Jautājums par ģenētiski modificētiem augiem pēdējos gados kļūst arvien aktuālāks. Transgēnajām tehnoloģijām ir savi pretinieki un aizstāvji, tomēr laika gaitā situācija nekļūst skaidrāka. Rakstā tiks apspriests, kas ir ģenētiski modificētās kultūras, kādi ir to plusi un mīnusi, transgēnie augi tiks sniegti ar piemēriem.
Problēmas atbilstība
Planētas Zeme iedzīvotāju skaits 2016. gada sākumā bija 7,3 miljardi cilvēku, un tas strauji pieaug līdz pat mūsdienām. Daudzas planētas tautas piedzīvo pastāvīgu pārtikas un ūdens trūkumu. Tas ir saistīts ar cilvēka kaitīgo ietekmi uz dabu, kā rezultātā tiek samazināta augsnes auglība.
XX gadsimtā tika zaudēti vismaz 20% augļus nesošo teritoriju uz visas planētas. To platība turpina samazināties arī tagad bioloģiskās degradācijas, zemju pārtuksnešošanās, lietderīgās virsmas izskalošanas, zemes izņemšanas citām vajadzībām rezultātā.
Pāreja uz komerciālām kultūrām metanola ražošanai noved pie kultivētās zemes platības samazināšanās, kas vēl vairāk pasliktina situāciju ar cilvēku uzturu.
Krievijas Veselības ministrijas pētījumi parādīja, ka iedzīvotāju uzturu raksturo skaita samazināšanāsbioloģiski vērtīgus produktus. Tā rezultātā trūkst olb altumvielu, vitamīnu un citu noderīgu elementu.
Zinātniskās kopienas prognozē cilvēces skaita pieaugumu uz Zemes līdz 9-11 miljardiem līdz 2050. gadam, tāpēc ir nepieciešams dubultot vai pat trīskāršot lauksaimniecības produktu apjomu visā pasaulē. Šis pieaugums nav iespējams bez transgēnu augu ieviešanas, kas palīdz palielināt ražu un samazina produktu cenas, kā arī satur īpašības, kas tradicionāli audzētiem augiem nepiemīt.
Tehnoloģijas būtība
Jebkuram dzīvam organismam ir gēni, kas nosaka visas tā pazīmes. Sarežģītas gēnu ķēdes veido īpašības. Pati ķēde tiek saukta par genotipu (genomu).
Iepriekš tika iegūtas jaunas hibrīdšķirnes, apvienojot vecāku augus, kas mainīja gēnus savā starpā, un tika iegūtas jaunas pazīmes. Šis process aizņēma daudz laika, un gala produkts ne vienmēr atbilda cerībām.
Pateicoties jaunu tehnoloģiju attīstībai, ir kļuvis iespējams daudz ātrāk mainīt augu genotipu, ieviešot nepieciešamos gēnus. Šo zinātniskās darbības jomu sauc par gēnu inženieriju. Augus ar mainītiem gēniem sauc par transgēniem vai ģenētiski modificētiem. Ģenētiskie inženieri rada jaunus genotipus. Līdz ar to jaunus stādus iespējams iegūt ātrāk. Tāpat kļuva iespējams pārveidot genotipu konkrētam mērķim.
Ģenētisko modifikāciju piemēri
Gēnu inženierija palīdz ieviest rezistentus gēnusdažādiem kaitīgiem faktoriem:
- Herbicīdi.
- Pesticīdu preparāti.
- Fitopatogēni mikroorganismi.
Tiek ieviesti arī gēni, kas pagarina nogatavošanās periodu, fiksējot slāpekli. Ir iespējams uzlabot augu aminoskābju olb altumvielu sastāvu.
Lauksaimniecības nozares attīstība un to pašu kultūru stādīšana plašās platībās izraisa kaitēkļu savairošanos un slimību pārnešanu. Lai cīnītos pret tiem, zinātnieki rada daudzus ķīmiskus savienojumus. Kaitēkļi pakāpeniski pielāgojas indēm un kļūst izturīgi. Vienlaikus pasliktinās ekoloģiskā situācija: iet bojā nepieciešamie kukaiņi, augsnē nonāk bīstamas ķīmiskas vielas.
