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Por Adriana Almeida-Rodríguez




La producción de biocombustibles, para reemplazar el uso de derivados del petróleo, se ha visto desde los años setenta como una alternativa más limpia con el medio ambiente. Actualmente los biocombustibles se han adoptado como una opción para aminorar los efectos de calentamiento global que como civilización estamos causando. Uno de los acuerdos internacionales más importantes, relacionado con el cambio climático (Tratado de Río), busca la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) para el año 2020. En este acuerdo, se busca reducir en un 20% las emisiones de GEI del total emitido en 1990 [1], evitando así el aumento pronosticado de la temperatura atmosférica global en más de dos grados centígrados [2]. Si comparamos las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) producidas por los derivados del petróleo (gasolina y diesel) con el uso del bioetanol o etanol carburante, encontramos que el uso de biocombustibles puede llegar a reducir dichas emisiones hasta en un 30%. A continuación dare una breve introducción a los biocombustibles y sobre el impacto que las políticas gubernamentales de países que los producen masivamente están teniendo en la agricultura, la biodiversidad y la alimentación humana (seguridad alimentaria).


¿Qué son los biocombustibles?

Los biocombustibles son combustibles derivados de biomasa (materia viva animal o vegetal) que se pueden utilizar solos o como aditivos a los combustibles derivados del petróleo (gasolina y diesel) [3]. Los biocombustibles son generados por medio de la fermentación de material vegetal por bacterias y/o hongos (por ejemplo las levaduras). Durante este proceso natural, estos microorganismos generan dentro de sus productos metabólicos sustancias químicas que pueden ser utilizados como biocombustibles (alcoholes, alkanes, ésteres, ácidos grasos y ésteres grasos, entre otros) [4]. Actualmente, los biocombustibles más producidos y consumidos están agrupados en los bioalcoholes y los biodieseles.

Los bioalcoholes se generan por medio de la fermentación de los azúcares contenidos en materiales vegetales. Esto quiere decir, que podemos obtener bioalcoholes de cualquier tejido vegetal, pero el rendimiento en el proceso de obtención depende de la cantidad de azúcares y almidón contenidos en el tejido inicialmente [3]. Igualmente, estos alcoholes en altas concentraciones pueden ser tóxicos para los microorganismos que los producen, así que el rendimiento en la producción de bioalcoholes depende del grado de tolerancia y supervivencia de los mismos [4]. Por otro lado, los biodieseles se obtienen de aceites vegetales y/o animales (ácidos y ésteres grasos), o a partir de grasas recicladas. La ganancia neta en la producción de energía por medio de biodieseles es más eficiente que la obtenida en la producción de bioetanol (bioalcohol con tres atomos de carbono) [5].


Reducción en la emisión de GEI con el uso de biocombustibles

Se ha demostrado que el uso de biocombustibles puede reducir sustancialmente las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) a la átmosfera comparado con sus análogos derivados del petróleo. El etanol carburante reduce emisiones en un 30% [6], el biodiesel en un 54%, y el etanol producido a partir de celulosa en un 71% [3]. Por esto, países como Estados Unidos de América (USA), China y Brasil han invertido miles de millones de dólares en investigación para la producción de estos combustibles, los cuales podrían contribuir a la reducción de las GEI [3]. En el caso de USA, se han invertido hasta el momento mas de tres trillones de dólares en la adaptación de motores y equipos para que funcionen con biocombustibles [4]. En este país la mayor producción de bioetanol se produce del grano de maíz (Zea mais) y soya (Glicine max); en Brasil, que es pionero en la producción de bioalcoholes, la mayoría del bioetanol se produce a partir de la caña de azúcar (Saccharum spp.) [7].


¿Y qué pasa con la seguridad alimentaria? ¿Más combustible y menos comida?

