Генетично модифіковані рослини

Лекція 7.

ГЕНЕТИЧНО МОДИФІКОВАНІ РОСЛИНИ

План:

7.1. Історія створення генетично модифікованих рослин                                         7.2. Оцінка ризику використання трансгенної рослин                                              7.3. ГМО в Україні

7.1. ІСТОРІЯ СТВОРЕННЯ ГЕНЕТИЧНО МОДИФІКОВАНИХ РОСЛИН

Наприкінці 80-х років американська компанія «Монсанто» створила перші трансгенні продукти.

Прихильники модифікованих продуктів стверджують, що без масового виробництва ГМ-продуктів людство просто вимре з голоду, супротивники переконані, що вирішувати проблему нестачі продовольства за допомогою трансгенів – значить змінювати одну проблему на іншу, можливо, більш серйозну. І до сьогодні не вщухають суперечки про необхідність їх масового виробництва, можливих негативних наслідках для здоров'я людей і тварин,  навколишнього середовища.

Культурні рослини страждають від бур'янів, гризунів, комах-шкідників, фітопатогенних грибів, бактерій, вірусів, несприятливих погодних і кліматичних умов, які значно знижують їх врожайність.

В картоплярстві значні збитки завдає колорадський жук, фітофтороз, збудник мокрої гнилі картоплі, збитки від якої оцінюються в мільярди доларів.  Вірусні захворювання культурних рослин викликають виродженість посадкового матеріалу та знижують врожайність сільськогосподарських культур.

Біотехнологічні методи захисту рослин від шкідливих організмів передбачають:

- виведення сортів рослин, стійких до несприятливих факторів;

- хімічні засоби боротьби (пестициди) з бур'янами (гербіциди), гризунами (ротанциди), комахами (інсектициди), нематодами (нематоциди), фітопато-генними грибами (фунгіциди), бактеріями, вірусами;

- біологічні засоби боротьби зі шкідниками, використання їх природних ворогів і паразитів, а також токсичних продуктів які продукуються живими організмами.

У 1972 році Пол Берг (Стенфордський Університет, США) уперше об'єднав у пробірці в одне ціле два гени, виділені з різних організмів, одержавши "молекулярний" гібрид, або рекомбінантну ДНК, що сама по собі в природних умовах утворитися не може. Аналогічна рекомбінантна ДНК синтезована в бактеріальних клітинах.

Таким чином був створений перший трансгенний організм, що містить гени бактерії й гени мавпи.

За останні 15 років пройшли польові випробування 25 тисяч трансгенних культур, з яких: 40% - стійкі до вірусів, 25 % - до гербіцидів, 25% - до інсектицидів. В світі площі під трансгенними гербіцидо-стійкими рослинами (кукурудза, соя, бавовна) становлять більше 28 млн. гектарів.

Генетично модифіковані рослини – це рослини, у які вбудовують чужорідні гени з метою розвитку стійкості до гербіцидів і пестицидів, збільшення стійкості до шкідників, підвищення врожайності. Їх одержують шляхом введення в ДНК рослини, гена іншого організму (мікроорганізмів, вірусів, інших рослин, тварин й навіть людини).

Таким шляхом виведений морозостійкий помідор, у ДНК якого вбудований ген північноамериканської морської камбали. Для створення сорту пшениці, стійкої до посухи, використано ген скорпіона.

Трансгенні продукти вперше розроблені фірмою «Монсанто» (США), а перші посадки трансгенних злаків у 1988 році, і лише в 1993 році в продажі з’явилися перші продукти із генетично модифікованими компонентами. На українському ринку трансгенна продукція появилася наприкінці 90-х років.

Генетична інженерія України інтенсивно розпочала розвиватися наприкінці 80-х років у наукових установах Національної академії наук. Співробітниками Інституту клітинної біології й генетичної інженерії разом з колегами із Москви були створені перші трансгенні рослини. На сьогоднішній день роботи зі створення трансгенних рослин в Україні перебувають у критичному стані: позначається відсутність підтримки наукових установ з боку держави, відтік провідних в цій галузі вчених.

Одним з основних аргументів противників ГМО – негативний вплив на здоров'я людини та тварин, збільшення ризику виникнення небезпечних алергій, харчових отруєнь і мутацій.

За їх твердженнями, більшість відомих трансгенних рослин не гинуть при масовому використанні сільськогосподарських хімікатів, а, навпаки, можуть їх акумулювати.

Крім того, результатом вживання ГМ-продуктів у їжу може стати несприйнятливість до антибіотиків.

Результати досліджень Інституту вищої нервової діяльності й нейрофізіології РАН вказують на залежність між вживанням живими істотами в їжу генетично-модифікованої сої та здоров'ям їх потомства (у пацюків, яких годували ГМ-соєю, був виявлений «аномально високий рівень смертності» потомства).

