras para se multiplicarem. Os organismos eucariticos (fungos, protozorios, vegetais e animais) tm alguns mecanismos de defesa contra infeces virais, enquanto os prprios vrus tm enorme plasticidade gentica, que lhes permite adquirir rapidamente novas caractersticas e driblar os mecanismos de defesa de suas clulas hospedeiras. O melhoramento gentico clssico tem colaborado na criao de cultivares resistentes a diversas doenas virais, mas h muitos casos em que fontes naturais de resistncia no esto disponveis. Uma das formas de produo de plantas resistentes a vrus pela imunizao das clulas vegetais pela insero de um fragmento do gene que codifica a protena da capa do vrus no genoma da planta. Entretanto, teme-se que novas cepas virais possam ser originadas a partir de eventos naturais de recombinao gentica, como transcapsidao, encapsidao heterloga ou complementao (Tepfer, 2003); cepas essas que podero trazer diferentes caractersticas, como a capacidade de infectar novas espcies, de utilizar novos vetores, possuir novos mecanismos de infeco ou apresentar maior virulncia. O primeiro exemplo de planta transgnica resistente a vrus foi um tabaco com um transgene do vrus do mosaico (TMV), enquanto hoje existem dezenas de plantas transgnicas como nas culturas de batata, ervilha, feijo, mamo, melo, pepino, tomate, trigo, uva cujo objetivo a resistncia viral. Entretanto, j foram identificados

eventos de recombinao entre o genoma de planta transgnica e o de vrus em condies de laboratrio (Borja et al., 1999) e de campo (Vigne et al., 2004), o que levanta questes acerca da gerao de possveis cepas virais com propriedades diferentes das originalmente geradas. Outra estratgia seria o uso de RNAs satlites (que so parasitas moleculares naturais de alguns vrus). Essa metodologia j foi verificada contra o vrus do mosaico do pepino e, apesar de o nvel de proteo ao ataque viral ter sido considerado efetivo, verificou-se elevado risco de mutao para uma forma necrognica (infecciosa) em uso extensivo. Um caso a ser lembrado o da epidemia que ocorreu no final da dcada de 1980, em campos de tomateiros da Itlia e da Espanha, causada por RNAs satlites necrognicos (no-transgnicos). Estudos chegaram concluso de que mutaes de um nico nucleotdeo no genoma do RNA satlite de uma cepa nonecrognica poderia ser suficiente para transform-la em necrognica (Tepfer, 2003). Estudos tambm apontam como opo induo de resistncia baseada nos mecanismos de defesa das plantas as estratgias moleculares de induo de resistncia nos mecanismos de ataque e proliferao dos vrus, como a resistncia mediada pela replicase ou pela protena de movimento do vrus (Wilson, 1993). H cientistas que, assim como na resistncia contra insetos, apostam na piramidao transgnica de induo de resistncia viral como uma estratgia eficiente na produo de plantas com resistncia duradoura (Prins, 2003), enquanto outra corrente aposta no desenvolvimento de protenas antivirais (Uhrig, 2003). possvel, entretanto, que estudos detalhados dos mecanismos moleculares da infeco viral e nos modos de ao dos genes a serem utilizados originem em alguns casos estratgias transgnicas potencialmente seguras quanto aos possveis efeitos de encapsidao

