Генетически модифицированные растения – зло или добро?

Наверное, нет человека, который бы не слышал о применении трансгенных технологий в селекции растений. Так как эта тема усиленно муссируется в СМИ, обрастая мифами и эмоциями журналистов, в этой статье я постараюсь спокойно привести обзор мнений различных сторон. Итак, чтобы понять, что такое генетически модифицированные (трансгенные) растения, начнём очень издалека.Сначала разберёмся, что такое селекция растений, и чем одни методы селекции отличаются от других.Начнём с того, что селекция – это в любом случае направленное изменение генетического состава живых существ. Результат селекции - выведение сортов или гибридов, имеющих улучшенные качества.Во все века люди старались улучшить растения, создать сорта, обладающие желаемыми признаками. Найден Ассирийский барельеф (870 лет до н.э.), на котором изображено исскуственное опыление финиковых пальм. Отбор растений с большей силой роста, более крупными семенами или более сладкими плодами, изменил до неузнаваемости окультуренные формы по сравнению с их дикими предками. Как известно, основы современной генетики заложил Грегор Мендель. Его исследования по большей части были проигнорированны его современниками вплоть до 1900 года, когда трое других учёных, занимающихся проблемами селекции, опубликовали его записи. С этого момента селекция растений начала стремительно развиваться. Под традиционные методы начали подводить научную основу. Вначале люди эксперементировали с искусственным оплодотворением. Так, например, в селекции кукурузы, которая является перекрёстноопыляемым растением, использовалось длительное исскуственное самоопыление определённых линий, которые потом были скрещены между собой, чтобы получить желаемую комбинацию признаков. Кукуруза, которую мы едим – результат длившейся десятилетия селекции, использовавшей этот метод. Для того чтобы получить у определённого вида растения желаемый признак, необходимо найти растение, у которого есть этот признак и постараться закрепить его в потомстве.Селекционеры путешествовали по дальним странам, чтобы находить растения с желаемыми признаками. Но естественный процент мутаций в природе очень низок, и селекционеры стали задумываться, как заставить живые организмы мутировать быстрее. В конце 20х годов прошлого века учёные обнаружили, что воздействие рентгеновских лучей, может вызвать резкое увеличение процента мутаций. Начиная с этого времени, учёные пытаются воздействовать на растения гамма – излучением, протонами, нейтронами, альфа- и бетта- частицами, чтобы понять, могут ли они вызвать полезные мутации. Используются также химические вещества, такие как азид натрия и этилметансульфонат.Методом мутаций были получены сорта риса, пшеницы, овса, салата, грейпфрута, сирени, многих цветочных культур, в том числе – бегонии, гвоздики, хризантемы, львиного зева и далии. Особенно популярным этод метод селекции был в США в 1970-е годы. Несмотря на уменьшение интереса к этому методу в настоящее время, сравнительно недавно с его помощью были выведены некоторые сорта, например, устойчивый к гербицидам сорт пшеницы “Above”.Другой метод увеличения мутаций – это использование тканевых культур.Данный метод основан на выращивании клеток, тканей и целого растения на искусственной питательной среде, в стерильных условиях. В 70-е годы прошлого века для селекции также широко использовали гаплоидные растения. Гаплоидные растения – это спонтанно возникающие в натуральных услових особи, имеющие половину нормального набора хромосом (т.е. в норме, все клетки животных и растений, кроме половых, содержат соответствующее виду количество пар хромосом, а гаплоидные – только по одной хромосоме из каждой пары). Такие растения были обнаружены ещё в 20-е годы прошлого века, но практическое применение они нашли только тогда, когда учёные научились контролировать процесс их получения. Хромосомы гаплоидных растений подвергались исскуственному удвоению, чтобы получить нормальный набор хромосом. Примечательно, что тогда в каждой паре обе хромосомы получались идентичными, что исключает возможность расщепления в потомстве и потери желаемых признаков.С помощью такого способа были получены сорта ячменя, кукурузы, табака, спаржи и клубники. В большинстве случаев, такие растения всё-таки больше использовались для научных исследований, чем для практического использования. Но, например, в Австралии в 1996 году сорт ячменя Tangangara был выпущен для коммерческого использования. Кроме того в селекции ещё используют искусственное опыление не только в рамках одного вида, но и между разными видами одного рода. Так например, в результате гибридизации между Бананом заострённым и Бананом Бальбиса был получен всем известный, съедобный вид банана. Почти все выращиваемые сорта бананов и являются вариациями этого культигена.