Tomando el caso en particular de USA, el gobierno de este país ha generado en los últimos años grandes subsidios a los agricultores para incentivarlos a cultivar maíz para la producción de biocombustibles [7]. Se espera que para el 2016, cerca del 43% de la tierra destinada a cultivo de maíz para consumo humado y animal en el 2004, sea utilizada exclusivamente para la producción de biocombustibles [8]. Estas medidas han generado que muchos agricultores hayan decidido abandonar la producción de otros cultivos importantes para el consumo humano (trigo, arroz, cebada, etc.), destinando sus tierras exclusivamente a la producción de un solo tipo de cultivo (monocultivo). Los monocultivos reducen los nutrientes del suelo y lo deterioran; al igual que al no haber diversidad en los cultivos se reducen los habitats de insectos beneficos para el control de plagas (controles biológicos) [9]. Por ejemplo, el monocultivo de maíz en la región de la cuenca del río Mississippi es fertilizado y fumigado en exceso (para incrementar producción y controlar las plagas), lo que ha generado problemas de hypoxia (bajas concentraciones de oxígeno en el agua) en la zona del Golfo de Méjico, poniendo en alto riesgo la diversidad biológica de la zona [7].

Igualmente, estas medidas gubernamentales han generado una reducción en la cantidad de maíz disponible para la alimentación, generando un aumento exacerbado en los precios al consumidor [3]. El precio por galon de maíz llegó a valer $2.16 dólares americanos en el 2007, el precio más alto pagado en los últimos diez años. De manera similar se incrementaron los precios del trigo y del arroz, debido a que los agricultores estan sembrando cada vez menos cultivos para el consumo humano. Si tenemos en cuenta que 2.7 billones de personas en el mundo vivían en el 2001 con menos de $2 dólares americanos por día, incrementos marginales en los precios de los alimentos básicos como el arroz pueden ser devastadores [10].

¿Y hay algún efecto sobre la biodiversidad?

Si observamos el caso de Brasil, la producción de caña de azúcar para biocombustibles ha incentivado a los agricultores a talar más selva Amazónica en búsqueda de aumentar la producción de bioetanol [3]. Si hacemos un balance entre el costo ecológico y de biodiversidad, y la liberación de carbono a la atmósfera (por la tala masiva de árboles) en la producción de bioetanol de caña de azúcar en este país, el balance final es dramáticamente negativo [8]. Los estudios indican que para el 2016, Brasil habrá perdido alrededor de 2.8 millones de hectáreas de selva adicionales para cubrir la demanda de bioetanol. Adicionalmente, otros países localizados en el sudeste asiático han perdido grandes extensiones de selva tropical debido a incentivos gubernamentales para el cultivo de palma de aceite para la producción de biodieseles. En esta region, especies como el orangután (Pongo pygmaeus) se encuentran amenazadas de extinción debido a la pérdida de sus hábitats naturales [3].

¿Y cuáles opciones se pueden tomar?

Ya existen algunas opciones en las que la producción de biocombustibles no compite con la producción de alimentos. Este es el caso de la producción de bioetanol a partir de plantas diferentes a los que se utilizan para el consumo humano o animal, como es el caso del desarrollo de diferentes variedades de yuca amarga con altos contenidos de almidon que pueden crecer en suelos con bajos nutrientes (Centro Internacional de Agricultura Tropical y CLAYUCA) [11]. Estas variedades de yuca ya se esta plantando en Colombia y tres a cinco hectáreas pueden llegar a producir hasta 20 mil litros de etanol por dia [12]. Igualmente se puede producir bioetanol de algas y residuos sólidos que se encuentran en las aguas negras o contaminadas [3]. También se encuentran los biocombustibles de segunda generación. Estos combustibles se producen por medio de nuevos procesos industriales más eficientes y son generados a partir de madera o pastos [8]. Actualmente se estan perfeccionando los procesos de fermentación de los biocombustibles mediante la ‘biología sintética’ (manipulando genéticamente los microorganismos que generan la fermentación) para maximizar la producción de biocombustibles [13] y poder implementar estas nuevas tecnologías a nivel mundial.

