Проверка на вредность

Мировой продовольственный кризис разгорается. Неудивительно, что интерес к трансгенным сельскохозяйственным культурам, которые всегда считались дешевой пищей для бедных, растет как на дрожжах.

Еще бы: "вставки" генов придают растениям новые свойства, очень полезные для сельхозпроизводителя. С их помощью можно быстро увеличить производство продуктов, которых так не хватает. К примеру, ген медузы, добавленный в геном картофеля, сделал новую культуру морозоустойчивой. А с помощью "вставок" генов бактерий, которые отвечают за выработку белков, токсичных для определенных насекомых, можно получить кукурузу, сою, свеклу, томаты, несъедобные для вредителей или нечувствительные к гербицидам. Выгода очевидна.

Сейчас более 100 миллионов гектаров в мире уже засеяно генно-модифицированными растениями: соей, кукурузой, хлопчатником... Однако многих волнует вопрос: не создаст ли себе человечество вместе с трансгенными культурами новую головную боль, выпустив джинна из бутылки?

До сих пор, обсуждая его, ученые зачастую использовали лишь умозрительные аргументы. Впрочем, похоже, вскоре разговор пойдет совсем по-другому. Российский научный проект, который через Международный научно-технический центр выполняется по заказу Агентства по защите окружающей среды США, рассчитан на то, чтобы создать объективные методики оценки возможных экологических рисков, связанных с применением чудо-растений.

"Мы постараемся выработать по возможности простые, надежные и объективные критерии проверки экологической безопасности трансгенных культур и создадим для этого унифицированные тест-системы", - говорит координатор проекта, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского центра токсикологии и гигиенической регламентации биопрепаратов Анатолий Марченко. Проект объединяет ученых разных специальностей - все они привнесут в программу свои наработки.

Специалисты Всероссийского НИИ фитопатологии, участвующие в новой программе, уже восемь лет занимаются изучением генно-модифицированных растений. Сначала исследователи проверили эффективность трансгенных культур, год за годом методично высаживая их в грунт на опытном участке и возделывая в соответствии с рекомендациями фирм-производителей. Довольно скоро выяснилось, что их урожайность не так уж сильно превосходила обычную - в среднем в полтора раза. К тому же после нескольких лет применения трансгенных растений на одной и той же экспериментальной делянке урожаи начинали падать. "Так что представления о том, что с помощью модификации генов можно добиться небывалых урожаев, пока не оправдываются", - делает вывод заведующий отделом гербологии Всероссийского НИИ фитопатологии академик Россельхозакадемии Юрий Спиридонов. - В среднем в мире с помощью генно-модифицированных культур удается увеличить урожаи лишь на 20 процентов".

Впрочем, и эти двадцать процентов могут оказаться спасительными. Особенно для российского сельского хозяйства с его низкой урожайностью. Подсчитано, что приблизительно 37-40 процентов суммарного ущерба урожаю из-за плохой агротехники наносят сорняки и еще 30 процентов - вредители и болезни. Так что соблазн разом разделаться с этими проблемами, высадив чудо-растения, не требующие тщательного ухода, у многих велик. Впрочем, специалисты часто сравнивают трансгенные растения с антибиотиками, которые не только спасли человечество от многих инфекций, но и стали причиной возникновения микроорганизмов, устойчивых к лекарствам. Многолетние наблюдения ученых над генно-модифицированными растениями свидетельствуют, что нечто подобное вполне может случиться и с сообществом почвенных микроорганизмов.

Чтобы проверить эти предположения, трансгенные растения будут выращивать в фитотроне Всероссийского НИИ фитопатологии - там в лаборатории искусственного климата можно создать практически любые условия среды. Специальная коллекция почв из разных мест России позволит подобрать сразу несколько типичных для нашей страны видов грунта. В закрытых камерах, где выращивают растения, можно будет отрегулировать влажность и температуру воздуха, режим освещения, продолжительность дня и ночи. "Так мы быстро пройдем различные сценарии развития растений в самых разнообразных условиях, перепробуем десятки вариантов климата, состава почвы, влияния самых разных антропогенных факторов, - говорит Юрий Спиридонов. - И только потом, накопив экспериментальные данные и построив гипотезы, будем проверять их в открытом грунте, на опытном поле".