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heterloga e a transmisso de vrus por seus vetores, enquanto em outros casos ainda no foram desenvolvidos os meios de eliminao dos riscos potenciais associados resistncia viral transgnica (Tepfer, 2002). Avaliao dos riscos ambientais de fundamental relevncia para identificar os riscos potenciais dessa tecnologia, dar segurana populao e auxiliar os cientistas a eliminar esses riscos em projetos futuros. Em qualquer estudo de anlise de risco ambiental, deve-se levar a cabo uma comparao com manejos agrcolas tradicionais, para evitar um julgamento tendencioso. Tambm se deve ter em mente que estudos conduzidos em laboratrio, na maioria das vezes, no condizem com as condies encontradas no campo. Dessa forma, os resultados obtidos nesses experimentos podero apenas indicar situaes ou tendncias, mas no se poder afirmar que a dinmica ecolgica natural se comportar como nos ensaios. Um procedimento posterior aos ensaios laboratoriais pode ser a avaliao em campos de produo (farm scale evaluations), em que plantios transgnicos so conduzidos em situaes reais de produo e comparados com os cultivos convencionais. Essa possivelmente a metodologia mais adequada para se tomar concluses cientficas sobre os transgnicos. Recentes avaliaes em campos de produo de transgnicos tolerantes a herbicidas foram realizadas na Gr-Bretanha com respeito ao manejo e contexto agronmico (Champion et al., 2003); aos efeitos na abundncia e diversidade de plantas daninhas (Heard et al., 2003a); aos efeitos sobre espcies individuais (Heard et al., 2003b); s respostas da fauna artrpode (Haughton et al., 2003); s relaes trficas entre invertebrados e plantas (Hawes et al., 2003); e s avaliaes dos invertebrados e da

vegetao em campos marginais aos campos com transgnicos (Roy et al., 2003), alm racional cientfico e de interpretao das avaliaes em campos de produo (Squire et al., 2003). Estudos similares em condies tropicais so recomendveis para se chegar a uma concluso acerca do impacto dos transgnicos sobre o ambiente e de seus riscos inerentes. A anlise de risco de plantas transgnicas resistentes a vrus foi discutida por Tepfer (2002), que examinou os riscos potenciais associados a vrias estratgias moleculares e concluiu que essa anlise tambm deve levar em conta um estudo comparativo das vantagens e desvantagens das plantas transgnicas e no-transgnicas para se chegar a uma deciso ambientalmente sustentvel. Estratgias para diminuir o potencial de risco ambiental das plantas transgnicas No melhoramento clssico de plantas, a utilizao de dois genes de resistncia conhecida como piramidao de genes e considerada como um mtodo eficaz na criao de variedades resistentes a pragas e doenas. Uma estratgia para controlar ou adiar a emergncia da resistncia dos insetos a toxinas transgnicas a utilizao concomitante de dois transgenes bacterianos de induo de resistncia a insetos (Zhao et al., 2003). Outra estratgia para postergar o surgimento de insetos resistentes s toxinas transgnicas em um ecossistema o plantio de plantas sem expresso da toxina perto da lavoura com transgnicos, objetivando a criao de um refgio para os elementos faunsticos locais, incluindo pragas no resistentes a Bt, que seriam fonte de susceptibilidade gentica toxina para as geraes futuras de insetos. Modelos matemticos indicam que a resistncia dos insetos pode ser adiada consideravelmente com a adoo da estratgia de refgios (Gould, 1998). Entretanto,

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Chilcutt e Tabashnik (2004) ponderam que a contaminao dos refgios pelo fluxo gnico possa limitar a eficincia dessa estratgia nas pragas das espigas de milho. No nvel molecular, visando maior segurana ambiental aos transgnicos, pode-se optar por estratgias alternativas, como: usar promotores indutores de expresso gnica em tecidos especficos ou somente em alguns momentos do desenvolvimento da planta, ao invs do uso de promotores constitutivos; sistemas indutveis quimicamente, cujos promotores so ativados com aplicaes de produtos pouco txicos, como o lcool (Deveaux et al., 2003); uso de transgenes eucariticos em detrimento de genes e seqncias reguladoras oriundas de bactrias e vrus; evitar o uso de genes de resistncia a antibiticos durante a seleo de plantas, mas preferir alternativas, como genes de resistncia a compostos orgnicos (Lohar et al., 2001); e utilizar tecnologia de recombinao ps-transformao (marker-free system), em que os genes marcadores de seleo co-inseridos no genoma da planta so retirados em eventos manipulados gentica e bioquimicamente. importante notar, entretanto, que nem todas essas tcnicas j esto disponveis para uso comercial, algumas ainda esto sendo testadas em modelos biolgicos, como Arabidopsis thaliana, Nicotiana benthamiana e arroz, mas os avanos rpidos indicam que podero estar disponveis num futuro prximo. Consideraes finais O debate sobre as implicaes ambientais envolvendo as plantas transgnicas apenas a parte tcnico-cientfica da discusso sobre o assunto, o qual tambm abrange aspectos econmicos, polticos, sociais e ticos. importante salientar, porm, que os vrios transgnicos j desenvolvidos diferem com relao espcie e suas relaes

