Опасность выращивания ГМ-организмов в природе: экологии
Опасность выращивания ГМ-организмов в природе: экологии
Генетически модифицированные организмы — в частности, растения, выращиваемые в открытом грунте, — несомненно, взаимодействуют с окружающими их организмами. Может ли такое взаимодействие нарушить экологическое равновесие?
Как правило, в нанесении ущерба окружающей среде в первую очередь обвиняют растения, вырабатывающие токсины для защиты от насекомых-вредителей. Гипотетически это не исключено, однако по сравнению с ядохимикатами, употребляемыми в сельском хозяйстве, ГМ-растения не только менее токсичны, но и обладают значительными преимуществами.
Следует помнить, что из-за колорадского жука ежегодно теряется до 40% урожая картофеля. Эффективных средств борьбы с означенным насекомым не существует. По сути, до 80% картофеля в России производится в частных хозяйствах, что предполагает неравную борьбу фермеров с жуком, в которой последний неизменно побеждает численностью в совокупности с непомерным аппетитом. Использование ядохимикатов по сравнению с выращиванием устойчивых к жуку ГМ-растений наносит неизмеримо больше вреда экологическому равновесию, поскольку химпрепараты, во-первых, применяются, как правило, безрецептурно и в гигантских количествах; во-вторых, не отличаются избирательностью действия, а следовательно, наносят вред не только растениям других видов, но и животным и в конечном счете — человеку; в-третьих, загрязняют грунтовые воды — единственный чистый источник питьевой воды для всех нас. По-видимому, использование в сельском хозяйстве сорта картофеля, устойчивого к жуку, поможет значительно улучшить экологическую ситуацию.
Экологическая безопасность другого трансгенного растения была доказана в истории с бабочкой-монархом. В 1999 году кукурузу, содержащую ген Bt-токсина, защищающего растение от кукурузного мотылька, обвинили в сокращении популяции бабочки-монарха, личинки которой питаются листьями с пыльцой трансгенных растений. Новость, опубликованная в авторитетном журнале Nature, быстро разнеслась по миру, биотехнологическим компаниям был нанесен ущерб, кукурузу запретили ввозить в Европу и ввели ограничения на ее выращивание в США.
В 2001 году Академия наук США опубликовала результаты двухлетних исследований ряда университетов Америки и Канады, проведенных под эгидой Министерства сельского хозяйства США. Заключение гласило, что пыльца Вt-кукурузы не опасна для личинок бабочки-монарха. А вот от широко применяемого на кукурузных полях ядохимиката цихалотрин-l-инсектицида их популяция действительно сокращается.
«Гринпис» подал судебный иск, но Верховный суд США постановил, что у полезных насекомых больше шансов выжить на Bt-растениях, нежели когда поля обрабатываются пестицидами.
Количество применяемых инсектицидов в мире только из-за выращивания Вt-хлопка сократилось на 33 тысячи тонн. А в 2001 году в Соединенных Штатах выращивание трансгенных растений, устойчивых к гербицидам и насекомым, позволило уменьшить использование ядохимикатов на 20,7 тысячи тонн.
Другая проблема, вызывающая тревогу противников трансгенных растений, заключается в теоретической возможности переноса измененных генов в близкородственные виды диких растений. Здесь нужно отметить, что обмен генной информацией между культурными сортами, полученными с помощью традиционных методов селекции и искусственно выращиваемыми на полях, и их дикими родственниками происходит так же давно, как и собственно использование самих сортов. Случается это при переопылении диких растений пыльцой родственных им культурных видов. Однако для того, чтобы какой-то ген закрепился в популяции и передался потомкам, необходимо, чтобы он обеспечивал организму определенное селективное преимущество при размножении.
С точки зрения научной логики ген, обеспечивающий, например, выживание растения на поле при обработке гербицидом, для выживания в дикой природе ценности не представляет и вряд ли закрепится в популяции. Кроме того, на данный момент методы генной инженерии позволяют конструировать ГМ-растение таким образом, что модифицированные гены вообще не попадают в пыльцу или пыльца трансгенного растения нежизнеспособна в природе.
Применение генетически модифицированных растений в сельском хозяйстве может принести реальную пользу окружающей среде. Выращивание более продуктивных и неприхотливых сортов позволит увеличить урожайность, тем самым сохраняя леса от вырубания под сельскохозяйственные угодья и промышленные нужды. Однако следует помнить, что при повсеместном внедрении трансгенных сортов существует риск так называемой монокультуризации — многочисленные сорта растений будут вытеснены с рынка одним или двумя улучшенными трансгенными. В данном случае необходимо объективно и с различных точек зрения оценивать преимущества и недостатки сортов, прежде чем заменять одни на другие. Но это проблема общей селекции, а вовсе не технологии производства ГМО.