Прежде всего ученые проверят, не нарушают ли трансгенные растения состав микроорганизмов в почве. Изучат фотосинтез и дыхание листьев - отработанные методики для этого уже есть. Почему это необходимо? "Обычно создатели трансгенных культур утверждают, что генная "вставка" направлена всего лишь на один какой-то фактор, - говорит Спиридонов. - Биологи уже доказали, что это не так. Один и тот же ген контролирует сразу несколько процессов в жизни растения. Наша задача как раз и состоит в том, чтобы выяснить, не принесут ли изменения этих процессов беды в дальнейшем". Опыт работы с трансгенными культурами уже заставил ученых поставить некоторые вопросы, ответить на которые они надеются в ходе нового проекта. Например, исследователям приходилось изучать сорт картофеля с модификацией гена, которая позволяет растению стать несъедобным для колорадского жука. По их данным, картофель с измененным геном действительно хорошо сопротивлялся набегам жука, однако выяснилось, что он гораздо больше подвержен гниению при хранении, чем обычный картофель из контрольной партии. Значит, в нем не только содержался белок, токсичный для колорадского жука, но и какие-то обменные процессы были изменены. "Даже по внешнему виду такой картофель отличается от обычного - у него более интенсивная окраска клубней, - говорит Спиридонов. - Это, в частности, свидетельствует о том, что у этого растения активнее проходит азотный обмен".

Проверяя 45 видов микроорганизмов из почвы, в которой росли генно-модифицированные растения, ученые заметили, что с течением времени, после многолетних посадок, в ней постепенно изменяется состав бактерий, влияющих на образование доступных для растения форм азота. Как считают исследователи, возможно, именно это обстоятельство является причиной постепенного падения урожайности трансгенных культур. Ученые проверят и эту гипотезу. "Кроме того, очень слабо изучены и болезни растений, - считает Спиридонов. - Например, специалисты раньше обращали мало внимания на бактериальные возбудители. Они в основном боролись с болезнетворными грибами. Но при изменении биоценоза могут проснуться такие бактерии, которые раньше никогда не проявляли себя, и мы столкнемся с новыми инфекциями растений".

Еще одна серьезная опасность, о которой предупреждают ученые, связана с тем, что у растений, подвергшихся генной модификации, существуют близкие родственники - сорняки. Например, сельскохозяйственной культуре рапсу сродни обычная сурепка. Рядом с культурной соей частенько растет дикий вид, который и за сою-то принять трудно. Перенос пыльцы с одного растения на другое может вызвать к жизни новую разновидность трансгенных сорняков. К чему это приведет, пока трудно предсказать. Хорошо еще, если сорняки-мутанты окажутся только устойчивыми к гербицидам или несъедобными для вредителей... Другой вопрос, на который предстоит ответить ученым, такой: не окажется ли токсичный белок, содержащийся в трансгенных растениях, опасным для пчел, дождевых червей, мелких грызунов? Что случится, если он попадет в почвенные воды? Не пострадают ли от него обитатели водоемов? В НИЦ токсикологии и гигиенической регламентации биопрепаратов уже разработаны тест-системы, позволяющие провести все нужные проверки. Исследователи используют в экспериментах специальные линии животных. Однако основную опасность для живности, обитающей на полях, ученые видят в появлении насекомых-мутантов, адаптированных к постоянному действию токсинов, содержащихся в трансгенных растениях. "Если высаживать эти культуры в почву постоянно, со временем можно получить устойчивую популяцию таких вредителей - колорадских жуков или мотыльков. Конечно, исходя из подобных фактов, нужно сделать прогноз развития событий, - говорит Анатолий Марченко. - Этим в нашем проекте займется специальная группа математиков".

Ученые собираются исследовать устойчивость экологических систем с помощью математических моделей - это поможет понять, будет ли нанесен природе непоправимый вред. "Мы будем использовать несколько классов уравнений, - говорит заведующий лабораторией биофизики возбудимых сред Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН Александр Медвинский. - В частности, это уравнения типа "реакция-диффузия". Примерно так же описывают распространение инфекций, передачу нервного импульса по волокнам". Например, сейчас математики уже пытаются просчитать модели развития ситуации в случае, если насекомые, устойчивые к токсинам, содержащимся в трансгенных растениях, все же появятся. "Проблема состоит не только в том, что урожаи растений с измененным геном в этом случае будут падать, - считает Медвинский. - Главная опасность состоит в том, что динамика такой системы оказывается плохо предсказуемой, в ней появляется "динамический хаос": режим, при котором малейшее изменение среды может приводить к неожиданным последствиям". На практике это означает, что спрогнозировать то, как поведет себя экосистема, зачастую будет можно только на короткий срок - год или два. Впрочем, математики не исключают, что ситуация будет развиваться и по более драматичному сценарию. Это произойдет в случае, если окажется, что несколько режимов в экосистеме сосуществуют одновременно - например, хаос и регулярный режим. "То, в какой из них выйдет система, определяется структурой границ притяжения к каждому из этих режимов, - говорит Медвинский. - В некоторых случаях, по крайней мере в математических моделях, оказывается, что эта структура является фрактальной. А значит, малейшее изменение среды, даже простой шум или щелчок, способно перебросить систему из одного режима в другой, и предсказать, как она поведет себя даже в следующий момент, просто невозможно".

