Реферат: Спасти растения - спасти себя
В южноамериканских Андах земледельцы выращивали разные сорта картофеля, и лишь некоторые из этих сортов были неустойчивы к фитофторе. Поэтому в этой местности картофельная болезнь не достигла размеров эпидемии. Разнообразие видов и разнообразие внутри видов служит защитой от такого рода бедствий. Если же выращивать лишь один сорт повсеместно, то эта стратегия выживания сводиться на нет, повышается риск заболевания растений, а это грозит потерей урожая в целом регионе. Чтобы избежать этого, многие земледельцы вынуждены применять большое количество пестицидов, гербицидов и фунгицидов, хотя эти химикаты наносят огромный вред окружающей среде.
ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ.
Почему же земледельцы перестают сажать свои местные сорта и переходят к выращиванию одной, стандартной культуры? Обычно это происходит под экономическим давлением. Ожидается, что с полей, на которых выращивается лишь одна культура, будет легче собирать урожай, что плоды будут привлекательными на вид, растения устойчивыми к порче и обладающими высокой продуктивностью. Широкий масштаб эта тенденция приобрела в 1960-е годы, этот период в последствии назвали «зеленой революцией».
В странах, где часто бывает голод, правительство и крупные фирмы вели усиленную пропаганду с целью склонить земледельцев к переходу от выращивания разнообразных культур к выращиванию одного стандартного высокопроизводительного вида зерновых культур, в особенности риса и пшеницы. Эти «чудо»-зерновые назвали решением проблемы голода в мире. Однако стоили они не дешево, – цена семян в три раза превосходила цену семян привычных для этой местности культур. Чтобы собрать хороший урожай, нужны были также химикаты и удобрения, не говоря уже о такой дорогостоящей технике, как тракторы. Но при финансовой поддержке правительства «зеленая революция» все же произошла. «Хотя она и спасла миллионы людей от голода, – говорит Рейберн, – сейчас она грозит подорвать продовльственную безопасность мира».
В сущности, «зеленая революция» смогла достичь краткосрочных целей за счет создания долговременного риска. Вскоре уже на всех континентах перешли к выращиванию монокультур, при этом интенсивное применение удобрений увеличило рост сорняков, а пестициды, помимо вредителей, уничтожили и полезных насекомых. На рисовых плантациях из-за токсичных химикатов погибла рыба, креветки, крабы, лягушки, а также съедобные дикорастущие растения, которые ценятся как дополнительные продукты питания. Применение химикатов привело также и к отравлениям среди земледельцев.
Преподаватель биологического факультета Открытого Университета в Великобритании д-р Мей Ван Хо написала: «Теперь нет сомнений в том, что появление монокультур в период «зеленой революции» неблагоприятно сказалось на биоразнообразии и ситуации с продовольствием во всем мире». По данным Продовольственной и Сельскохозяйственной Организации ООН, 75 процентов генетического разнообразия культивируемых растений, существовавшего сто лет назад, потеряно главным образом из-за индустриализации сельского хозяйства.
Бюллетень, изданный институтом «World Watch», предупреждает о том, что «переход к генетическому однообразию несет с собой огромный риск». Как снизить этот риск? Необходимы специалисты по сельскому хозяйству, сильные химикаты, а также финансовая помощь фермерам. Но эти меры не дают полной гарантии. Генетическое единообразие во многом спровоцировало гибель от фитофтороза больших посевов кукурузы в Соединенных Штатах и привело к потере 200 тысяч гектаров риса в Индонезии. Недавно началась новая сельскохозяйтсвенная революция, которая открывает возможность манипулировать жизнью на более фундаментальном уровне – уровне генов.
ГЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ.
Исследования в области генетики привели к созданию новой прибыльной индустрии – биотехнологии. Уже само название показывает, что это объединение биологии и современных технологий посредством генной инженерии. Некоторые новые биотехнологические компании специализируются на сельском хозяйстве и усиленно трудятся над созданием семян растений, дающих большие урожаи, устойчивых к болезням, засухе, морозам и позволяющих сократить применение опасных химикатов. Если бы такие цели действительно достигались, то польза была бы неоспоримой. Но некоторые выражают обеспокоенность по поводу генетической модификации культур.