Реже используется гибридизация между представителями разных биологических родов. Хотя, тритикале – зерновая культура, результат гибридизации ржи и пшеницы, была получена именно таким способом. Ну вот, вкратце мы разобрали основные виды классической селекции. Теперь попробуем разобраться, что такое генетически модифицированные растения, и чем получение таких растений принципиально отличается от выше описанных методов.Генетически модифицированные растения содержат гены, которые были искусственно введены в геном растения. Эти внедряемые гены могут быть получены от неродственного растения или даже совсем не растения. Так, например, трансгенная Bt кукуруза сама синтезирует инсектецид. Этот синтез обусловлен геном, полученным из бактериальной клетки.Цель трансгенных технологий – получение большей урожайности или лучшего качества растений, устойчивость к вредителям, заболеваниям или физическим факторам – жаре, холоду, засухе, засоленности почв. Используя традиционные методы селекции можно собрать вместе только гены растений одного вида или близкородственных видов. Трансгенные технологии открывают практически неограниченные возможности для комбинации различных генов из разных живых организмов. Для этого изолируют отдельные гены, отвечающие за желаемые признаки, копируют их, и эти копии внедряют в геном другого организма.Так, например, уже приведённыая ранее в пример трансгенная Bt кукуруза и была создана в результате переноса в геном кукурузы гена синтеза Bt-токсина от бактерии Bacillus thuringiensis. Вообще, первые трансгенные растения были получены в ранних восьмидесятых практически одновременно в Университете Вашингтона штата Миссури, в одном из университетов Бельгии и компанией Monsanto в штате Миссури. Вначале в геном растений вносились гены резистентности к различным антибиотикам, что конечно же не имело практического применения.На сегодняшний день не только получено множество сортов генетически модифицированных растений, но они широкомасштабно опробируются в различных странах, выращиваются и используются в пищу, зачастую не подозревающими об этом людьми. Компания Monsanto создала гербицид Raundap, а затем утойчивую к нему сою, что, кстати является её главным преимуществом перед другими сортами ( или уже можно сказать видами?).Кроме этого компания выпустила на рынок картофель, не поражающийся колорадским жуком и кукурузу, устойчивую к вредителям, о которой мы уже упоминали.Какие ещё растения подвергались генетическим модификациям с помощью трансгенной инженерии? Один из примеров – это томаты, у которых отсутствовал ген, отвечающий за дозревание. Такие томаты оставались свежими и не становились мягкими длительное время. Также учёные пытались увеличить концентрацию ликопена – вещества, свзанного с витамином А. Генетически модифицированные томаты были разрешены к использованию в США, не разрешены в Европе, использовались в Великобритании в виде томатной пасты, пережили свой пик в 1998 – 2000 годах, и на данный момент используются меньше. В последнее время начались исследования по выведению сортов, устойчивых к засухе. Другой пример - это создание шведскими учёными риса, содержащего бета-каротин, предшественник витамина А, который рис в норме практически не содержит.Также начаты работы по созданию трансгенных фруктов, которые одновременно несли бы в себе прививки от различных инфекционных болезней. Это только некоторые из множества разработок, часть которых остановились на уровне эксперимента, а многие широко используются в различных странах.Как широко распространены генетически модифицированные растения? В США и Канаде – достаточно широко. Большая часть кукурузы, сои, томатов, мускусной дыни, папайи, картофеля, риса, рапса и хлопка являются генетически модифицированными растениями. В Европе отношение к генетически модифицированным растениям более осторожное. В данный момент на полках магазинов можно встретить продукты, содержащие генетически модифицированную сою и кукурузу. Причём количество используемых генетически модифицированного сырья при производстве продуктов строго лимитировано.Но это лишь временная ситуация, в 2007 году одна только ГМ кукуруза выращивалась в Европе на 110 000 гектарах – в Испании, Франции, Чехии, Португалии, Словакии и Германии. Использование ГМ растений увеличивается, в то время, как отношение общества, учёных и законодательных организаций к данному вопросу очень различно.Сторонники трансгенной инженерии, убеждены в безопасности ГМ продуктов, считают, что без создания более устойчивых и урожайных растений, человечеству грозит голод, и что главная причина негативного отношения общества – это невежество и неинформированность.