Нові гени і генетичні продукти, які є в раціоні нашого харчування, часто запозичуються з бактерій, вірусів та інших непродовольчих товарів, які ми раніше не вживали. Наукою доведено, що в сої містяться ізофланоїди, які корисні людському організму. Вони є рослинні аналоги жіночих статевих гормонів, які позитивно впливають на стан здоров’я людей, особливо в боротьбі з онкологічними захворюваннями.

Проте німецькі вчені встановили, що їх вміст в модифікованій сої досить значний. Якщо вживання продуктів харчування із звичайної сої може попередити онкологічні захворювання, то трансгенний аналог, навпаки, може сприяти подібним захворюванням (передчасному старінню клітин головного мозку і раковим захворюванням статевих органів).

В інституті Рауетт (Великобританія), виявлено серйозні порушення в роботі кишечнику й печінки в пацюків, яких дев'ять місяців годували трансгенною картоплею, модифікованою лектином проліску.

У наступні роки отримані дані про те, що ГМ-рослини здатні продукувати токсини й накопичувати канцерогени. Канадські біологи встановили зниження плодовитості у свиней, що харчувалися трансгенами.

У мишей було виявивлено високу "імунну відповідь" на картоплю, модифіковану вірусним білком. Подібні алергійні реакції спостерігаються і у людей.

В 2000 році в США розгорівся скандал навколо Гм-кукурудзи StarLink, що виявилась сильним алергеном.

Навесні 2004 року з'явилися повідомлення про дивне захворювання фермерів на Філіппінах. Люди, що проживають поблизу полів, засіяних трансгенною кукурудзою, починали чхати й задихатися від кашлю, однак варто їм переїхати в інші райони країни, як всі симптоми хвороби зникали. Доктор Террі Травік з Норвегії припускає, що хвороба могла б бути реакцією на токсин, що міститься в пилку ГМ-кукурудзи.

Провідний російський алерголог професор Гервасієва теж вважала, що різкий ріст алергічних захворювань, що спостерігається в останні роки в усьому світі, може бути наслідком вживання в їжу ГМ-продуктів. І дійсно, у Швеції, де трансгени заборонені, число людей, що страждають алергією, становить 7 %, а у США , де заборона відсутня – 70 відсотків.

Викликає занепокоєння і харчова цінність трансгенної продукції. Ще не забутий скандал навколо дитячого харчування Humana, виготовленого на основі бідної поживними речовинами трансгенної сої, що призвело наприкінці 2003 року до смерті дітей в Ізраїлі.

Корпорації які виробляють ГМ-продукти, неодноразово заявляли, що молоко й м'ясо тварин, що харчуються ГМ-кормами, залишаються біологічно чистими. Однак в 2004 році було опубліковано результати досліджень, що ставлять під сумнів цей постулат. Вчені із Центру контролю за молочними продуктами Мюнхенського технологічного університету в Баварії (Німеччина) вперше виявили сліди ГМ-організмів у коров'ячому молоці.

Прихильники ГМ-продукції мають свої аргументи.

«ДНК із генетично модифікованих організмів», за їх висновками, так само безпечна, як і будь-яка інша ДНК у харчовому продукті, а жорсткі методи перевірки ГМ-продуктів роблять їх достатньо безпечними.  При вирощуванні  ГМ-культур відпадає потреба у використанні засобів захисту рослин, а набуття стійкості комах до трансгенів, по суті, не більш небезпечно, ніж імунітет шкідників до хімії.

В організмі людини їжа ГМ-продуктів розпадається на найпростіші елементи, які ідентичні як для ГМ , так і для не ГМ-їжі.    

Людство тисячолітями споживає м'ясо тварин, але в жодної людини не з'явилося коров'ячого хвоста або півнячих крил.

Процедура перевірки "звичайних" продуктів розроблена давно і широко застосовуються у всіх країнах. В даний час проводяться вивчення безпеки трансгенних рослин. Спеціальною комісією ЄС дозволені до використання трансгенний ріпак, стійка до гербіцидів трансгенна соя та стійка до комах трансгенна кукурудза. Вироблені з них продукти харчування, за результатами лабораторних досліджень, не містили модифікованих генів. Так, в олії  виготовленої із трансгенної сої, як і в олії із нетрасгенної,  модифіковані гени відсутні. Інакше кажучи, ГМ-продукти харчування не тільки не шкідливі, але завдяки більш суворій перевірці більш безпечні, ніж звичайні.

З часу вирощування  ГМ-рослин в промислових масштабах, продукти з них використовують мільйони людей і тварин, проте не зафіксовано жодного факту негативного їх впливу. В опублікованій у 2004 році доповіді Союзу німецьких академій наук і Гуманітарної комісії із зелених біотехнологій, вміст токсичних й алергенних речовин у продуктах із ГМ-рослин виявився нижче, ніж в аналогічних традиційних, за рахунок більш суворого контролю.