«По природе генетическое разнообразие имеет определенные пределы», говориться в одной книге. – Розу можно скрестить лишь с другим видом розы, но роза никогда не скрестится с картошкой. А с помощью генетической инженерии можно пересадить гены одного биологического вида совершенно другому и таким образом перенести в него желаемые свойства или особенности. Так, взяв у арктической рыбы, например мелкой камбалы, ген, отвечающий за антифризные свойства, можно перенести его в картошку или клубнику, чтобы повысить их морозоустойчивость. Теперь стало возможным «конструировать» растения при помощи генов, выделенных из бактерий, вирусов, насекомых, животных и даже людей» («Genetic Engineering, Food, and Our Environment»). По сути, биотехнологии позволяют людям разрушать генетические барьеры, отделяющие одни биологические виды от других.
В зависимости от района проживания на завтрак, на обед или на ужин могут попадаться генетически измененные продукты. Например, картофель со «встроенной» способностью вырабатывать вещества, отпугивающие насекомых-вредителей, или помидоры, пригодные для длительного хранения. На упаковке не всегда указывают, что продукт или ингредиенты генетически модифицированы, а по вкусу едва можно отличить их от натуральных.
В это время трансгенная соя, кукуруза, рапс и картофель растут в Аргентине, Бразилии, Канаде, Китае, Мексике и Соединенных Штатах. По данным одного отчета, «в 1998 году 25 процентов кукурузы, 38 процентов сои и 45 процентов хлопка, выращиваемых в Соединенных Штатах, были генетически модифицированы с целью создания растений, устойчивых к гербицидам или способны вырабатывать пестициды». К концу 1999 года во всем мире приблизительно на сорока миллионах гектаров земель с коммерческими целями выращиваются генетически модифицированные культуры, хотя не все из них пищевые культуры.
Генетическим модифицированием продуктов питания занимается пищевая биотехнология, которая при помощи современной генетики улучшает растения, животных и микроорганизмы, выращиваемые для пищевой промышленности. Конечно, экспериментирование с живыми организмами старо, как само сельское хозяйство. Первый скотовод, который спарил лучшего быка с лучшей коровой из своего стада для улучшения породы, уже занимался примитивной биотехнологией. Первый пекарь, положивший в тесто дрожжи, использовал ферменты микроорганизмов для улучшения своих изделий. Такая традиционная биотехнология основывалась на использовании естественных процессов для изменения продуктов питания.
Современная биотехнология также использует живые организмы для модифицирования продуктов. Но, в отличие от традиционных методов, современная биотехнология позволяет производить прямые и точно заданные модификации генетических материалов, взятых из организмов. Это позволяет пересаживать гены абсолютно непохожих друг на друга организмов, составлять комбинации, невозможные в естественных условиях. Селекционеры теперь могут брать свойства одних организмов, – например, морозоустойчивость рыбы, устойчивость к заболеваниям от вирусов и сопротивляемость вредителям от бактерии из почвы – и вносить их в гены какого-либо растения.
Предположим, что фермер не хочет, чтобы картофель и яблоки, которые он выращивает, чернели при нарезке или ударе. На помощь приходит умение ученых, которые могут извлечь ген, отвечающий за почернение, и заменить его видоизмененным отрезком, блокирующим этот процесс. Или возьмем ситуацию, когда фермер хотел бы сажать свеклу раньше положенного срока, чтобы повысить урожайность. Обычно это невозможно, поскольку свекла замерзает в холодную погоду. Но здесь опять на помощь приходит биотехнология, которая может трансплантировать в растение гены некоторых рыб, не замерзающих в холодной воде. В результате получается свекла, которая выдерживает температуру до минус 6 градусов по Цельсию, - то есть морозоустойчивость этого растения увеличивается в два раза.
Однако пересадка одного гена может передать лишь ограниченные свойства. Чтобы повлиять на более сложные механизмы, такие, как рост или засухоустойчивость, нужны другие подходы. Современная наука еще не научилась умело обращаться со всем арсеналом генов. Тем более, многие из этих генов еще вообще не открыты.
Даже органичные генетические модификации растений дают сторонникам биотехнологии основание для оптимизма. Они говорят, что генетически модифицированные растения вызовут новую «зеленую революцию». Один из лидеров индустрии биотехнологии заявляет, что генетическая инженерия – это «многообещающий инструмент, который может производить большее количество продуктов питания» для населения планеты, которое увеличивается каждый день приблизительно на 230 тысяч человек.
Использование генетически модифицированных культур уже помогло снизить стоимость продуктов питания. В некоторые растения, потребляемые в пищу, был введен ген, который вырабатывает натуральный пестицид. Это означает, что отпадает необходимость распылять токсические химикаты на гектарах посадок. Сейчас работают над модифицированием бобовых и зерновых с повышенным содержанием протеина, которые будут хорошим подспорьем в более бедных частях мира. Такие «суперрастения» смогут передать свои новые полезные гены и свойства следующим поколениям, давая обильные урожаи на малорентабельных землях в бедных, перенаселенных странах.