A manera de conclusión

La producción de biocombustibles es un asunto de gran importancia social, que debe analizarse desde diferentes puntos de vista como el económico, biológico y ambiental. Los biocombustibles son una alternativa que genera menos emisiones de GEI comparados con los combustibles derivados del petróleo, siempre y cuando su producción no ponga en riesgo la seguridad alimentaria mundial y la biodiversidad. El desarrollo de políticas gubernamentales debe hacerse cuidadosamente para evitar que la producción de biocombustibles compita con la producción de alimentos. Adicionalmente, debe haber una estricta regulación en cuanto a las áreas geográficas que se van a incluir para futuras siembras de cultivos para la producción de biocombustibles, evitando talar bosques o destruyendo ecosistemas frágiles y valiosos para la conservación de la biodiversidad y la captura de dióxido de carbono (CO2).

En este contexto la biología tiene mucho que aportar, identificando opciones en el tipo de cultivos agrícolas y tecnologías apropiadas para cada país en particular, en búsqueda de una producción de biocombustibles de manera sostenible, sin afectar el medio ambiente y el bienestar humano; asi como contribuyendo en la generación de políticas enfocadas al manejo de los recursos agrícolas y naturales y al cumplimiento de los acuerdos mundiales en reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.

Referencias


[1]http://www.newscientist.com/article/dn18297-loopholes-in-climate-deal-could-render-it-useless.html?DCMP=OTC-rss&nsref=climate-change
[2]Williams Tim (2009) The climate change convention and Kyoto Protocol. Parliamentary Information and Research Service. LC call number: TD885.5.G73 -- W553 2009eb.
[3]Koh LP and Ghazoul J. 2008. Biofuels, biodiversity, and people: understanding the conflicts and finding opportunities. Biological conservation. 141: 2450- 2460.
[4]Keasling J. 2010. Synthetic biology for advanced biofuels. Oral presentation in the symposium: Synthetic biology for bioindustrial applications. University of Alberta. Edmonton, AB. Canada. May 21, 2010.
[5]Hill J, Nelson E, Tilman D, Polasky S, and Tiffany D. 2006. Environmental, economic, and energetic costs and benefits of biodiesel and ethanol biofuels. PNAS. 103 (30): 11206- 11210.
[6]Scharlemann JPW and Laurance W. 2008. How green are biofuels? Science. 319: 43-44.
[7]Groom MJ, Gray EM, Townsend PA. 2007. Biofuels and biodiversity: principles for creating better policies for biofuel production. Conservation Biology (**)*:1-8. DOI: 10.1111/j.1523-1739.2007.00879.x
[8]Searchinger T, Heimlich R, Houghton RA, Dong F, Elobeid A, Fabiosa J, Tokgoz S, Hayes D and Yu TH. 2008. Use of U.S. croplands fro biofuels increases greenhouse gases through emissions from land-use change. Science. 319: 1238-1240.
[9]Landis DA, Gardiner MM, van der Werf W and Swinton SM. 2008. Increasing corn for biofuel production reduces biocontrol services in agricultural landscapes. PNAS. 105 (51): 20552-20557.
[10]Ford Runge C and Senauer B. 2007. How biofuels could starve the poor. HeinOnline. Foreign Aff. (86): 41-53.
[11] http://webapp.ciat.cgiar.org/inicio.htm
[12] http://www.elespectador.com/impreso/negocios/articuloimpreso141259-yuca-amarga-el-dulce-sabor-de-paz
[13]Ellison M. 2010. Synthetic Biology: a potent brew of biology and engineering. Oral presentation in the symposium: Synthetic biology for bioindustrial applications. University of Alberta. Edmonton, AB. Canada. May 21, 2010.

Por Leonardo Galindo

Hace unos meses hablaba con una amiga que se mudo a New Jersey y ella comentaba que para su aplicación de seguridad social requerían saber su raza. Ella de padres asiáticos, pero nacida en Canadá, se preguntaba: ¿que se supone que debo poner en esta casilla... raza humana?

