- Dr. Jurgis KULPYS, LIETUVOS VETERINARIJOS AKADEMIJA
- Mano ūkis
Ilgus amžius kultūrinių augalų ir naminių gyvulių veislės buvo kuriamos parenkant individus, pasižyminčius žmogui reikalingomis ar tiesiog patinkančiomis savybėmis, ir juos kryžminant tarpusavyje. Taip buvo išvestos veislės, kurios skyrėsi nuo savo laukinių protėvių didesniu produktyvumu, spartesniu augimu ar vystymusi.
XX amžiuje genetikos mokslas padidino selekcijos galimybes, tačiau jos esmės nepakeitė. Selekcijos objektu vis dar buvo vientisas organizmas, t.y. visi jo požymiai, o ne viena atskira jo ypatybė. Tad su reikalingais požymiais gali būti perduodamos ir nepageidautinos savybės.
Galima derinti kelių organizmų savybes
Praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje padėtis iš esmės pasikeitė. Patobulinta genų inžinerijos technologija leido manipuliuoti ne visu organizmu, bet jo viena atskira savybe. Tai atliekama dirbtinai perkeliant atskirus genus iš vieno organizmo į kitą. Tokiu būdu galima derinti ne tik vienos rūšies paveldimas savybes, bet ir tarpusavyje labai besiskiriančių rūšių požymius. Taikant šiuos metodus, buvo siekiama padidinti augalų maistinę vertę ir sukurti tokius augalus, kurie būtų atsparūs virusams ir vabzdžiams kenkėjams, pakantūs herbicidams arba galintys augti užterštoje toksinėmis medžiagomis dirvoje.
Genų inžinerijos veikimo mechanizmo esmė – ląstelių genetinės informacijos pakeitimas norima linkme. Bakterijų, grybų, ir aukštesnių gyvybės formų organizmų genetinės informacijos sandaros principas iš esmės yra toks pat. Jis susideda iš keturių skirtingų cheminių junginių, t.y. N (nukleotidų) bazių – adenino (A), timino (T), guanino (G) ir citozino (C) - sekos. Tačiau kiekvienoje chromosomoje mononukleotidų junginių seka yra kitokia, skirtingo ilgio, ir tai nulemia paveldimus organizmo požymius. Kiekviena genetinės informacijos grandinė išsidėsto spirale antilygiagrečiai ir turi savo porininkę. Tokia dviguba grandinė vadinama dezoksiribonukleinine rūgštimi (DNR), kuri visose gyvose ląstelėse yra dauginimosi ir paveldimumo pagrindas.
Biocheminiuose gyvybės procesuose minėta dviguba DNR chromosomų grandinė yra tarsi matrica, kuri nulemia visus organizmo požymius. Dėl to ir yra galimybė paimti kurią nors DNR grandinės atkarpą ir perkelti ją į kito organizmo DNR, taip sukuriant naują šios grandinės variantą, su nauja genetine informacija. Šis biologinis principas ir sudaro teorinį genų inžinerijos pamatą. Praktinis žingsnis, įtvirtinęs genų inžineriją, buvo pasiektas maždaug prieš du dešimtmečius, kai mokslininkams Herbertui Boirui (Herbert Boyer, JAV Kalifornijos universitetas) ir Stenliui N. Kohenui (Stanley N. Cohen, Standfordo universitetas) pavyko perkelti į kultūrinių augalų ląsteles dirvos bakterijų Agrobakterium thuringiensis Bt genus, gaminančius insekticidines – vabzdžius kenkėjus žudančias medžiagas. Taip buvo sukurtos pirmosios genetiškai pakeistos Bt augalų kultūros. Vėliau buvo panaudotos ir Agrobakterium tumefaciens Ti plazmidės. Tai padidino kultūrinių augalų atsparumą vabzdžiams kenkėjams ir jų derlingumą.
Genetiškai pakeisti augalai derlingesni ir atsparesni
Kukurūzai, medvilnė, bulvės ir tabakas buvo vieni iš pirmųjų tokiu būdu modifikuotų augalų. Auginant genetiškai pakeistus augalus, mažiau naudojama insekticidinių preparatų, todėl ir aplinka mažiau teršiama. Taigi genų inžinerijos metodais pakeisti augalai gali įgauti gerų savybių. Jau sukurti arba kuriami augalai, atsparūs sausrai, karščiui, šalčiui, augalai, gerai augantys druskingoje dirvoje, kurioje mažai maisto medžiagų. Jeigu genetiškai modifikuotiems ryžiams auginti ateityje reikėtų mažiau vandens, tai taip pat turėtų teigiamą poveikį gamtai. Užtvindytuose ryžių laukuose gyvenančios bakterijos išskiria daug metano, kuris sukelia šiltnamio efektą ir tokiu būdu veikia žemės klimato atšilimą.