Gēnu inženierija piedāvā tādu gēnu izveidi, kas rada aizsardzību pret kaitēkļiem. No tomātiem ir izņemts gēns, kas izraisa ātru sabrukšanu. Gurķiem tiek pievienoti gēni, kas ir atbildīgi par cukura veidošanos, kā rezultātā veidojas saldais gurķis. Tīri teorētiski šādas metodes ļauj izaudzēt ideālus augus, kas dod augstu ražu, nebaidās no parazītiem un neslimo.
Šī prakse tiek veikta kopš 1984. gada. Pirmais transgēnais augs tika reģistrēts 1983. gadā. Tā bija tabaka, kuras šūnu struktūrās tika implantēti trešās puses gēni. Tabakas pārbaudes uz lauka tika veiktas 1986. gadā ASV. Un 1994. gadā Amerikas Savienotajās Valstīs tika pārdota transgēna pārtika. Tie bija zemi nogatavojušies tomāti un sojas pupiņas. Divus gadus vēlāk tirgū nonāca vesels saraksts ar ģenētiski pārveidotām kultūrām: kukurūza, tomāti, kartupeļi, sojas pupas, rapsis, redīsi, cukini, kokvilna.
SKopš tā laika ģenētiskās modifikācijas ir piemērotas visām kultūrām, to ražas ir palielinājušās. Tas ir saistīts ar ekonomiskiem ieguvumiem. Galu galā Kolorādo kartupeļu vabole iznīcina milzīgus kartupeļu ražas, tāpēc tiek zaudēti miljardiem dolāru. Šķīdums ir transgēns kartupelis, kas nav uzņēmīgs pret Kolorādo kartupeļu vaboli. Varat turpināt atsaukties uz transgēniem augiem ar piemēriem. Līdz šim to saraksts ir diezgan plašs. Gandrīz visas lauksaimniecības kultūras ir saņēmušas savu gēnu ekvivalentu.
Zinātniskais process
Transgēno augu radīšana sākas ar noteiktu gēnu ievadīšanu augu šūnās, lai tie integrētos to hromosomās. Svešzemju gēnu ievadīšanas process tiek vienkāršots, ja šūnu sienas vispirms noņem fermenti: pektināze vai celulāze, kas izraisa protoplastu parādīšanos. Protoplastu struktūrās tiek ievadīti jauni gēni, pēc tam šūnas tiek kultivētas barības vielu apstākļos, pēc tam izveidotās šūnas tiek izmantotas augu atjaunošanai.
Ģenētikas zinātnes galvenais uzdevums ir pret herbicīdiem un vīrusiem rezistenti transgēni augi. Šim nolūkam tiek izmantota transgēnu ievadīšanas metode, kas šūnās ekspresē antivielas pret vīrusa proteīnu. Pret vīrusiem neuzņēmīgu kultūraugu audzēšana ir ļāvusi izveidot drošu augu aizsardzību pret daudzu veidu vīrusu izraisītām augu slimībām.
Galvenās metodes transgēno augu iegūšanai ir:
- Agrobaktēriju pielietošana. Tas sastāv no īpašas baktērijas ievadīšanas augu genotipā.
- "DNS lielgabals". Šajā gadījumā zinātnieki burtiski “iešauj” savu DNS šūnā. Rezultātā šādas "lodes" kopā ar to DNS tiek iestrādātas īstajā vietā.
Pozitīva vērtība
Audzēšana neļāva iegūt augus ar lielu vitamīnu daudzumu. Bioķīmijas attīstība sniedza šādu iespēju. Piemēram, "zelta rīsi" tika audzēti ar augstu A vitamīna saturu. Zemenes ieguva ar augstu C vitamīna saturu. Tika ražotas sojas pupiņas, kurās E vitamīna daudzums tika palielināts piecas reizes.
Ar augu palīdzību tiek ražotas dažādas vērtīgas olb altumvielas, vakcīnas, antivielas. Ar augu sistēmu palīdzību rūpnieciskā mērogā tiek radīti rekombinantie proteīni. Pats pirmais cilvēka augšanas hormons tika iegūts 1986. gadā. Kopš tā laika ir sintezēti daudzi proteīni, tostarp:
- avidīns (izmanto molekulārās bioloģijas pētījumos);
- kazeīns (piena proteīns, ko izmanto kā uztura bagātinātāju);
- kolagēns un elastīns (olb altumvielas zālēm).