El argumento genético

El debate acerca del concepto de razas en los humanos y su veracidad biológica ha durado por décadas, debido a que las razas fueron inicialmente definidas socialmente (en adelante pondré la palabra raza en comillas cuando se refiera al concepto social). El reconocido biólogo evolutivo, Richard Lewontin, analizó desde el punto de vista genético, la distribución de la diversidad humana [1]. Su tesis principal esta basada en que los caracteres que el hombre había escogido para delimitar las “razas” estaban basados en nuestra percepción visual de las diferencias físicas, lo cual no es siempre congruente con una clasificación biológica [1][2]. Las diferencias físicas conforman solo parte de las diferencias entre individuos o grupos de individuos, y dichas diferencias pueden ser causadas por presiones debidas a factores ambientales, y no por herencia directa. Un ejemplo es el caso del color de piel oscuro de poblaciones en África, Asia y Australia adquirido debido a la presencia de dichas poblaciones en regiones de intensa radiación solar [3], las cuales evidentemente no son clasificadas generalmente como pertenecientes a la misma “raza”. Desde una perspectiva genética si las “razas” humanas tienen en realidad un fundamento biológico, entonces las diferencias genéticas entre los individuos de una “raza” deben ser menores que las diferencias entre individuos de distintas “razas”. Lewontin [1], usó información de 17 genes para establecer dicha congruencia entre siete “razas”: caucásicos, africanos negros, mongoloides, aborígenes sur asiáticos, amerindios, oceánicos, y aborígenes australianos. Su conclusión fue inquietante; según sus análisis, la proporción media de diversidad (variación) es de más de 85% dentro de las “razas”, y menos del 15% de las diferencias en los humanos se deben a los grupos raciales. Esto quiere decir que según los genes estudiados dos individuos de una misma “raza” pueden llegar a tener más diferencias que individuos tomados de “razas” distintas. Lewontin concluye su artículo diciendo que la clasificación racial humana no tiene valor social y que además es destructiva de las relaciones sociales y humanas. El artículo y la conclusión de Lewontin muestran al parecer el deseo de establecer mediante bases científicas una igualdad social, que puede bien estar enmarcada en su pensamiento Marxista.

En concordancia con lo encontrado por Lewontin, numerosos artículos en genética muestran o referencian otros estudios en donde las diferencias en los caracteres genéticos humanos no corresponden a los grupos raciales determinados socialmente. Dichas “razas”, se comportan mas bien como un continuo, en donde no se pueden establecer diferencias genéticas radicales entre grupos [1][2][4][3][5][6]. Dicha continuidad, y la imposibilidad de marcar diferencias tajantes entre “razas” esta dada en parte por los patrones de migración humana desde el origen del hombre, por el flujo de los genes entre las poblaciones humanas [2][7], y por fuertes evidencias sobre un origen único de la especie humana (citado en [4]). Barbujani [3] muestra como varios autores (entre los que se incluyen Ernst Mayr, uno de los biólogos evolutivos mas importantes de nuestra era) definen a una raza biológica como una población que necesita evolucionar separadamente y comparte una fracción genética significativa entre sus miembros, que le permite distinguirse de otras razas. Debido en parte a que no existen realmente barreras geográficas que permitieran un aislamiento total de las poblaciones humanas y a que la hipótesis mas fuerte del origen del hombre se refiere a un evento único proveniente de África, la prevalencia de razas humanas que evolucionaran separadamente y sin flujo genético con otras razas parece poco probable.