trfico-ecolgicas, biologia floral, ao modo de reproduo e probabilidade de fluxo gnico no-intencional, alm de cada transgene conferir uma caracterstica peculiar, com diferentes efeitos no ambiente e aspectos socioeconmicos. Deve-se, portanto, criar uma poltica aberta de anlise caso-a-caso, como tambm permitir sociedade o acesso aos dados cientficos numa linguagem clara, didtica e sem preconceitos acerca dos transgnicos, para que se forme uma opinio e as pessoas decidam conscientemente sobre o consumo ou no das plantas transgnicas. BibliografiaAbud, S., Souza, P. I. M., Moreira, C. T., Andrade, S. R. M., Ulbrich, A. V., Vianna, G. R., Rech, E. L., Arago, F. J. L. 2003. Disperso de plen em soja transgnica na regio do Cerrado. Pesquisa Agropecuria Brasileira 38: 1229-1235. Borja, M., Rubio, T., Scholthof, H. B., Jackson, A. O. 1999. Restoration of wild-type virus by double recombination of tombusvirus mutants with a host transgene. Molecular PlantMicrobe Interactions 12: 153-162. Bouchard, E., Cloutier, C., Michaud, D. 2003. Oryzacystatin I expressed in transgenic potato induces digestive compensation in an insect natural predator via its herbivorous prey feeding on the plant. Molecular Ecology 12: 2.439-2.446. Champion, G. T., May, M. J., Bennett, S., Brooks, D. R., Clark, S. J., Daniels, R. E., Firbank, L. G., Haughton, A. J., Hawes, C., Heard, M. S., Perry, J. N., Randle, Z., Rossall, M. J., Rothery, P., Skellern, M. P., Scott, R. J., Squire, G. R., Thomas, M. R. 2003. Crop management and agronomic context of the Farm Scale Evaluations of genetically modified herbicide-tolerant crops. Philosophical Transactions of the Real Society of London 358: 1.801-1.818. Chilcutt, C. F., Tabashnik, B. E. 2004. Contamination of refuges by Bacillus thuringiensis toxin genes from transgenic maize. Proceedings of the National Academy of Science of the USA 101: 7.526-7.529.

