Исследовательская работа Генно-модифицированные продукты: «за» и «против» (стр. 2 )

Целое направление этой технологии заключается в создании растений, предназначенных для фиторемедиации («растительное излечение») – очистки почвы и воды от тяжелых металлов, органических соединений, радиоактивных веществ, а воздуха в городах – от оксидов азота. Другие разработки генной инженерии могут быть использованы в качестве биосенсоров – для обнаружения различных         загрязнителей.

Косвенную пользу может приносить ряд других разработок. Создание искусственных плантаций, на которых будут выращиваться трансгенные деревья с особыми свойствами, могло бы способствовать сохранению лесов. Особенно интенсивно разработки с трансгенными деревьями (в основном тополем) ведутся в Китае. В свое время эта страна лишилась 3/4 всех лесов и свои потребности в древесине планирует удовлетворять за счет искусственных насаждений.

Большую ценность могут представлять растения, непосредственно синтезирующие биопластик; они позволят сократить потребность в нефти, и такой пластик быстро разлагается микроорганизмами – в течение нескольких месяцев, тогда как полиэтилену на это требуется 100–200 лет. Еще пример: окрашенный уже в растениях хлопок не нуждается в красящих веществах – а их производство и сам процесс окраски являются экологически        вредными.

Наконец, растения, обладающие устойчивостью к вредителям и болезням, не нуждаются в ядохимикатах. Одновременно происходит уменьшение потребления горючего за счет сокращения использования техники. Эта экономия составила в 2000 г. в США на хлопке 9,6 тыс. м3. Возделывание трансгенных растений уже привело к уменьшению загрязнения окружающей среды ядохимикатами, снижению риска отравления фермеров инсектицидами, а также сокращению выбросов в атмосферу         углекислого газа.

Аргументы «против» применения ГМО

Достижения генной инженерии на данном этапе уже довольно впечатляющие. Но любое преждевременное и скоропалительное внедрение таких достижений таит в себе большую опасность.

  Технологическое  несовершенство генной инженерии
В настоящее время генная инженерия технологически несовершенна.

Ученые долго бились над тем, как внедрить ген в геном другого организма, т. е. осуществить перенос гена. Наиболее распространенным способом является использование бактериальных плазмид (внехромосомных кольцевых ДНК) в качестве переносчиков реконструированных генов. Плазмида в бактерии служит транспортом для доставки любого гена. Обычно бактериальные плазмиды легко переходят от бактерии к бактерии, но не к растениям. К счастью или к несчастью была обнаружена бактерия, которая «умела вводить» гены в растения и «заставлять» их синтезировать нужные ей белки. Такой бактерией была почвенная бактерия Agrobacterium tumefaciens, являющаяся виновницей образования растительных наростов – галов (растительных опухолей). После заражения растения определенная часть плазмидной ДНК (Т-ДНК) встраивается в хромосомную ДНК растительной клетки, становясь частью ее наследственного материала. Растение начинает продуцировать нужные для бактерий питательные вещества. Ученые научились заменять гены в Т-ДНК плазмид бактерий нужными генами, которые предполагалось вводить в растения. Таким образом, используя плазмиды агробактерий, человек научился внедрять нужные ему гены в разные растения. Этот способ успешно применяли для большинства видов двудольных растений, среди которых можно назвать картофель, томаты, плодовые и ряд других культур.

Также был разработан прямой способ ввода генов в растительную клетку, который был опубликован в 1988г. и назван его авторами Д. Стэнфордом и Т. Клейном биобаллистическим. Для этого молекула ДНК с соответствующими генами и регуляторные последовательности, необходимые для управления этими генами, наносятся на микроскопические вольфрамовые или золотые частицы. Частицы с ДНК разгоняются в специальной вакуумной камере до определенных скоростей, достаточных для проникновения в клетки растений. Затем следует селекция трансформированных клеток и регенерация трансгенный растений. В отличие от предыдущего этот способ более универсален.

Описанные выше способы (агробактериальный и биобаллистический) являются основными способами генной трансформации растений. Насколько опасны модифицированные таким образом растения?

При использовании плазмид агробактерий в процессе биотехнологических процедур исследователь точно не знает, сколько копий Т-ДНК встроится в геном и в какие хромосомы, и не в силах это контролировать, но, одновременно модифицируя множество экспериментальных организмов, впоследствии отбирают те регенерировавшие растения, что представляют для него интерес. Остается открытым вопрос, куда деваются «невстроенные» плазмиды с генами?

При биобаллистическом способе вероятность «встраивания» сразу многих копий ДНК-векторов, «обрывков» ДНК и других сбоев выше, чем при работе с агробактериями. При этом введенный ген может попасть в середину структурного гена растения-реципиента и выключить его из работы. Таким образом, будут появляться растения с неизвестными свойствами.

