К вопросу о ГМО: достижения, потенциал и… неизвестность.
Население Земли составляет несколько миллиардов человек и по прогнозам учёных уже через двадцать лет удвоится. В то же время ресурсы планеты заметно сокращаются. Как прокормить такое количество людей качественной пищей, когда уже сейчас около 800 млн. человек страдают от голода или недоедания,а площади пустынь ежегодно увеличиваются.
Чем же кормить будущие поколения? Каким образом можно предотвратить снижение объемов собранного урожая, достичь лучших результатов в растениеводстве, животноводстве и рентабельности? Как бы хотелось фермерам, чтобы овощи хранились свежими целую зиму, а картофель не ел колорадский жук! Можно ли придать существующим организмам новых свойств?
Ответы на эти вызовы современности пытается дать генная инженерия.
Содержание скрыть 1История вопроса 2Перспективы 3Ящик пандоры? 4Какие свойства чаще всего придают ГМ-растениям? 5В каких странах выращивают и используют трансгены? 6Преимущества генной инженерии
История вопроса
Все живые существа на Земле имеют, несмотря на свое разнообразие, единый четырёхбуквенный генетический код, каждая буква которого соответствует одной из четырех основ молекулы ДНК- аденина, тимина, гуанина и цитозина. Различные трехбуквенные комбинации, в свою очередь, кодируют одну из 20 аминокислот, строительного материала для протеинов. Каждый живой организм имеет тысячи разнообразных признаков. Например, любое растение характеризуется цветом листьев, толщиной стебля, периодом цветения и т. д. Все эти признаки кодируются одним или несколькими генами (с греческого genos – “род”, “происхождение”). Нет гена – нет признака, и наоборот: добавляется какой-то ген – добавляется признак.
В 1944 году молекулярный биолог Освальд Эйвери доказал, что ДНК является носителем наследственной информации, а уже через 9 лет Джеймс Уотсон и Френсис Крик представили мировой общественности первую модель молекулы ДНК в виде двойной спирали, за что получили Нобелевскую премию. Начиная с 70-х и 80-х годов XX века появилась возможность локализовать гены и элементы, контролирующие их, в организме. Постепенно учёные научились переносить гены из одного организма в другой, придавая ему новые свойства.
Формальной датой рождения генной инженерии считают 1972 год, когда группа П. Берга в США создала первую рекомбинантную ДНК in vitro, которая объединила в своем составе генетический материал из трех источников: полный геном онкогенного вируса обезьян SV40, часть генома умеренного бактериофага К и гены галактозы в качестве составной оперона Е. coli. Это была революция. Биология как наука о сложном завершила “инвентаризацию” — изучение деталей, из которых состоит живая клетка, организм, и превратилась из науки, которая изучает детали, на науку, которая собирает целое из деталей.
Перспективы
Под лозунгом спасения населения планеты от надвигающегося голода мировая наука предлагает сельскому хозяйству взять на вооружение трансгенные или генетически модифицированные растения. Такие растения получают новые свойства благодаря встраиванию генетического материала из одного организма в другой. При этом происходит смешивание видов, и появление нового гибрида, которого никогда в природе не было. И иногда сочетания просто фантастические. К примеру, ген бактерии переносится в картофель или сою, а ген медузы — в помидор… А в зоомагазинах можно увидеть разноцветных рыбок барбусов с генами кораллов.
Открывающиеся перед генетикой невероятные возможности с трудом поддаются осмыслению. Но главная цель всех этих манипуляций — создать растения (организмы) с полезными характеристиками. Например, картофель, который не ест колорадский жук, или же растения, стойкие к засухе, вирусам и пестицидам.
Для некоторых африканских стран подобные технологии могли бы стать настоящим спасением. В самом деле, в течение нескольких последних лет Южная Африка, Индонезия, Индия, Замбия, Филиппины, Кения и Китай находятся на разных стадиях полевых испытаний или начальных этапов внедрения ГМ-культур… Однако не всё так просто. 
Ящик пандоры?
Все громче звучат мнения специалистов о том, что генетические эксперименты слишком искусственны и опасны для жизни на планете, и что по крайней мере легкомысленно массово выводить их на поля и предлагать для питания миллионам людей. Важно отметить, что развитием генной инженерии движут не столько научные, сколько коммерческие интересы. Ученые, которые лоббируют применение гм-организмов, как правило, сами работают на биотехнологическую индустрию или получают от неё гранты. Известно, что патентами (то есть правами) на ГМ-растения в мире владеет считанное количество мощных компаний, которые практически все имеют за плечами “химическое” прошлое.
