Cellule e molecole

Piante geneticamente modificate

Embrioni in provetta. Immagine: CanStockPhoto

Vecchi obiettivi, nuovi metodi

L'obiettivo degli agricoltori moderni non è molto diverso da quello dei primi coltivatori 10000 anni fa. Oggi come ieri, l'agricoltore vuole piante resistenti e ad alta resa. Il ventaglio di tecniche disponibili per perseguire questi scopi si è invece ampliato nel corso degli anni. 

Nel patrimonio genetico di tutti gli esseri viventi - e dunque anche delle piante - avvengono sempre delle mutazioni naturali. Nel corso del tempo, queste mutazioni portano le piante ad assumere nuove proprietà - o a perderne di vecchie. Da sempre l'uomo sfrutta queste mutazioni, sorte naturalmente, per coltivare nuove specie, scegliendo piante con le proprietà desiderate, riproducendole e incrociandole con altre piante. Ne consegue che, ad esempio, tutti i nostri cereali derivano da piante erbacee selvatiche e la prugna origina da un incrocio tra il prugnolo e l'amolo. 

La mutazione naturale del patrimonio genetico è un processo molto lento. Per accelerarlo, le sementi vengono in parte trattate con agenti chimici o radioattività, così da aumentare la frequenza delle mutazioni e di conseguenza le probabilità che le piante assumano nuove proprietà desiderabili.

Oggigiorno, con l'ingegneria genetica, è possibile modificare i geni in modo mirato, trasferendo alle piante delle proprietà vantaggiose. Le si possono, per esempio, rendere più resistenti a un determinato insetto. Il gene trasferito non deve necessariamente derivare da un'altra pianta, ma può provenire anche da un batterio, da un fungo, da un virus o da un animale. Un simile inserimento di geni provenienti da specie differenti distingue l'ingegneria genetica verde dai metodi di coltivazione tradizionali.

Nel 1983 è stata coltivata la prima pianta geneticamente modificata - o transgenica. Al giorno d'oggi esistono sul mercato varietà transgeniche di numerose piante coltivate su larga scala, come mais, patata, colza, soia e cotone.

Tuttavia, in Svizzera per il momento non si possono coltivare piante geneticamente modificate. Lo ha deciso la popolazione in una votazione nel 2005. La moratoria è stata prorogata fino al 2017. Dal 2007 al 2011 il programma di ricerca nazionale "rischi e benefici delle piante geneticamente modificate" (NRP 59) ha esaminato i pro e i contro delle piante geneticamente modificate. Non è stato rilevato alcun rischio ambientale originato dalle piante ingegnerizzate. Inoltre, un'analisi della letteratura mondiale disponibile ha evidenziato che nessuna conseguenza negativa sulla salute è stata ancora riscontrata in seguito all'uso commerciale di piante geneticamente modificate. Maggiori informazioni si trovano sul sito del NFP59. All'interno del dibattito attorno alle piante geneticamente modificate vi sono, oltre ai rischi, anche riflessioni di tipo etico. Nel capitolo sull'etica sono presentati degli argomenti rilevanti in questo ambito.

Resistenza agli organismi nocivi

Le piante possono essere modificate in modo che i parassiti non possano danneggiarle, con lo scopo di aumentare il rendimento del raccolto. Quando le piante possono difendersi da sole contro gli organismi nocivi, l'agricoltore deve usare meno prodotti antiparassitari.

Esempio: Il granoturco resistente agli insetti
Il batterio Bacillus thuringiensis (Bt) produce una
proteina tossica con effetto letale su determinate larve di insetti. Quando le larve mangiano il batterio, il veleno perfora l'intestino delle larve, che poi muoiono di fame. Alcuni ingegneri genetici sono riusciti a trasferire il gene Bt su piante, conferendo loro così una protezione dalle larve di insetti.In questo modo si possono, per esempio, proteggere le piante di granoturco dalla piralide del mais. I critici fanno notare che la tossina potrebbe agire anche su altri animali, non pericolosi per la pianta. Il cosiddetto Mais Bt è coltivato ampiamente sul continente americano e africano. In Europa ci sono grandi superfici coltivabili soprattutto in Spagna.

Tramite un principio di modifica genetica simile a quello del Mais Bt presentato qui sono state sviluppate, ad esempio, patate resistenti a dei funghi o barbabietole da zucchero resistenti ai virus, che vengono coltivate soprattutto in America.