El cambio de marea


Sin embargo, a pesar de los numerosos estudios que soportan la idea de una incongruencia entre la genética y la concepción social de las “razas”, existe una fuerte oposición a la idea de que las “razas” no tienen una correlación genética y biológica. Edwards [8], argumenta que el estudio de Lewontin en 1972 presenta fallas en su diseño estadístico, y afirma que si es posible que las “razas” humanas tengan diferencias en sus características genéticas. Esto también sugeriría que los resultados de Lewontin no argumentan en definitiva la ausencia en la diversidad genética entre distintas poblaciones humanas. Es posible que con una resolución mayor o mas información genética se encuentren relaciones mas cercanas entre grupos humanos y su composición genética [4]; de hecho es posible que aunque el concepto social de “raza” no se ajuste a un patrón genético, nuevas razas humanas puedan ser definidas luego de los estudios biológicos de diversidad. Incluso, numerosos estudios muestran que hay estructura geográfica en las poblaciones humanas y que es posible encontrar correlaciones a nivel continental sobre el lugar de origen de un individuo basándose en características genéticas (citado en [3])[9][5]. Incluso desde otra perspectiva las razas humanas podrían ser definidas como ecotipos (poblaciones adaptadas a ambientes específicos pero no necesariamente distintas genéticamente) [10], y en este sentido una nueva definición de las razas humanas podría estar relacionada con poblaciones adaptadas a distintos ambientes.

Lo social y lo biológico


El debate entre la relación de “raza” y genética parece ser, desde el punto de vista de muchos, improductivo. La complicación básica parece surgir de un argumento que se vuelve circular: las “razas” determinadas socialmente son usadas para establecer si existe diferencia genética entre ellas; dicha distinción, en la mayoría de las ocasiones, no se mantiene debido a que el estudio ha sido basado en dichas “razas” escogidas socialmente. El problema de este debate improductivo repercute directamente en los grupos “raciales” y su contexto social. Por ejemplo, en numerosas ocasiones las predisposiciones a enfermedades han sido ligadas directamente a grupos "raciales". Estudios epidemiológicos en Estados Unidos muestran una alta correlación de ciertas enfermedades con grupos “raciales” específicos, y esto lleva a pensar en una relación genética y biológica directa, sin tener en cuenta que las inequidades sociales entre estos grupos poblacionales pueden estar dando forma a dichas diferencias a nivel de salud y no necesariamente sus características genéticas [11][5]. En otras palabras, debido a que el estado de salud tiene una connotación biológica, las personas tienden a hacer una relación directa que vincula la predisposición a una enfermedad en una “raza” con una característica genética. Un ejemplo de esta problemática fue expuesto por Gravlee [5]. En un estudio citado por este autor se argumentaba tener evidencia para ligar factores genéticos con el tiempo de dar a luz entre madres de “raza” negra y blanca. Dicho estudio fue divulgado por el diario The New York Times bajo un título de argumento similar [12], pero en realidad dichas diferencias genéticas solo fueron inferidas debido a las variaciones en el tiempo de nacimiento de los infantes, y no a un estudio de los genes implicados directamente en este proceso de desarrollo. En este sentido es importante entender que la composición genética es una parte relevante, pero no constituye toda la biología de un organismo, ya que distintos factores ambientales pueden influir sobre el desarrollo biológico de un ser vivo. Si ha de establecerse una relación genética directa entre grupos poblacionales y la predisposición a enfermedades para los tratamientos de salud, puede ser mas importante tratar de estudiar la ancestria geográfica de los individuos que los grupos “raciales” determinados socialmente [9][11]. En otras palabras, al estudiar de donde vienen nuestros ancestros y quienes eran, es más probable establecer a que enfermedades podemos ser susceptibles. Mientras tanto, encontrar relaciones entre razas y enfermedades es más complicado pues los individuos de una “raza” no están necesariamente relacionados genéticamente.