Наукові розробки провідних країн світу вказують на те, що створений шість років тому «золотий рис» з високим вмістом вітаміну А, призначений для країн що розвиваються, і де щорічно півмільйона дітей одержують різні порушення зору через нестачу цієї речовини, є реальним шляхом подолання недуги.

Противники ГМО наголошували, що всі нові організми, що не мають природних ворогів на новій території, придушують місцеві види, різко скорочують їх харчовий ресурс, розмножуються з неприродною швидкістю й приносять величезну шкоду місцевому сільському господарству та населенню.

Не виключено, що вирощування ГМ-культур може призвести до аналогічних наслідків. Наприклад, рослини із властивостями стійкості до шкідників можуть непомірно розмножитись і стати, по суті, бур'янами, а про їх корисні властивості прийдеться забути. До речі, таке зустрічалося й раніше – їстивна лобода стала бур'яном злакових культур.

Якщо трансгенний пилок попадає в дикі види близькорідних рослин, то не виключена небезпека передачі генів стійкості до гербіцидів диким видам, що зробить їх «супербур'янами», боротися з якими буде вкрай складно. Рослини з вбудованими генами, що прискорюють ріст і розвиток, більшою мірою, ніж звичайні виснажують ґрунт і порушують його структуру. Токсини ГМ-рослин придушують життєдіяльність ґрунтових безхребетних, мікрофлори й мікрофауни. Відбувається порушення природної родючості.

Може відбутися також "перезапилення" – і сусідні культурні рослини набудуть нові гени з непередбаченими наслідками, а серед комах може відбутися природний добір, проти яких трансгенні рослини розроблялись і як результат може клонуватись всеїдний організм.

    У відповідь прихильники ГМО відзначали, що на земній кулі щодня освоюють "чужі" території десятки нових видів живого - припливають на днищах кораблів, переносяться вітром, завозяться туристами як сувеніри. Ці процеси практично не піддаються регулюванню. І тільки із трансгенними організмами все відбувається інакше. Процес їх впровадження ретельно контролюється – наприклад, по краях поля із трансгенною картоплею висаджують звичайну, якою і буде ласувати (щоб не мутувати) колорадський жук.

У 1983 році були створені перші трансгенні рослини (одночасно в трьох лабораторіях), а в першій половині 90-х з'явилися комерційні ГМ - культури. З 1996 року публікується статистика по їх вирощуванню

Згідно правил, затверджених  санітарною службою, поріг вмісту ГМ-джерел у продуктах, що підлягають маркуванню, встановлений на рівні 0,9%. Даний показник відповідає і європейському законодавству, більш жорсткому в порівнянні із американським (у Сполучених Штатах, якщо продукція визнана безпечною у спеціальному маркуванні вона не має потреби).

США - найбільший у світі виробник і споживач ГМО, як по площах вирощування, так і по використанню суспільством трансгенних продуктів харчування (40% вирощуваної кукурудзи, 81% сої, 65% ріпаку і 73% бавовни). ГМ-продукти використовуються як в раціонах людей, так і для тварин без вимоги спеціального маркування при наявності в продукції трансгенних джерел. Аналогічний стан і у Канаді, де широко поширені ГМ-соя та ріпак.

У Мексиці культивують ГМ-бавовну і ГМ-кукурудзу. Мексика – батьківщина кукурудзи, і уряд в 1998 році ввів обмеження на вирощування її ГМ-сортів, щоб зберегти безліч існуючих дикорослих видів. ГМ - кукурудза вільно імпортується для виробництва продуктів харчування, і її маркування не потрібно. Частина її присутня на полях мексиканських фермерів, де виявлено ознаки перехресного її запилення, що спонукало до серйозних суперечок про необхідність контролю за вирощуванням ГМ-культур.

У 2002 році Бразилія схвалила застосування генетично модифікованої сої, що започаткувало легалізацію всіх ГМО. Поширенню ГМ-сої сприяє сусідство з Аргентиною, уряд якої підтримує вирощування ГМ-культур і де частка трансгенної сої становить майже 90, а кукурудзи та бавовни - 50 %.
       Після п'ятирічної заборони Європа теж наблизилась до комерційного вирощування ГМ-культур. В 1998 році, після прийняття ЄС правил застосування ГМ-продукції, Франція, Італія, Данія, Греція та Люксембург заборонили ГМ-продукти. В даний час в ЄС прийняті нові правила сертифікації й маркування ГМ, значно зм'якшивши позицію, незважаючи на те, що окремі держави наполягають на введенні додаткових обмежень ГМ-культур.