О том, что сценарии математиков совсем не пустые фантазии, говорит тот факт, что в США, где до 20 процентов посевных площадей занято трансгенными культурами, власти уже давно заставляют фермеров оставлять рядом с ними поля, засеянные обычными растениями. Это делается для того, чтобы создать приток "свежих" насекомых, не знакомых с токсинами белков, определяющихся генными "вставками". Биологи выяснили, что при скрещивании их с насекомыми-мутантами должно появиться "нормальное" потомство. Так что экологическая опасность от введения трансгенных культур признается вполне реальной и разработана стратегия борьбы с ней. "Другая стратегия заключается в том, чтобы создавать растения, у которых токсичность для насекомых кодируется не одним, а сразу несколькими генами: считается, что в этом случае возникновение насекомых-мутантов начнется не сразу, - говорит Медвинский. - Однако, по нашим прикидкам, все, чего можно добиться с помощью таких ухищрений, - это оттянуть наступление роковых последствий лет на 100".

Сто лет - срок немалый для того, чтобы просчитать сценарии развития событий и заранее принять меры. Впрочем, если учесть, что первые сорта трансгенных растений создавались десятилетиями, а сейчас это время сократилось до трех лет, становится ясно, что ученые должны поторопиться с разработкой методики объективных оценок. Слишком велик соблазн быстро решить продовольственную проблему, понаделав чудо-растений. И слишком большие деньги за этим стоят.

Источник : www.itogi.ru ( Алла Астахова )

Ещё в разделе

Паразиты фиговых опылителей не дают им паразитировать на фигах

Для видов рода Ficus (к которому относится, в частности, инжир) характерно взаимодействие с высокоспециализированными опылителями — перепончатокрылыми из семейства Agaonidae.

Светила науки озабочены судьбой ямальских леммингов

22 апреля 2008 года в Салехарде начнет работу международная конференция, посвященная динамике численности леммингов и песцов в циркумполярной тундре. Мероприятие проводится в рамках Международного полярного года 2007-2008.

Загрязнение природы приводит к усложнению птичьих песен

Загрязнение природы приводит к усложнению птичьих песен

Загрязнение окружающей среды положительно сказывается на пении самцов скворцов – выяснили учёные из университета Кардиффа в Уэльсе (Cardiff University in Wales).

Волк на пороге мира, полного опасностей

Служба США по охране рыбы и дичи (U.S. Fish and Wildlife Service, USFWS) обнародовала свое решение об изъятии волка из списка видов, которым угрожает исчезновение и которые нуждаются поэтому в особой охране.

Минздрав: погибнут тысячи человек

Глобальное потепление может привести к гибели тысяч людей на планете уже к 2017 году Последствия глобального потепления могут изменить не только географическую карту мира, но и существенно подкорректировать численность населения. По мнению американски

Глобальное потепление заставит насекомых все съесть

Глобальное потепление климата сделает травоядных насекомых более прожорливыми, что может со временем существенно повлиять на всю экосистему. К такому выводу пришли ученые из Пенсильванского университета в Америке, передает Newsru. Главную угрозу они видят

Печальная судьба тигра

Везде, где тигр еще встречается в диком состоянии, он находится под угрозой исчезновения. Основные тому причины — уничтожение природных местообитаний (лесов и зарослей кустарников), сокращение численности основных кормовых объектов — различных копытных, —

Спасение природы угрожает эволюции?

Возникший более полувека назад гибрид техасской саламандры оказался настолько живуч, что его популяция уже угрожает обоим родительским видам. Ученые гадают, имеют ли они право вмешаться в ход эволюции и истребить гибридную саламандру.