Их аналитики вовремя сориентировались на рынке и поняли, что из “химизации” сельского хозяйства уже выжато всё, что можно, и нужны кардинально новые решения. Вот показательный факт: американские компании “Новартис” и “Монсанто”, французская “Дюпон” и немецкая” Хехст” объявили о продаже или закрытии своих химических подразделений. Переход к трансгенным растениям меняет модель “один вредитель — один химикат” на модель “один вредитель-один ген”. Наступает эра биотехнологий.
Есть данные, что подобными технологиями пользуются для получения продуктов, которые распространяются через сеть McDonalds, крупных концернов вроде Nestle, Unilever, Danon. Они используют для производства свои товаров ГМ-продукты и экспортируют их в другие страны мира. Одним словом, генная инженерия – это не только наука, но и огромный бизнес, где вращаются миллиарды долларов, рискуя сойти со своей орбиты и похоронить под собой интересы человечества.
Кое-кто считает, что внося изменения в генетический код растения или животного, ученые делают то же самое, что и природа, ведь абсолютно все живые организмы от бактерии до человека проходят через сотни мутаций. Просто теперь процессы, которые раньше требовали сотен тысяч лет, могут произойти за одну ночь. И никакого естественного отбора и длительных испытаний.
Какие именно ГМ-растения сейчас выращивают в мире?
Коммерческое использование ГМ-продуктов впервые началось в 1996 году. Пока список выращиваемых трансгенных растений включает в себя картофель, сою, кукурузу, сахарную свеклу, тыкву, папайю, пшеницу, рапс, хлопчатник и помидоры.
Первыми генетически измененными продуктами, получившими одобрение в Америке, были ГМ-помидоры ФлаврСавр. У них был “отключен” ген, из-за которого снятые с куста помидоры быстро становятся мягкими и несъедобными.
По данным исследовательской организации Worldwatch Institute, посевы ГМ-кукурузы уже занимают в мире площадь более 44,2 млн. га. Больше всего такой кукурузы сорта Chardon LL от компании Aventis выращивают в США, Канаде и Аргентине. Она способна эффективно противостоять гербицидам и некоторым вредителям.
Компания, которой удалось запустить на рынок генетически модифицированный картофель – это американская Monsanto. Выведенный ею сорт NewLeaf широко используется в знаменитом картофеле-фри ресторана McDonalds, при производстве чипсов Pringles, Lays и Ruffles. Появившись на рынке, этот сорт быстро завоевал популярность у фермеров. В результате использования методов генной инженерии растение “научилась” выделять токсин, который убивает колорадского жука, что значительно упрощает процесс выращивания картофеля, давая возможность не обрабатывать его лишний раз ядохимикатами.
В Китае генетически модифицированным хлопчатником засеян уже на 10% всех хлопковых полей. Он способен вырабатывать токсин, который в природе продуцируется бактерией Bacillus thuringiensis (Bt) и убивает вредителей. Уже проведены полевые испытания ГМ-модифицированных тополей, елей, орехового дерева и яблони.
В Америке и Канаде активно выращивают гм-сою, ещё одно изобретение Monsanto. С помощью генной инженерии в её генетический код введены частицы ДНК цветка петунии, бактерии и вируса. Соя с фирменным названием Roundup Ready специально приспособлена к популярному гербициду Roundup этой же компании.
Какие свойства чаще всего придают ГМ-растениям?
Чаще всего растениям прививают возможность сопротивляться определенным вредителям, гербицидам и вирусам, а также давать больший урожай при меньшей требовательности относительно почв и влаги. Однако есть и другие прогрессивные технологии и решения.
Например, ученым удалось получить помидор, который благополучно растёт при поливе соленой водой. Генетически измененный помидор оказался практически уникальным наземным растением, которое терпимо относится к соли: обычно соль губительна. В природе такими исключениями являются разве что мангры и саликорнии. Исследователи надеются, что подобные культуры смогут в будущем выращиваться на неплодоносных в современном понимании землях. Ведь ежегодно из-за увеличения засоленности почвы становятся непригодными для обработки примерно 50 миллионов гектаров.
Главной причиной этого явления становится обильное искусственное орошение земель, от которого в почве остаются минеральные соли. Через некоторое время количество солей натрия, кальция, магния и хлоридов достигает такого количества, что начинает мешать ростову многих культур. Генетически же модифицированный помидор способен задерживать соль в своих листьях, причём сами плоды солёными не кажутся.