С другой стороны сторонники “Гринпис” убеждены, что безопасность таких продуктов сомнительна, и результаты многих исследований просто не публикуются. Например, опубликованы данные, что употребление ГМ продуктов вызывало изменение картины крови и размеров внутренних органов у лабораторных животных.Даже серьёзные учёные, которые, к слову сказать, утверждают, что они совсем не против ГМ растений в принципе, выказывают серьёзные опасения, что они недостаточно изучены для массового их использования. Против использования ГМ растений приводятся следующие доводы: Во-первых, существуют опасения насчёт неконтролируемого распространения ГМ растений и их возможного скрещивания с природными формами. Вначале исследования, связанные с ГМ растениями были разрешены только в закрытых помещениях, чтобы предотвратить распространение пыльцы. Затем, когда ГМ растения стали масштабно опробироваться и выращиваться в таких странах, как Индия, стали применяться так называемые “терминаторные технологии”, обеспечивающие стерильность пыльцы ГМ растений. Теперь многие компании, производящие посадочный материал ГМ растений отказываются от этих технологий, потому что многие фермеры не в состоянии закупить посадочный материал каждый год и поэтому переходят на старые сорта. И, к тому же, производители ГМ семян считают безопасность ГМ растений доказанной .Несмотря на это, экологические последствия возможного распространения ГМ растений предсказать невозможно. Из высказанных предположений наиболее тревожными выглядят следующие – возникновение “супервредителей”, которые приспособятся и к ГМ растениям, и уменьшение биологического разнообразия, которое может привести к катастрофе, потому что именно оно обеспечивает выживание видов.Другой, вызывающий тревогу фактор – несовершенность современных технологий. В теории ген, обуславливающий желаемый признак, вырезается из одного организма и внедряется в геном другого. На практике вместо одного конкретного гена получают некоторую конструкцию, этот ген включающую. Эту конструкцию внедряют в плазмиду и с помощью этой плазмиды переносят в геном растения. Невозможно предсказать, что может “захватить с собой” вырезаемый ген, сколько одинаковых копий этого гена будет перенесено (практически невозможно внедрить только одну), и в какой участок генома растения встроится эта конструкция.Чем это чревато? Ну, во-первых, мы не знаем, какие признаки может захватить с собой внедряемый ген. Конечно, все ГМ растения проходят токсилогический контроль, ну а что, если эти нежелательные признаки не столь выражены. Если их действие мы заметим на протяжении поколений? Во-вторых, внедряясь в геном растения, гены не становятся в какое-то строго определённое место генома. С одной стороны своим внедрением они могут разрушить какие-то нужные участки, отвечающие за жизненно важные или нужные нам признаки растения, с другой стороны, они могут заставить заговорить “молчащие” участки генома, которые есть у всех живых организмов и не используются в течении жизни. К чему это может привести, неизвестно. Приведём лишь один пример. В ноябре 2003 года в Израиле погибли двое грудных детей, и 15 серьёзно пострадали. В ходе расследования выяснилось, что дети были на искусственном вскармливании, и вместо материнского молока употребляли детское питание фирмы Humana, содержащее “суперсою” . Оказалось, что дети пострадали из-за нехватки витамина В1, источником которого и должна была быть эта самая “суперсоя”. Вместо необходимых 385 микрограммов этого витамина на 100 г приготовленного питания в продукте содержалось от 29 до 37 микрограммов. Продукт был отозван с рынка, скандал замяли. И этот случай показывает, что отрицательное воздействие продукта можно заметить не сразу после приёма пищи, а в течении относительно длительного времени. В случае младенцев хоть можно было отследить связь с питанием, потому что соевое детское питание было единственной или основной их пищей. У взрослых людей причину развития каких-либо заболеваний будет найти гораздо труднее, тем более, если эти заболевания будут развиваться постепенно. И третий фактор, который настораживает. Если ГМ растения дают больший урожай, меньше болеют и повреждаются вредителями, требуют меньше ухода (так как, например устойчивы к Раундапу), то всем производителям будет выгоден переход на ГМ растения. Их больше будет интересовать прибыль, нежели возможные последствия. А кроме того, достаточно трудно проконтролировать, является ли продукт ГМ или нет. В любом случае рутинный контроль ввозимых продуктов почти невозможен.Поэтому, наступление ГМ растений неизбежно. И никто на данный момент не знает, приведёт это к продуктовому изобилию, или непредсказуемым негативным последствиям для человечества и всей планеты.