«Несомненно, фермерское дело во всем мире нужно улучшать, – сказал президент одной из лидирующих биотехнологических фирм. – И мы будем делать это, применяя биотехнологии, чтобы на уровне молекул и отдельных генов делать то, что селекционеры проделывали с целыми растениями на протяжении столетий. Мы создадим улучшенные продукты, которые будут удовлетворять особые потребности, сделаем это быстрее, чем прежде».
Подобно «зеленой революции», так называемая «генетическая революция» только усугубляет проблему генетического разнообразия. Некоторые считают, что эта проблема обостряется вследствие того, что генетики могут клонировать и искусственно выращивать абсолютно идентичные копии, или клоны. Следовательно, беспокойство по поводу уничтожения биоразнообразия не снимается. Появление генетически измененных растений ставит на повестку дня новые вопросы. Например, как эти растения могут повлиять на нас и на окружающую среду. «Мы вслепую мчимся к новой эре сельскохозяйственных технологий, имея большие надежды, незначительные препятствия и почти ничего не зная о том, что она принесет с собой», – говорит Джереми Рифкин. Так, например, в журнале «New Scientist» сообщается о том, что в Европе сахарная свекла с генетически модифицированным свойством сопротивляться одному виду гербицидов случайно приобрела гены, создающие сопротивляемость и другим видам гербицидов. «Странствующий» ген попал в сахарную свеклу в результате случайного перекрестного опыления с другой выведенной разновидностью сахарной свеклы, обладающей устойчивостью к иному виду гербицидов. Некоторые ученые боятся, что распространение устойчивых к гербицидам культур приведет и к появлению устойчивых к гербицидам сорняков.
Также, по утверждению специалистов в области сельского хозяйства, поспешное стремление выдвинуть генетическую инженерию в качестве решения мировой проблемы нехватки продовольствия отрицательно сказывается на проведении современных исследовании растений. Хотя эти исследования не отличаются экзотикой, они приносят не менее важные результаты, которые могли бы способствовать решению проблем в бедных странах мира. «Мы не должны гнаться за непроверенной технологией, тогда как существует много других эффективных способов решения продовольственной проблемы», – говорит Ханс Херрен, специалист по борьбе с болезнями растений.
Безопасна ли генетически измененная еда? Представляет ли опасность для окружающей среды применение научных технологий для выращивания генетически модифицированных культур? В Европе ведутся горячие дебаты по поводу генетически модифицированных продуктов. Вот что сказал один противник генной инженерии из Англии: «Я выступаю против генетически модифицированной еды, потому что считаю ее небезопасной, нежеланной и ненужной».
Потенциальная опасность.
Биотехнология стала развиваться в таком стремительном темпе, что ни закон, ни ведущие контроль учреждения не могут уследить за ней. Исследовательская работа едва ли сможет предотвратить возникновение непредвиденных последствий. Все больше критиков предупреждает о том, что результаты могут быть неожиданными, начиная с серьезных изменений в экономике фермерского хозяйства во всем мире и кончая разрушением природной среды и опасностью для здоровья людей. Ученые предупреждают, что обширных методов исследования, которые могли бы гарантировать долгосрочную безопасность генетически модифицированной пищи, еще не существует. Они указывают на целый ряд потенциальных опасностей:
· Аллергические реакции. Если ген, отвечающий за выработку протеина, вызывающего аллергию, попадает, например, в кукурузу, то люди, которые страдают пищевой аллергией, могут подвергнуться серьезной опасности. Несмотря на то, что агентства, осуществляющие контроль за качеством продуктов, требуют от компаний-производителей сообщать о том, содержится ли в их продукте какой-либо из протеинов, способный вызвать аллергическую реакцию, некоторые исследователи опасаются, что какой-нибудь аллерген может остаться неопознанным.
· Возрастание токсичности. Некоторые специалисты считают, что генетическая модификация может неожиданно увеличить естественную токсичность растения. Когда какой-то «встроенный» ген начинает свою работу, то, помимо ожидаемых результатов, он может также вызвать выработку естественных токсинов.
· Сопротивляемость антибиотикам. В процессе генетической модификации для определения того, прижился ли «встроенный» ген, ученые используют так называемые гены-маркеры. Поскольку большая часть генов-маркеров развивает в организме невосприимчивость к действию антибиотиков, критики опасаются, что это может внести свой вклад в проблему устойчивости к антибиотикам. Но другие ученые считают, что такие гены изменяются до того, как могли бы начать свое действие, и опасаться по этому не стоит.