Ar ģenētiski modificētu augu organismu palīdzību tiek risināti vides attīrīšanas jautājumi. Piemēram, tiek radīti augi-bioloģiski noārdītāji. Tie var palīdzēt sadalīt eļļu un citas bīstamas vielas plašā teritorijā.
Ūdens un augsnes attīrīšanai var izmantot augus, kas absorbē no apkārtējās vides kaitīgās vielas, īpaši smagos metālus. Šādos eksperimentos tabaka, kurai piemīt visas šīs spējas, ir vadībā.
JādaraAttīrīšanas uzdevumiem augi tiek stādīti piesārņotajās vietās, pēc tam novāc ražu un sēj ar jaunu “attīrītāju” partiju. Lai attīrītu ūdeni, šādi augi ar to sakņu sistēmu ir jāiegremdē ūdens šķīdumos.
Nozares tendences
Transgēno augu iegūšanas process ietver vairākas sastāvdaļas:
- Attīstām šķirnes ar augstu ražu.
- Ražu radīšana, kas spēj saražot vairākas kultūras gada laikā. (Piemēram, zemenes audzē, kas vienā vasaras sezonā nes augļus divas reizes.)
- Pret kukaiņiem izturīgu transgēnu augu iegūšana. (Ir kartupelis, kas iznīcina kartupeļu lapu vaboli.)
- Attīstām šķirnes, kas spēj izturēt visus laikapstākļus.
- Augu audzēšana, kas ražo dzīvnieku olb altumvielas. (Ķīna izstrādāja tabakas celmu, kas ražo cilvēka laktoferīnu.)
Transgēno augu izmantošana palīdz atrisināt vairākas problēmas, tostarp: pārtikas trūkums, agrotehniskās grūtības, farmakoloģijas attīstība un daudzas citas. Pateicoties ģenētiski modificētiem augiem, kaitīgie pesticīdi, kuriem ir kaitīga ietekme uz vidi, kļūst par pagātni. Pret kukaiņiem izturīgi transgēni augi nav fantāzija, bet gan ļoti reāla parādība lauksaimniecības nozarē.
Atšķirības starp ģenētiski modificētiem un dabīgiem augiem
Vienkāršs lajs nevar atšķirt dabiskos un transgēnos augus. To nosaka laboratorijas testi.
Krievijas Veselības ministrija2002. gadā ražotājiem bija jāmarķē produkti, kas satur vairāk nekā piecus procentus ģenētiski modificēta materiāla. Bet patiesībā šādu marķējumu gandrīz neviens neliek. Atbilstošās pārbaudes regulāri atklāj šādus pārkāpumus.
Lai iegūtu tiesības ievest, saņemt un pārdot ģenētiski modificētus produktus, ir valsts reģistrācija, kas ir maksas procedūra. Tas ir ārkārtīgi neizdevīgi pārtikas ražotājiem.
Marķējums uz produkta nebūt nenozīmē, ka pārtika kaitēs cilvēkam. Tikmēr daudzi pircēji to uzskata par bīstamu signālu.
Ģenētiski modificēti augi – kas tie ir?
Visas 10 transgēno augu sugas ir reģistrētas un pārbaudītas Krievijā. Tie ietver:
- divu veidu sojas pupiņas;
- piecas kukurūzas šķirnes;
- divas kartupeļu šķirnes;
- bietes;
- cukurs no šīm bietēm.
Rietumos ģenētiski modificētām precēm ir uzlīmes, tās ir nosētas ar veikalu plauktiem. Arī Krievijā ir daudz līdzīgu produktu, lai gan uz tiem nav atbilstoša marķējuma. Taču visas šīs preces tiek vestas no citām valstīm. Krievijā ģenētiski pārveidotas kultūras līdz šim ir atrodamas tikai zinātniskos eksperimentos. Zinātnieku patiess lepnums ir kartupelis, kas nogalina kartupeļu lapu vaboles.
Vides speciālisti iebilst pret šādiem kartupeļiem. Ir veikti pētījumi, kas pierādījuši, ka, ēdot šādus kartupeļus žurkām, mainās asins formula, attiecībaķermeņa orgāni, ir dažādas patoloģijas. Tomēr, pēc zinātnieku domām, tas nav iemesls, lai noraidītu nozari kopumā.