Хотелось бы обратить внимание читателя на некоторые аспекты экологически безопасных (в широком понимании) технологий производства органической пищи, при котором полностью отказываются от применения ГМ-сортов, ядохимикатов, химических удобрений, а на полях используется ручной труд. Органическая продукция производится старыми, малоэффективными методами, что повышает ее стоимость в несколько раз по сравнению с продукцией, полученной с применением современных технологий. Традиционный способ выращивания культурных растений хорош на собственной грядке или в небольшом частном фермерском хозяйстве — однако если требуется вырастить количество риса или кукурузы, необходимое для того, чтобы прокормить население, скажем, Китая, Индии или Африки, мощностей органического сельского хозяйства явно не хватит.
Повышение производства органически выращенных растений неизбежно потребует увеличения пахотных площадей, а значит, уничтожения лесов, что, разумеется, не улучшит экологическую ситуацию. Отказ от применения удобрений и ядохимикатов вынуждает органических фермеров прибегать к таким традиционным методам, как унавоживание почв, обработка почв неорганическими солями меди и опрыскивание полей продуктами перегонки нефти (См., например,
www.redwoodbarn.com/spray_organic.html,
http://www.pmep.cce.cornell.edu/prof...lfate-ext.html или
www.cdc.gov/niosh/rtecs/gl7ad550.html).
Нужно иметь в виду, что унавоживание приводит к возникновению теоретической опасности переноса инфекции и органическому загрязнению вод. Неорганические соли меди токсичны, равно как и продукты перегонки нефти. Это, конечно, не означает, что органическая пища «вредная» — просто к любому брэнду нужно относиться спокойно и разумно.
Распространение ГМ-организмов
В последние двадцать лет в сельском хозяйстве и фармацевтической промышленности активно разрабатывались и внедрялись технологии, основанные на использовании ГМ-организмов. Большой шаг вперед был сделан при создании генетически модифицированных хозяйственно важных сортов, таких как картофель, кукуруза, пшеница, рапс и другие, с повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам окружающей среды — температуре, засолению почв, патогенам, насекомым-вредителям. Использование этих сортов позволило повысить урожайность на 20-50%.
С середины 1990-х годов ГМ-растения выращивались в различных регионах: Аргентине, Франции, Китае, Индии, Мексике, США и Канаде. В 2003 году снят мораторий на разработку и использование ГМ-продуктов в Европе. В России выращивание трансгенных сортов и создание новых пока запрещено, но разрешен ввоз ГМ-продукции и ее использование — например, сейчас в стране разрешены к употреблению один вид сои, три сорта кукурузы, рапс и сахарная свекла, и при этом не зарегистрировано ни одного трансгенного продукта, который бы не использовался менее чем в трех странах. Трансгенная соя, которую добавляют в мясные продукты, разрешена Министерством здравоохранения. Она зарегистрирована и используется в шестнадцати странах, в том числе входящих в Евросоюз.
Именно биотехнологиям, применяемым в сельском хозяйстве, мы обязаны тем, что за последние годы потребление пищи (в пересчете на килокалории) в развивающихся странах выросло примерно на 40%, а цены на основные продукты питания, например, на рис, упали почти вдвое. Таким образом, благодаря выращиванию трансгенных растений число голодающих на планете продолжает снижаться.
ГМ-продукты и потребители
Особого внимания заслуживает выработка критериев безопасности при использовании генно-инженерных технологий. Необходимо адекватно оценивать экологический риск и потенциальный риск для здоровья человека продуктов, получаемых из ГМ-организмов. К сожалению, правила для вынесения такой оценки пока далеко не полны. Это связано с тем, что в каждом конкретном случае приходится руководствоваться различными критериями, столь же многообразными, как и способы генетической модификации организмов. В данный момент безопасность оценивается согласно концепции «эквивалентности по существу», то есть в тестах исследуется так называемая относительная безопасность ГМ-продукта по сравнению с его традиционным аналогом. Между трансгенным растением и сортом, из которого оно было получено, определяется разница — как правило, это один-два гена и один-два белка, — и эти белки всесторонне исследуются на токсичность и аллергенность.
С другой стороны, производство продуктов питания из ГМ-организмов — относительно молодая отрасль промышленности. Для достоверной оценки безопасности новых продуктов потребуется много времени — по крайней мере, должно смениться несколько поколений потребителей, использующих в рационе продукты или компоненты, полученные из ГМ-организмов. Однако о долговременных эффектах любой пищи вообще известно довольно мало — кто заботится о просчитывании подобного эффекта, например, для экзотических фруктов или редких морепродуктов, появившихся на нашем рынке совсем недавно?
Многие небольшие фирмы-производители трансгенных растений, как правило, стараются снять с себя ответственность за безопасность того или иного конечного продукта, перепоручая тестирование и выработку соответствующих рекомендаций компетентным организациям, профессионально занимающимся сертификацией сельскохозяйственной продукции.
Солидные же биотехнологические компании, поставляющие ГМ-продукты на рынок, прежде всего дорожат своей репутацией как научных и технологических организаций. Такие компании уделяют огромное внимание процедурам сертификации с тем, чтобы не допустить возможных рисков, связанных с претензиями потребителей к их продукции. Они предоставляют исчерпывающую информацию о структуре модифицированной составляющей трансгенного продукта и уведомляют об исключении теоретических нежелательных последствий, связанных с ее распадом или утилизацией в организме.