Но, несмотря на технологическое несовершенство, генетически модифицированные растения уже выращиваются и употребляются. Противники их внедрения выделяют следующие риски:

  Нарушение природного баланса

Опасность масштабного применения генетически модифицированных организмов связана с несколькими причинами. Во-первых, это вытеснение устойчивыми к внешним воздействиям генетически модифицированными растениями других растений, что ведет к значительному сокращению биологического разнообразия. Вторая связана с нарушением, а в некоторых случаях и с разрушением трофических цепочек: появление генетически модифицированных растений, устойчивых к насекомым, становится причиной исчезновения сначала многих видов насекомых; потом птиц и мелких млекопитающих, питающихся насекомыми; затем и крупных млекопитающих, употребляющих в пищу мелких животных. Нечто подобное случилось с озером Виктория в 60-х годах прошлого века, когда в него поселили нильского окуня. Попав в благоприятную среду и обладая несомненным преимуществом в силе, выносливости и плодовитости, этот водный житель в считанные годы сократил численность конкурирующих видов в несколько десятков раз, а более двухсот видов уничтожил полностью. А спустя десятилетие выяснилось, что в результате этих изменений в прибрежной зоне исчезли леса, берега были размыты, а эрозия почвы достигла невиданных доселе размеров.

Но особую опасность представляет третья причина: вероятность встраивания «чужих» генов в геномы других организмов в результате горизонтального переноса генов (переноса генов от вида к виду).  Далее об этом подробнее.

  Выход трансгенов из-под контроля

  На каждую упаковку с семенами генетически модифицированного  Bt-хлопка фирмы Monsanto нанесена надпись: «Во Флориде не сажать к югу от Тампы (60-е шоссе). Не для коммерческого использования или продажи на Гавайях». Что заставило руководство этого биотехнологического гиганта так ограничить площади посевов своих культур? Оказывается, на Гавайях весьма распространен дикий родственник хлопка Gossypium tomentosum, а в Южной Флориде - Gossypium hirsutum. Оба считаются в хлопководстве сорняками. Если генетически модифицированный хлопок опылит своего родственника-сорняка, то в результате получится устойчивый к действию пестицидов и гербицидов, не боящийся ни жары, ни холода, не угрызаемый жуками и паразитами и страшно плодовитый суперсорняк.

Примерно то же может случиться и со многими другими видами культурных растений, таких, как масленичный рапс, картофель, томаты или бобы. У всех них есть и весьма широко распространены дикие сородичи, являющиеся зачастую одними из главных в силу сходства условий жизни сорняками основной культуры. Получается выход один: следует прикрывать прозрачным колпаком всякие посадки генетически модифицированных растений, чтобы, не дай бог, ни одно семечко, ни одна пылинка не вырвались наружу.

  Появление супервредителей

Насекомые за сотни миллионов лет использования растений в качестве кормовой базы научились быстро адаптироваться к самым разным растительным ядам. И теперь тем насекомым, которых мы привычно называем вредителями, достаточно нескольких поколений для того, чтобы они «научились» есть новый сорт, первоначально устойчивый к данным вредителям. В процессе такого быстрого приспособления эти вредители будут вымирать в массовом порядке, но некоторое их количество станет устойчивым и через некоторое время быстро размножится, и будет спокойно поедать новый сорт. Становится необходимой быстрая ротация, получение и постоянная замена каждые два-три года новых устойчивых к вредителям сортов.

В сущности, такие вредители уже появились. На Bt-кукурузе и хлопке уже живет коробочный (хлопковый) червь, которому наиболее ценный природный пестицид Bacillus thuringensis (Bt) не приносит вреда.

  Чувствительность к заболеваниям

Генно-модифицированные сорта, устойчивые к одним вредителям и заболеваниям, вдруг оказываются сильно чувствительными к другим заболеваниям. Бывало, что генно-модифицированные сорта, устойчивые, например, к колорадскому жуку, вдруг теряли хранимость. Причина состоит в том, что белки связаны между собой внутри клеток, внутри организмов в сложной регуляторной цепи. Они настолько насыщены и настолько сложны, что сейчас еще трудно предсказать, к чему приведет появление в такой клетке, в таком организме нового белка. Он, конечно, будет выполнять свои основные функции, создавая устойчивость к какому-то конкретному вредителю или заболеванию, но при этом он может выполнять дополнительные функции. Растение вырастет, даст урожай, а вот хранимость этого урожая может резко снизиться. Для стран, где происходит быстрая переработка урожая, например, в Соединенных Штатах, он моментально весь перерабатывается на какие-то продукты - консервы, мороженый картофель и тому подобное. Но, например, в России урожай хранится. И к весне прилавки могут оказаться забитыми гнилым товаром.

  Медицинские риски

Все больше поступает сведений как о токсичности генетически модифицированных растений, так и о снижении репродуктивности и патологических изменениях в органах тех животных, которые поглощают генетически модифицированные организмы.