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Conko, G. 2003. Safety, risk and the precautionary principle: rethinking precautionary approaches to the regulation of transgenic plants. Transgenic Research 12: 639-647. Deveaux, Y., Peaucelle, A., Roberts, G. R., Coen, E., Simon, R., Mizukami, Y., Traas, J., Murray, J. A., Doonan, J. H., Laufs, P. 2003. The ethanol switch: a tool for gene-specific induction during plant development. Plant Journal 36: 918-930. Eastham, K., Sweet, J. 2002. Genetically modified organisms (GMOs): the significance of gene flow through pollen transfer. Copenhagen, Denmark: European Environment Agency. FAO. 2001. Ethical issues in food and agriculture. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Roma. 32p. ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/003/X9601e/X9601e00.pdf Ferreira, A. B. H. 2001. Novo Aurlio Sculo XXI: o dicionrio da lngua portuguesa. 4. ed. Rio de Janeiro: Nova Fronteira. 2. 128p. Ferry, N., Raemaekers, J. M., Majerus, M. E. N., Jouanin, L., Port, G., Gatehouse, A., Gatehouse, A. M. R. 2003. Impact of oilseed rape expressing the insecticidal cysteine protease inhibitor oryzacystatin on the beneficial predator Harmonia axyridis (multicoloured Asian ladybeetle). Molecular Ecology 12: 493-504. Gould, F. 1998. Sustainability of transgenic insecticidal cultivars: integrating pest genetics and ecology. Annual Review of Entomology 43: 701-726. Haughton, A. J., Champion, G. T., Hawes, C., Heard, M. S., Brooks, D. R., Bohan, D. A., Clark, S. J., Dewar, A. M., Firbank, L. G., Osborne, J. L., Perry, J. N., Rothery, P., Roy, D. B., Scott, R. J., Woiwod, I. P., Birchall, C., Skellern, M. P., Walker, J. H., Baker, P., Browne, E. L., Dewar, A. J. G., Garner, B. H., Haylock, L. A., Horne, S. L., Mason, N. S., Sands, R. J. N., Walker, M. J. 2003. Invertebrate responses to the management of genetically modified herbicide-tolerant and conventional spring crops. II. Within-field epigeal and aerial arthropods. Philosophical Transactions of the Real Society of London 358: 1.863-1.877. Hawes, C., Haughton, A. J., Osborne, J. L., Roy, D. B., Clark, S. J., Perry, J. N., Rothery, P., Bohan, D. A., Brooks, D. R., Champion, G. T., Dewar, A. M., Heard, M. S., Woiwod, I. P., Daniels, R. E., Young, M. W., Parish, A. M., Scott, R. J.,

Firbank, L. G., Squire, G. R. 2003. Responses of plants and invertebrate trophic groups to contrasting herbicide regimes in the Farm Scale Evaluations of genetically modified herbicide-tolerant crops. Philosophical Transactions of the Real Society of London 358: 1.899-1.913. Head, G., Brown, C. R., Groth, M. E., Duan, J. J. 2001. Cry1Ab protein levels in phytophagous insects feeding on transgenic corn: implications for secondary exposure risk assessment. Entomologia Experimentalis et Applicata 99: 37-45. Heard, M. S., Hawes, C., Champion, G. T., Clark, S. J., Firbank, L. G., Haughton, A. J., Parish, A. M., Perry, J. N., Rothery, P., Scott, R. J., Skellern, M. P., Squire, G. R., Hill, M. O. 2003a. Weeds in fields with contrasting conventional and genetically modified herbicide-tolerant crops. I. Effects on abundance and diversity. Philosophical Transactions of the Real Society of London 358: 1.819-1.832. Heard, M. S., Hawes, C., Champion, G. T., Clark, S. J., Firbank, L. G., Haughton, A. J., Parish, A. M., Perry, J. N., Rothery, P., Roy, D. B., Scott, R. J., Skellern, M. P., Squire, G. R., Hill, M. O. 2003b. Weeds in fields with contrasting conventional and genetically modified herbicide-tolerant crops. II. Effects on individual species. Philosophical Transactions of the Real Society of London 358: 1.833-1.846. Liu, Y-B., Tabashnik, B. E., Dennehy, T. J., Patin, A. L., Bartlett, A. C. 1999. Development time and resistance to Bt crops. Nature 400: 519. Lohar, D. P., Schuller, K., Buzas, D. M., Gresshoff, P. M., Stiller, J. 2001. Transformation of Lotus japonicus using the herbicide resistance bar gene as a selectable marker. Journal of Experimental Botany 52: 1.697-1.702. Losey, J. E., Rayor, L. S, Carter, M. E. 1999. Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature 399: 214. Mendelsohn, M., Kough, J., Vaituzis, Z., Matthews, K. 2003. Are Bt crops safe? Nature Biotechnology 21: 1.003-1.009. Morris, J. (ed.) 2000. Rethinking risk and the precautionary principle. Oxford, United Kingdom: ButterworthHeinnemann. Organizao das Naes Unidas. 1992. Rio Declaration on Environmental and Development. UN Doc. A/CONF.151/5/Ver.1. New York: United Nations.