Глобальное потепление грозит самкам одиночеством

Глобальные климатические сдвиги влияют не только на среду обитания животных, но и на их пол. "Парниковый эффект", в результате которого среднегодовые температуры на планете уже достигли исторического максимума, может привести к радикальным изменениям в чи

Чем грозят Земле кометы и астероиды

Чем грозят Земле кометы и астероиды

Из-за потепления количество горбатых китов увеличивается

Из-за потепления количество горбатых китов увеличивается

Недавние исследования показали, что в последние годы число детенышей, рождаемых самками горбатых китов в антарктических водах начало увеличиваться. По мнению ученых такой тенденции способствует изменение климата. В частности, речь идет о потеплении.

Выгодное «соседство»

Выгодное «соседство»

Научные сотрудники из Национального университета Сингапура выяснили, что уровень соединений азота, которые вполне легко могут усвояться плотоядным растением непентесом кувшинчиковым в его хищном кувшине значительно повышается, если там присутствуют личинки двукрылого насекомого Xenoplatyura beaveri. В настоящий момент точные причины столь необычного явления еще не удалось изучить, но одно понятно точно – как растение, так и насекомое от своего «союза» получают пользу.

«Рыбий хор» может быть опасным

«Рыбий хор» может быть опасным

Как известно представители семейства горбылевых являются очень близкими родственниками окуней. Этих рыб можно встретить практически по всему теплому поясу Северной Америки, начиная от побережья Калифорнии и заканчивая побережьем Флориды. Стоит отметить, что рыба из вышеупомянутого семейства пользуется достаточно большой популярностью среди гурманов. В современном обществе, представителей горбылевых называют «говорящими». Все дело в том, что их разделенный на отсеки плавательный пузырь управляется мускулами, что дает возможность производить звуки. Именно эти звуки рыба использует для коммуникации между собой.

Как происходит навигация у шмелей

Как происходит навигация у шмелей

Как известно, процесс построения наиболее удачного маршрута между жилищем и местами кормления стоит перед большим количеством животных, среди которых: пчелы, птицы, приматы… Тот же самый процесс присутствует и в жизни человека…

Гриб-паразит делает из муравьев зомби не поражая их нервную систему

Гриб-паразит делает из муравьев зомби не поражая их нервную систему

Результаты нового исследования показали, что паразитический гриб Ophiocordyceps unilateralis, который использует для размножения муравьев, способствует изменению их поведения и при этом, не происходит захват контроля над нервной системой насекомых. Контроль над телом муравьев происходит при посредстве проникновения гифов гриба в мышцы насекомого.

Львы из Цаво нападали на людей не из-за погодных условий

Львы из Цаво нападали на людей не из-за погодных условий

Группа научных сотрудников из Университета Вандербильта и Филдовского музея естественной истории выяснили причину появления львов-людоедов из Цаво. Такое название получили два хищника, которые в 1989 году убили и съели более десяти человек, занимавшихся строительством железной дороги через реку Цаво в Кении. По мнению ученых животные отдали предпочтение человеческому мясу из-за проблем с зубами.

В Марианской впадине обнаружили странное явление

В Марианской впадине обнаружили странное явление

Этими днями в одном из авторитетных научных изданий появилась информация о том, что на дне двух самых глубоких океанических впадинах был обнаружен высокий уровень стойких органических загрязнителей. В частности речь идет о ядовитых химических веществах. Обнаружить столь необычное явление удалось команде ученых из Великобритании и Австралии.

Африканская кукуруза просто исчезает

Африканская кукуруза просто исчезает

Специалисты из Международного центра сельского хозяйства и биологических наук выразили свое опасение значительного увеличения количества гусениц Spodoptera frugiperda. Следует отметить, что в таком случае опасности будут подвергаться посевы сахарной кукурузы.

Ботаники подсчитали общее количество видов растений на планете

Ботаники подсчитали общее количество видов растений на планете

В Королевском ботаническом саду в Великобритании было проведено первое в своем роде всеобъемлющее обследование мировой флоры. На основе полученных результатов ученые пришли к выводу, что современной науке известно около 390 900 видов растений.

Европейские аисты отказываются зимовать в Африке

Европейские аисты отказываются зимовать в Африке

В последнее время ученые заметили одну очень странную тенденцию среди белых аистов. В частности речь идет о птицах, живущих на территории Европы. Было замечено, что численность особей во время перелета в теплые края, начала заметно сокращаться. Более того, аисты, вместо ежегодных перелетов в Африку, предпочитают оставаться в Европе и оседают возле мусорных свалок, где питаются отбросами.

Оценка:

Пока комментариев нет