Posiblemente en lugar de seguir alimentando este debate es necesario entenderlo desde otra perspectiva y establecer como los estudios genéticos pueden ayudar a generar herramientas para un diagnostico de enfermedades independiente del concepto social de “razas”. Sin embargo, es necesario usar dicho concepto social para establecer porque existen relaciones entre los grupos “raciales” y la incidencia de enfermedades específicas. En este sentido, Gravlee [5] expone un argumento interesante de como el concepto de “raza” también se puede volver biológico a pesar de que inicialmente halla sido fundamentado en los social y no en la biológico. Estudios citados en dicho articulo muestran como las inequidades sociales fundamentadas en lo “racial” pueden resultar en alto riesgo de sufrir condiciones como hipertensión o diabetes en los grupos “raciales” menos favorecidos, lo cual a su vez puede tener un efecto en la condición fetal y post-natal de los hijos. Este ejemplo muestra claramente como aunque una condición social no puede alterar la condición genética per se, si puede tener una influencia en alteraciones biológicas, que aunque no heredadas, puedes aun persistir por varias generaciones. En este sentido un nuevo modelo de estudio en el desarrollo biológico humano debería tener en cuenta los factores genéticos intrínsecos, las presiones naturales y las modificaciones infringidas a nivel socio-cultural [5].

Los seres humanos como especie biológica, tenemos una historia ligada a la evolución. Sin embargo dicha evolución es en la actualidad no solo de carácter biológico sino también cultural y social. Es la labor tanto de científicos de las ciencias naturales, como de las ciencias sociales, que cuando los conceptos de implicación biológica y social se encuentren en una encrucijada, se establezcan metodologías de estudio que permitan el avance conjunto de ciencia y sociedad, y que esclarezcan las dudas sobre los aportes reales que cada disciplina puede aportar, propiciando así discusiones útiles que resulten en la perpetuación de nuestra especie y en el avance como sociedad. Por encima de nuestras diferencias físicas y genéticas estamos unidos por nuestra humanidad y somos solo una parte de la red formada por todos los organismos del planeta. El desarrollo consciente nos provee con un poder que parece único para determinar nuestro futuro y el de nuestro planeta, y por esto es necesaria una reflexión continua de nuestro papel como individuos y como especie. Aunque la discusión acerca del concepto de “raza” continua, es importante tener en mente que todos somos finalmente seres humanos.

Referencias

[1]
Lewontin RC. 1972. The apportionment of human diversity. Evolutionary biology 6: 381-398.
[2]
Templeton AR. 1998. Human races: A genetic and evolutionary perspective. American Anthropologist 100(3): 632-650.
[3]
Barbujani G. 2005. Human races: Classifying people vs understanding diversity. Current Genomics 6(4): 215-226.
[4]
Tetushkin EY. 2001. Genetics and the origin of human "races". Russian Journal of Genetics 37(8): 853-867.
[5]
Gravlee CC. 2009. How Race Becomes Biology: Embodiment of Social Inequality. American Journal of Physical Anthropology 139(1): 47-57.
[6]
Relethford JH. 2009. Race and Global Patterns of Phenotypic Variation. American Journal of Physical Anthropology 139(1): 16-22.
[7]
Hunley KL, Healy ME, Long JC. 2009. The Global Pattern of Gene Identity Variation Reveals a History of Long-Range Migrations, Bottlenecks, and Local Mate Exchange: Implications for Biological Race. American Journal of Physical Anthropology 139(1): 35-46.
[8]
Edwards AWF. 2003. Human genetic diversity: Lewontin's fallacy. Bioessays 25(8): 798-801.
[9]
Novembre J, Johnson T, Bryc K, Kutalik Z, Boyko AR, Auton A, Indap A, King KS, Bergmann S, Nelson MR, Stephens M, Bustamante CD. 2008. Genes mirror geography within Europe. Nature 456(7218): 98-U95.
[10]
Pigliucci M, Kaplan J. 2003. On the concept of biological race and its applicability to humans. Philosophy of Science 70(5): 1161-1172.
[11]
Foster MW. 2009. Looking for race in all the wrong places: analyzing the lack of productivity in the ongoing debate about race and genetics. Human Genetics 126(3): 355-362.
[12]
Bakalar N. 2007. Study points to genetics in disparities in pre-term births. New York Times(February 27, 2007): F5.