Только правильно организованное производство, работа с зарекомендовавшими себя компаниями, контроль за качеством и выпуском на рынок ГМ-продуктов позволят с достаточной уверенностью говорить о безопасности генетически модифицированной пищи. В этом случае компания или фермер, выращивающие сельскохозяйственную продукцию, смогут выбрать для работы сорта растений, основываясь на их потребительских и экономических свойствах, а не на домыслах о вреде генотипов модифицированных и обычных растений.
Одним из волнующих общественность вопросов является маркировка на упаковке с ГМ-продукцией. Наличие или отсутствие подобной маркировки не может говорить об опасности или безопасности продукта — ведь если продукт выпущен на рынок, значит, он прошел необходимые тесты и признан безопасным. Маркировка имеет смысл только для того, чтобы покупатель сознательно отдал предпочтение одному продукту перед другим — например, из религиозно-этических соображений. Совершенно неинформативна надпись: «Содержит ГМО». А вот надпись: «Содержит ген, действующий на колорадского жука и признанный безвредным для человека» уже несет достаточно информации для покупателя. Маркировка безусловно необходима и может помочь в случаях, когда в состав продукта входят белки, потенциально способные вызывать аллергию.
Заключение
Как говорят, единственная область науки, в которой мы точно знаем, чем все закончится, — это медицина. Сколько человека не лечи, рано или поздно он все равно умрет. «В организме очень много генов, и учесть взаимодействие всех невозможно», — как часто приходится слышать этот довод! По сути, это и есть главный козырь противников ГМ-технологий. Конечно, мы не можем с уверенностью утверждать, зачем, как и почему устроены и работают все до единого гены или белки картофеля. Но мы знаем многие из них и изучаем остальные. Благодаря успехам современной молекулярной биологии у нас в руках уже есть полные последовательности ДНК многих бактерий, риса, кукурузы, популярного среди экспериментаторов растения арабидопсис. Мы знаем, сколько в этих организмах генов и как они расположены, и о многих можем сказать, как они взаимодействуют.
Но мы не знаем наверняка свойств их всех. Почему же дело идет так медленно? Да потому, что изучением функций «ненужных» с точки зрения массового потребителя генов занимается фундаментальная наука, а всем известно, как она финансируется... Неплохую поддержку подобным работам оказывают правительства Японии и США, некоторых стран Европы. О состоянии же фундаментальной науки в России, думаю, можно не рассказывать.
Получается замкнутый круг: ученые могут получить материальную поддержку лишь для работы над полезными в потребительском плане темами, а затем им указывают на то, что все остальные темы недостаточно изучены. А где взять денег на их изучение? С утра до вечера только и слышно: «От вашей науки никакой пользы! Зачем нам знать, какие гены у картофеля отвечают за формирование жилок на листе!»
Фундаментальная наука не может ответить, зачем нам это знать. Просто это важно — и все!
Рано или поздно все гены и все белки будут изучены, и тогда мы будем уверены в любой своей работе на сто процентов. Мы сможем использовать нужные нам свойства растений и животных без ущерба для них, себя или природы, мы наконец-то перестанем вырубать леса под пашню и уродовать землю ирригационными системами и химическими добавками, избавимся от неизлечимых ныне болезней, но для этого нужны годы, десятилетия, столетия упорного, кропотливого труда тысяч ученых, каждый из которых всю жизнь занимается одним геном или одним белком, ошибается, идет по неверному пути, встает на верный или на верный путь встают его соратники. Так из мозаики постепенно складывается общая картина.
Когда открыли радиоактивность — кому она была нужна? Никому. Радиоактивный элемент случайно засветил фотопленку, а ученый не отмахнулся от этого факта. Как открыли антибиотики? В микробиологической лаборатории на забытых чашках Петри с бактериальными культурами выросли пеницилловые грибки. На некотором расстоянии вокруг них бактериальные культуры погибли, потому что грибки выделяли антибиотик — пенициллин. И это заметил внимательный глаз микробиолога. Случайность? Да, случайность — частный случай закономерности.
Ученые работали, работают и будут работать — и будут ошибаться, и будут случайно делать открытия, и будут делать их в результате долгого труда. Будут проверять безопасность своих изобретений, и год за годом системы проверки будут совершенствоваться. Генная инженерия — очень мощный инструмент, только-только освоенный человечеством, и призыв не использовать его вовсе — равен призыву остановить прогресс.
Нужно аккуратно относиться к вынесению кардинальных решений по поводу разрешения или запрета экспериментов с ГМ-организмами. Почему? Потому что рано или поздно людей на планете Земля станет слишком много — их уже много, — а еды станет слишком мало. И ученых спросят: «А где же ваши новые разработки? Кто будет планету спасать, мы вас спрашиваем?» «Как где? Вы же сами остановили нашу работу два века назад!»
Константин Иночкин, журнал «Компьютерра» 31 августа 2004.