Transgēnu attīstība ir daudz vienkāršāka nekā audzēšanas metodes un dažreiz pat drošāka. Transgēnie produkti ir daudz lētāki nekā dabiskie produkti, tāpēc tie ir pieprasīti mazattīstīto valstu vidū. Nākotnē dabīgie dārzeņi un gaļa kļūs par mazo veikalu precēm ar augstām cenām.
Ģenētiski modificēto augu priekšrocības un trūkumi
Pastāv divi pretēji viedokļi par transgēno tehnoloģiju vērtību. Daži zinātnieki uzskata, ka genotipa datu transformācija ir pilnīgi droša cilvēka organismam un ļoti noderīga lauksaimniecības attīstībai. Citi uzskata, ka šādu pārvērtību rezultāts parādīsies tikai pēc daudziem gadiem.
Transgēno augu parādīšanās arī ir sadalījusi pasauli uz pusēm. Starp tiem, kas atbalsta, ir ASV, Kanāda, Austrālija, Argentīna un daudzas citas. Eiropa un daudzas valstis ar atpalikušu lauksaimniecības sistēmu ir pret to.
Arguments pret transgēniem augiem ir uzskats, ka šādas kultūras galu galā pašas pārtaps par neiznīdējamām nezālēm vai apvienosies ar citiem stādījumiem, piesārņojot vidi. Protams, tas ir pilnīgi iespējams.
Situācija pasaulē un Krievijā
Ģenētiski modificētas preces Eiropas plauktos ir ļoti reti sastopamas. Valdības iestādes pieņem stingrus likumus, kas pieprasa šādu produktu marķēšanu. Ir arī DNS noteikumi. Līdzīga pozīcija Eiropāir politisks un ekonomisks raksturs.
Krievijā tādu likumu vēl nav. Tomēr nav tiesību aktu, kas atļautu stādīt ģenētiski modificētas kultūras. Ir iespējams veikt izstrādi jaunu šķirņu iegūšanai, kā arī atļauts ievest ģenētiski transformētus produktus no ārvalstīm. Transgēnās sojas pupiņas un kukurūza tiek importēta uz Krieviju.
Sabiedrisko viedokli par situāciju ar ģenētiski modificētām precēm veido mediju pārstāvji. Viņi uzpūš skandālus un nostājas ģenētiski modificēto produktu ienaidnieku pusē. Zinātniskie pierādījumi par tā drošību paliek ēnā.
Vai ir iemesls bažām?
Visiem augiem, kas pakļauti ģenētiskai transformācijai, tiek veiktas obligātas drošības pārbaudes, pirms tie tiek apstiprināti masveida lietošanai. Valdības departamenti pēta šo kultūru audzēšanas vides un toksikoloģiskos riskus. Nopietnas bīstamas sekas pēc ģenētiski modificētas pārtikas lietošanas vēl nav reģistrētas.
Gēnu inženierija piedāvā diezgan gaišu skatījumu: transgēnie augi neslimo un nesapūš. Bet neaizmirstiet seno teicienu: "Daba necieš tukšumu." Kur iet slimības un kaitēkļi? Vai parazīti paliks bez ēdiena un mirs? Pie kā šī parādība novedīs, joprojām nav skaidrs.
Saskaņā ar transgēno tehnoloģiju pretiniekiem, gēnu inženieri izdara vardarbību pret dabu. Viņi, atšķirībā no audzētājiem, pārvieto jebkurus gēnus jebkurā virzienā, kasneizbēgami noved pie postošām sekām. Taču savulaik ķirurgi tika apsūdzēti par bezkaunību iejaukties cilvēka organismā, taču mūsdienās medicīna ir gājusi tālu uz priekšu, un ārstu rīcība strīdus neizraisa.
Lai kā arī būtu, progresu apturēt nav iespējams. Visticamāk, ka transgēnu augu izmantošana ir lauksaimniecības nozares tuvākā nākotne. Turklāt gēnu inženierijas attīstība spēs palīdzēt lauksaimniecībai izkļūt no daudzām sarežģītām situācijām. Un jaunās biotehnoloģijas sniegs risinājumu citām problēmām (pārtikas, tehnoloģiskajām un politiskajām).
Tagad kļūst skaidrs, kas ir transgēnie augi (GMP), ikviens raksta lasītājs var sniegt piemēru un atbildēt uz šo jautājumu.