Atrodytų, kad naujos žemės ūkio produkcijos didinimo galimybės atsirado pačiu laiku. Daugėjant pasaulio gyventojų, iškilo maisto išteklių trūkumo problema. Šiuo metu apie 800 mln. žmonių visame pasaulyje badauja. Beveik penktadalis iš jų – besivystančiose šalyse. Dėl maisto trūkumo pasaulyje kasmet miršta apie 6 mln. vaikų. Ką jau kalbėti apie tai, kad 2030 metais, kaip prognozuojama, Žemėje gyvens 2 mlrd. daugiau žmonių negu šiuo metu. Suprantama, kad žemės ūkio augalų genetinei modifikacijai skiriama daug dėmesio ir didelės lėšos. Pavyzdžiui, Jungtinės Amerikos Valstijos per metus tam išleidžia per 2 mlrd. dolerių.
Genetiškai pakeistų augalų plotai didėja
ES Žemės ūkio komisijos duomenimis, 1996 metais pasaulyje genetiškai pakeistais augalais buvo užsėta 2,6 mln. ha, daugiausia JAV. Per kelerius metus šių augalų plotai sparčiai padidėjo. 1999 metais pasaulyje šis plotas jau padidėjo iki 41,5 mln. ha. Iš jų beveik 70 proc. buvo auginama JAV, 14 proc. Argentinoje, 9 proc. Kanadoje. Po kelis tūkstančius hektarų tokių augalų buvo auginama ir Europos šalyse – Ispanijoje, Rumunijoje, Prancūzijoje, Portugalijoje ir Ukrainoje.
Daugiausia 1999 metais buvo auginama genetiškai pakeistų sojų ir kukurūzų (atitinkamai 53 ir 27 proc.). Genetiškai pakeistos sojų pupelės sudarė net trečdalį visos pasaulio sojų pupelių produkcijos. Kiti auginami augalai buvo medvilnė ir rapsai, kurie sudarė maždaug po 9 proc. visų pakeistų augalų.
Azijoje stambiausia genetiškai pakeistų augalų augintoja yra Kinija. Nors jai teko tik 3 proc. viso ploto, apsėto pasaulyje 1999 metais, tačiau tarp besivystančių šalių Kinija skiria daugiausia lėšų genetinės modifikacijos tyrimams. Tais pačiais metais ji paskyrė 112 mln. JAV dolerių. Turint galvoje Kinijos gyventojų skaičių, nereikėtų stebėtis tokiu dideliu jos dėmesiu šiai mokslo krypčiai.
Mūsų krašte kai kurie augalų genų perkėlimo metodai Lietuvos žemdirbystės institute pradėti taikyti jau 1985 m. Auginant transgeninius augalus, ypač intensyviai dirbama nuo 1996 m. Mokslininkų pastangomis, taikant biotechnologijos metodus, kuriamos naujos atsparesnės ligoms veislės, gaunami geresni derliai. Stengiamasi sukurti augalus, kuriems reikėtų mažiau trąšų.
Lietuvoje, bendradarbiaujant su užsienio biotechnologinėmis kompanijomis KWS, „DLF Trifolium“ ir „Novartis“ tyrinėti tokie įgyjantys atsparumą įvairiems veiksniams transgeniniai augalai: vabzdžiams ir herbicidams atsparūs cukriniai ir pašariniai runkeliai, kukurūzai; virusams atsparios bulvės; šalčio nebijantys rapsai. Manoma, kad, įvedant įvairių genų į aliejinius augalus, bus gaunama daugiau nesočiųjų riebalų rūgščių ir aliejaus.
Tykantys pavojai
Mokslininkai tyrinėja, kaip panaudoti transgeninių augalų savybes, kad jos žmonėms padėtų išvengti vėžinių ligų, gydyti širdies ir kraujagyslių sistemos sutrikimus, įveikti organizmo senėjimo procesus, įgyti imunitetą kai kurioms ligoms. Įvairios genetiškai modifikuotų augalų savybės panaudojamos, gaminant vitaminus, vaistus, vakcinas.
Išplitus genetiškai pakeistiems produktams, pradėta įtarti, kad kai kurie žmonės, vartojantys išaugintus sukryžmintų augalų vaisius bei sintezės būdu gautus produktus, suserga alergijomis ir kitomis sunkiai pagydomomis ligomis. Pastebima, kad nepageidautinos ypatybės dažnai paaiškėja, jau atsiradus organizmo pakenkimo požymiams. Tai ir kelia susirūpinimą. Nelaimių neįmanoma numatyti, jei neatliekami išsamūs tyrimai, arba gerai nesusipažįstama su tyrinėjimų medžiaga, neapsvarstomos pasekmės, vaikomasi vien rezultatų, arba gaunami neįtikėtini rezultatai ir laiku nesusigriebiama, ko reikėtų imtis toliau.