Особенный фурор произвело появление генетически измененного помидора, которому присвоили ген одной северной морской рыбы. Теперь помидор мороза не боится, зато люди таки напуганы необычным овощем “с жабрами”. По этой причине ГМ-продукты в народе часто называют “завтраком Франкенштейна”.
.
Интересные возможности открываются для придания новых свойств деревьям. Уже существуют сосна, эвкалипт и черный тополь, генетически измененные так, что из них гораздо легче добывать древесину. Её можно сделать мягче или, наоборот, повысить плотность и прочность.
Некоторые проекты ученых иногда больше похожи на какие-то отрывки из фантастических книг. Представьте-ка себе поляну, где не надо подстригать траву, потому что она и так растет только до определенного уровня, орхидеи, которые светятся, когда их надо поливать, синие розы, голубой хлопок, ромашки, зацветающие по команде. В теории всё это уже возможно.
В перспективе благодаря генной инженерии и методам манипуляции клетками растение можно сделать самой дешевой и экологически безопасной фабрикой для производства большинства необходимых человеку материалов: пищи, медицинских препаратов, химических соединений и тому подобное.
В каких странах выращивают и используют трансгены?
Основная масса гм-растений культивируется в США, Канаде, Аргентине, Китае, меньше – в других странах. Действительно, большинство американцев не особо волнует, что 9% картофеля, 32% кукурузы и 38% сои, выращиваемых в стране, являются генетически модифицированными. С Европой же ситуация очень напряженная: мы имеем горький опыт с коровьим бешенством. Учёные тогда уверяли, что пищевые добавки для крупного рогатого скота из трупов мертвых животных являются абсолютно безопасными (фактически испокон веков травоядным коровам скармливали мясо-костную муку). Так что теперь консервативная Европа подобные новинки воспринимает особенно настороженно.
Австрия и Люксембург законодательно запретили производство генных мутантов, а греческие фермеры под чёрными знаменами и с плакатами в руках ворвались на поля в Беотии (Центральная Греция) и уничтожили плантации, на которых британская фирма “Зенека” экспериментировала с помидорами. 1300 английских школ исключили из своих меню пищу, содержащую трансгенные растения. В 30 странах мира действует правило, согласно которому упаковки продуктов, при изготовлении которых использовались достижения генной инженерии, должны содержать соответствующую информацию, чтобы потребители могли сами делать свой выбор. Однако во многих случаях, например, когда гм-соя используется для изготовления мясных полуфабрикатов, производители об этом покупателям не сообщают.
Преимущества генной инженерии
Ученые и пиарщики от биотехнологии утверждают, что генетическая инженерия ничем не отличается от обычных методов селекции растений и животных, просто результатов можно достичь гораздо быстрее. В условиях стремительного роста населения на планете скорость, с которой можно производить организмы с новыми полезными свойствами, действительно является очень весомым фактором “за” генетическую инженерию.
С помощью генетической инженерии можно увеличить содержание полезных веществ и витаминов по сравнению с “чистыми” сортами. Например, можно добавить витамин А в рис, для того чтобы выращивать его в регионах, где люди испытывают его нехватку. Можно значительно расширить ареалы посева сельскохозяйственных продуктов, приспособив их к экстремальным условиям, таким как засуха и холод.
Путем генетических модификаций можно значительно уменьшить интенсивность обработки полей пестицидами и гербицидами, поскольку гм-растения уже сами по себе имеют защиту от определенных вредителей или вирусов. Генетически измененным продуктам можно придать лечебных свойств. Например, уже созданы банан с содержанием анальгина и салат, который самостоятельно производит вакцину против гепатита В. Пищу из гм-продуктов можно сделать дешевле, вкуснее и менее требовательной относительно условий хранения.
Кардинально можно изменить катастрофическую ситуацию с лесами – легкими нашей планеты. Их теперь можно будет выращивать гораздо быстрее и с меньшими затратами. Древесина станет намного доступнее: будут создаваться плантации быстрорастущих и устойчивых к воздействию гербицидов монокультур, которые не будут иметь естественных конкурентов.
Но пока всё это – лишь мечты и планы, и сейчас мы не можем знать, насколько они реалистичны. О безопасности ГМ-организмов для человека и природы ведётся много споров, что не отменяет постепенного внедрения такой выгодной генной инженерии в сельское хозяйство. Только время покажет, всё ли продумали работники лабораторий и не ошибается ли человечество, делая столь большую ставку на генетически изменённые культуры.