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Potrykus, I. 2001. Golden rice and beyond. Plant Physiology 125: 1.157-1.161. Prins, M. Broad virus resistance in transgenic plants. Trends in Biotechnology 21:373-375. Rahman, M. M., Roberts, H. L., Sarjan, M., Asgari, S., Schmidt, O. 2004. Induction and transmission of Bacillus thuringiensis tolerance in the flour moth Ephestia kuehniella. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 101: 2.6962.690. Ray, J. D., Kilen, T. C., Abel, C. A., Paris, R. L. 2003. Soybean natural cross-pollination rates under field conditions. Environmental Biosafety Research 2: 133-138. Roy, D. B., Bohan, D. A., Haughton, A. J., Hill, M. O., Osborne, J. L., Clark, S. J., Perry, J. N., Rothery, P., Scott, R. J., Brooks, D. R., Champion, G. T., Hawes, C., Heard, M. S., Firbank, L. G. 2003. Invertebrates and vegetation of field margins adjacent to crops subject to contrasting herbicide regimes in the Farm Scale Evaluations of genetically modified herbicide-tolerant crops. Philosophical Transactions of the Real Society of London 358: 1.879-1.898. Sandin, P. 1999. Dimensions of the precautionary principle. Human Ecology Risk Assessment 5:889-907. Schuler, T. H., Potting, R. P. J., Denholm, I., Poppy, G. M. 1999. Parasitoid behaviour and Bt plants. Nature 400: 825-826. Squire, G. R., Brooks, D. R., Bohan, D. A., Champion, G. T., Daniels, R. E., Haughton, A. J., Hawes, C., Heard, M. S., Hill, M. O., May, M. J., Osborne, J. L., Perry, J. N., Roy, D. B., Woiwod, I. P., Firbank, L. G. 2003. On the rationale and interpretation of the Farm Scale Evaluations of genetically modified herbicide-tolerant crops. Philosophical Transactions of the Real Society of London 358: 1.779-1.799. Sustein, C. R. 2002. The paralyzing principle. Regulation, winter 2002-2003: 32-37. Tabashnik, B. E., Carriere, Y., Dennehy, T. J., Morin, S., Sisterson, M. S., Roush, R. T., Shelton, A. M., Zhao, J. Z. 2003. Insect resistance to transgenic Bt crops: lessons from the laboratory and field. Journal of Economic Entomology 96: 1.031-1.038.

Tepfer, M. 2002. Risk assessment of virus-resistant transgenic plants. Annual Review of Phytopathology 40: 467-491. Tepfer, M. 2003. Biosafety considerations relevant to virusresistant transgenic plant, in particular to tomato resistant to CMV. In: Collection of Biosafety Reviews. Italy: ICGEB. p.8495 Uhrig, J. F. 2003 Response to Prins: broad virus resistance in transgenic plants. Trends in Biotechnology 21: 376-377. Vigne, E., Komar, V., Fuchs, M. 2004. Field safety assessment of recombination in transgenic grapevines expressing the coat protein gene of Grapevine fanleaf virus. Transgenic Research 13: 165-179. Welch, R. M., Graham, R. D. 2004. Breeding for micronutrients in staple food crops from a human nutrition perspective. Journal of Experimental Botany 55: 353-364. Wilson, T. M. A. 1993. Strategies to protect crop plants against viruses: pathogen-derived resistance blossoms. Proceedings of the National Academy of Science of USA 90: 3.134-3.141. Zhao, J. Z., Collins, H. L., Tang, J. D., Cao, J., Earle, E. D., Roush, R. T., Herrero, S., Escriche, B., Ferre, J., Shelton, A. M. 2000. Development and characterization of diamondback moth resistance to transgenic broccoli expressing high levels of Cry1C. Applied Environmental Microbiology 66: 3.7843.789. Zhao, J.Z., Cao, J., Li, Y., Collins, H. L., Roush, R. T., Earle, E. D., Shelton, A. M. 2003. Transgenic plants expressing two Bacillus thuringiensis toxins delay insect resistance evolution. Nature Biotechnology 21: 1.493-1.497.