Kalbant apie medžiagų apykaitą organizmuose, svarbu išsiaiškinti konkrečius atvejus, atsižvelgti į specifines augalų savybes, į tai, kurias medžiagas jie gali metabolizuoti. Tačiau gana sunku nuspėti, kas slypi mokslinių tyrimų darbuose, nes dažnai tenka susipažinti jau su gatavu produktu. Dėl pleotropijos (vieno geno poveikis keliems organizmo požymiams) taip pat gali atsirasti įvairių veiksnių, sukeliančių naujų pakitimų, pavyzdžiui: dėl pakeistų augalų savybių žmogaus organizme taip pat gali atsirasti pokyčių (pakisti hemoglobinas ir kt.). Paveikti organizmą gali ir visai nenuspėjamos priežastys, pavyzdžiui, augalams žydint, vėjas gali nunešti žiedadulkes ant toliau žydinčių augalų ir taip įvykti susikryžminimas. Modifikuotų augalų sėklų į dirvą gali patekti netyčia, ir tokie augalai pradeda daugintis savaime. Be to, dažnai genų inžinerijos kompanijos stengiasi į savo rankas paimti ir sėklininkystės ūkius. Tada jau iš tikrųjų, valgydamas tokios kompanijos išaugintų vaisių, daržovių ar javų, kažin ar sužinosi, ką vartoji.
Amerikiečiai tolerantiški modifikuotų augalų produktams
Pagal mokslininkų pateiktus apklausos duomenimis, įvairių kraštų žmonės laikosi skirtingų nuomonių dėl transgeninių augalų auginimo. JAV net per 70 proc. gyventojų pritaria, kad tokie augalai būtų auginami, Kanadoje – šiek tiek daugiau negu 11 proc., Prancūzijoje – beveik 5 proc., Japonijoje – tik per 1 proc. Vokietijoje net 66 proc. apklaustųjų mano, kad genetiškai modifikuotas maistas yra nenaudingas nei žemės ūkiui, nei maisto pramonei. Italijoje 67 proc. žemdirbių nenori auginti šių kultūrų, Latvijoje net 72 proc. apklaustųjų nenori pirkti genetiškai modifikuoto maisto.
Diskutuojant apie genų inžineriją, svarbu nugalėti ir vartotojų baimę, kuri, visų pirma, yra nepakankamas informacijos apie tikruosius šios naujos technologijos rizikos faktorius rezultatas. Žinoma, reikia visokeriopai stiprinti ir kontrolės bei teisinės bazės mechanizmus.
Lietuvoje parengtas „Genetiškai modifikuotų organizmų įstatymas“ (2001 06 12 IX – 375). Be to, 2002 m. patvirtintas bendras Aplinkos ir Sveikatos ministerijų bei Valstybinės maisto ir veterinarijos tarnybos įstatymas Nr. 682/688/754 „Dėl genetiškai modifikuotų organizmų, jų produktų ir gaminių Lietuvos Respublikoje klasifikavimo ir ženklinimo tvarkos patvirtinimo“. Rengiami ir kiti dokumentai šiais klausimais pagal ES direktyvas, kurios nurodo modifikuotų augalų reglamentacijos ir taikymo nuostatas jų vartojimo, pavojaus bei saugos normatyvus.
Genų inžinerijos saugumo srityje atsižvelgiama ir į ES direktyvas bei kitų šalių patirtį. Teigiama, kad genų technologijos būdu pagaminti maisto produktai ir pašarai yra ne mažiau saugūs negu tradiciniai ir nepasižymi didesniais rizikos veiksniais. Todėl JAV šiuo metu vartojami ir genetiškai pakeisti pomidorai, sojų pupelės ir bulvės. Didžiojoje Britanijoje Nacionalinė patariamoji komisija nutarė, kad 4 genetiškai modifikuoti produktai: pomidorų sultys, rapsų aliejus, sojos ir alaus mielės yra nekenksmingi sveikatai.
Perspektyvos
Genetiškai modifikuoti augalai pvz. Bt kukurūzai, sojos, rapsai plačiai vartojami gyvuliams šerti. Atlikti bandymai JAV, Vokietijoje ir kitose šalyse leidžia teigti, kad genetiškai modifikuoti pašarai neturi neigiamos įtakos nei gyvūnų sveikatai, nei produktyvumui.
Šiuo metu biotechnologijų plėtra vyksta taip sparčiai, kad be jos neįsivaizduojamas ekonominis augimas. O tai reiškia, kad genetiškai modifikuoti organizmai yra ir bus naudojami įvairiose srityse ir įvairiais mastais. Jau nebediskutuojama apie biotechnologiniu būdu gaminamų vaistų, vakcinų, hormonų ir į juos panašių baltymų naudą bei perspektyvas.