Resistenza agli erbicidi

Nei campi, le malerbe lottano con le piante coltivate per spazio, luce, acqua e sostanze nutritive. Le piante coltivate hanno di solito la peggio in questa battaglia, venendo soffocate dalle erbacce. Per questo motivo l'agricoltore utilizza gli erbicidi (diserbanti), destinati a uccidere le malerbe senza che sia necessario estirparle faticosamente a mano. L'erbicida agisce però su tutte le piante, anche su quelle coltivate. Queste piante possono essere geneticamente modificate in modo che l'erbicida non abbia effetto su di loro, diminuendo così il carico di lavoro e accrescendo il raccolto. 

Esempio: La soia resistente agli erbicidi:
Tramite l'ingegneria genetica si è trasferito un gene batterico sulle piante di soia, rendendole resistenti a un erbicida biodegradabile. A differenza delle malerbe, che vengono annientate dall'erbicida, la soia transgenica sopravvive e prospera senza danno. Mentre per le coltivazioni di soia tradizionali l'agricoltore deve utilizzare da 3 a 5 erbicidi per distruggere le erbacce, nella coltivazione della soia transgenica l'agricoltore può impiegare un solo erbicida. La soia GM è ampiamente coltivata soprattutto nell'America del Nord e Sud.

Resistenza alle intemperie

Cattive condizioni a livello di clima e suolo come freddo, siccità, elevata umidità dell'aria, terra povera di nutrienti o troppo salina possono pregiudicare o addirittura impedire la coltivazione. Gli ingegneri genetici cercano di adattare le piante alle svariate condizioni sfavorevoli. Tali piante sarebbero di grande beneficio, soprattutto considerando il surriscaldamento globale, poiché permettono la nutrizione della popolazione anche in condizioni avverse.

Esempio: Granoturco in grado di tollerare condizioni di siccità
Alcuni ingegneri genetici sono riusciti a coltivare una varietà di granoturco in grado di tollerare periodi di siccità. A questo scopo, è stato trasferito alla pianta un gene in grado di aiutare le cellule a mantenere le funzioni
più importanti in situazioni di stress, come nel caso dalla penuria d'acqua. Ricerche in campo aperto hanno dimostrato che la nuova specie di granoturco non presenta nessuna perdita di raccolto anche in caso di siccità e senza irrigazione aggiuntiva. Negli Stati Uniti, la coltivazione commerciale della specie di granoturco tollerante alla siccità è possibile dal 2012.

Eliminazione delle caratteristiche indesiderate

Finora hai visto come il trasferimento di un gene in una pianta possa conferirle una determinata proprietà. È però possibile anche il contrario. Infatti, si riescono a eliminare alcune caratteristiche indesiderate da una pianta, come la produzione di una sostanza tossica,rimuovendo o disattivando il gene in causa.

Esempio: Riso senza allergene
Il riso contiene una proteina che, in alcune persone, provoca un'allergia. Gli ingegneri genetici sono riusciti a disattivare il gene corrispondente. Di conseguenza, la proteina che provoca l'allergia non viene più prodotta - rendendo il riso commestibile anche per gli allergici. Questo riso transgenico è sottoposto a primi test in campo aperto. Tale principio sarebbe applicabile anche su noci, mele, soia, sedano e carote, poiché anch'essi contengono proteine che possono provocare allergie in molte persone. Tuttavia, tutte queste piante GM sono ancora in via di sviluppo.

Aumento del valore nutritivo

La popolazione dei paesi in via di sviluppo dispone solitamente solo di leguminose, riso, mais o altri cereali per nutrirsi. Un'alimentazione di questo tipo non può coprire tutti i fabbisogni nutritivi essenziali, conducendo a gravi malattie da carenze alimentari. L'ingegneria genetica cerca quindi di aumentare il valore nutritivo delle principali piante alimentari.

Esempio: Mais con più amminoacidi essenziali
Gli aminoacidi sono gli elementi di base che costituiscono le proteine. Ne esistono 20 diversi. L'uomo è però in grado di produrne solo 10, mentre gli altri devono essere assunti con il cibo. Per questo motivo, essi sono detti essenziali. A differenza dell'uomo, le piante superiori riescono a produrli tutti e 20. Purtroppo però, il contenuto di alcuni aminoacidi essenziali nelle piante alimentari è molto basso. Il mais, ad esempio, contiene solo modeste quantità di lisina e metionina. Servendosi dell'ingegneria genetica, si cerca di aumentarne il contenuto. Questa varietà di granoturco GM viene già coltivata i
n alcune regioni del mondo, ma non può essere importata in Europa né come foraggio né come derrata alimentare.

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Creato: 26.04.2016

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Il contenuto proviene dall’ex sito internet gene-abc.ch, che è stato integrato nel sito internet di SimplyScience.ch nel gennaio 2016. Geni ABC era un’iniziativa del Fondo Nazionale Svizzero per la ricerca scientifica e viene mandato avanti dalla fondazione SimplyScience.

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